繆建梅
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：本文介紹了基于上海四季廣場電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)成以及系統(tǒng)的功能，上海安科瑞股份有限公司為四季廣場設(shè)計(jì)的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及存儲，從而實(shí)現(xiàn)對商業(yè)區(qū)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量的遙測等功能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)化和實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采集，避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電能管理 電力系統(tǒng) 電能計(jì)量 系統(tǒng)集成 MD

0 引言

      隨著電力行業(yè)市場化改革的推進(jìn)，電能計(jì)量裝置異常問題越來越受到人們的重視，但是原有的電能計(jì)量監(jiān)測方法已不能適應(yīng)形勢需要。傳統(tǒng)電能計(jì)量監(jiān)測手段存在的不足說明，我們有必要采取新的、自動化和信息化程度較高的監(jiān)測方式，以提高電能計(jì)量監(jiān)測工作水平，控制電能計(jì)量裝置異常問題，挽回電力企業(yè)的損失。

      本課題提出了利用安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電能管理儀表和Acrel-3000組態(tài)軟件研制了一套適用于商業(yè)區(qū)的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)，簡單分析造成電能計(jì)量裝置異常問題的原因，提出相應(yīng)的監(jiān)測原理，然后完成監(jiān)測系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。這些工作完善整個系統(tǒng)，使系統(tǒng)具備實(shí)用性。該課題的研究和實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)商業(yè)區(qū)高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，促進(jìn)供電系統(tǒng)管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 項(xiàng)目概況



      上海四季生態(tài)廣場位于奉賢區(qū)南橋，總建筑面積30000平方米。規(guī)劃建設(shè)為餐飲、休閑娛樂、婚慶服務(wù)的綜合型商業(yè)區(qū)廣場。

　   以奉賢區(qū)的外資企業(yè)奠定國際化社區(qū)的客源基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)依托，以先期開發(fā)形成一個獨(dú)立的“城鎮(zhèn)概念”，全力突現(xiàn)國際化社區(qū)的規(guī)模性效應(yīng)及與當(dāng)?shù)亟ㄖL(fēng)格的差異性。另外，對于項(xiàng)目中的商業(yè)和生活配套方面，將充分利用園林資源，分步打造及發(fā)展成為一個南上海地區(qū)的國際化高級休閑勝地。最終營造一個由國際品牌的鄉(xiāng)村俱樂部、國際化的品牌店、國家級別的生態(tài)園林組成的國際化社區(qū)環(huán)境，從而提高城市景觀，帶動周邊區(qū)域產(chǎn)業(yè)，最終為城市的可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

2 用戶需求

      該廣場內(nèi)的配電分布為：兩路10kV進(jìn)線拉入，經(jīng)10/0.4kV變壓器進(jìn)行降壓，于主變電所內(nèi)低壓出線柜分53路配出，幾乎為每路出線對應(yīng)一個租戶，也有出線拉往層配箱再按用戶進(jìn)行分配的情況。

      物業(yè)根據(jù)各租戶的月用電實(shí)際情況向其收取電費(fèi)，用電量參照各配出回路的電表計(jì)量參數(shù)，因原柜體未安裝電能計(jì)量儀表，需對其進(jìn)行改造。

      綜合上述需求須對現(xiàn)場進(jìn)行必要的改造，安裝多功能電力儀表并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。監(jiān)控室設(shè)置在主變電所值班室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集抄。

3 設(shè)計(jì)方案

      安科瑞公司根據(jù)上海四季廣場實(shí)際情況為其選用了ACREL-3000電能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以智能電力監(jiān)控裝置、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、能量管理應(yīng)用組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，滿足中國電力行業(yè)規(guī)范及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用完全分層分布式結(jié)構(gòu)，是一種智能化、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、全開放的能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)根據(jù)低壓能量管理的特點(diǎn)，完成對變配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)視、事故預(yù)警、事故記錄和分析、自動控制、繼電保護(hù)等功能，同時(shí)把能耗預(yù)警、電源質(zhì)量管理系統(tǒng)融為一體，極大提高了用電的可靠性、安全性、管理水平，是一個面向用戶的、真正的能量管理系統(tǒng)。

      3.1 Acrel -3000符合的標(biāo)準(zhǔn)

      本技術(shù)方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC最新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50054-2011 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范

IEC 61587     電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列

（并參考國家電網(wǎng)公司2009年發(fā)布的《智能變電站智能控制柜技術(shù)規(guī)范》）

DL/T448-2000   《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

DL/T 698      電能信息采集與管理系統(tǒng)

DL/T 698.1-2009   第1部分：總則

DL/T 698.2-2010   第2部分：主站技術(shù)規(guī)范

DL/T 698.31-2010  第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求

DL/T 698.35-2010  第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求

DL/T 698.41-2010  第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信

DL/T 698.42-2010  第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議

DL/T/814-2002     配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范

GB/T/3047.1       面板、架和柜的基本尺寸系列

DL/T5137-2001   《電測量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

GB2887 計(jì)算站場地技術(shù)條件

      3.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

      上海四季廣場配電房內(nèi)含有1#變壓器及其饋線回路，2#變壓器及其饋線回路，現(xiàn)場總共56臺智能儀表，現(xiàn)場布線方式采用總線型。系統(tǒng)的具體組網(wǎng)方式分為3層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場設(shè)備層、中間通訊層及站控管理層。

 

      3.3 ACREL-3000設(shè)計(jì)方案

      變電所低壓進(jìn)線、出線柜及母聯(lián)柜原安裝儀表為機(jī)械式指針表，需重新加裝多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。考慮計(jì)量的精度需求，須將現(xiàn)場安裝的電流互感器重新更換。如下圖：



      儀表取信號為：輔助電源(AC220V)取自當(dāng)前抽屜內(nèi)開關(guān)上端A相電壓；測量電壓信號取自當(dāng)前抽屜內(nèi)開關(guān)下端各相電壓；電流信號取自電流互感器電流二次輸出信號。需加裝或改造的回路數(shù)統(tǒng)計(jì)入下：

序號	柜體編號		回路名稱	圖紙變比	互感器AKH-0.66G		數(shù)量
					型號	CT變比
1	D1	D1	進(jìn)線柜	4000/5	120×50II	4000/5	2
2	D4	D4	聯(lián)絡(luò)柜	4000/5
3	D5	D5-1	ATA變電所雙切箱	75/5	30×30I	75/5	2
4		D5-2	ATB消控室雙切箱	75/5
5		D5-3	ATE消防泵房雙切箱	150/5		150/5	1
6		D5-4	AX小負(fù)荷用戶照明空調(diào)總控制	600/5	40I	600/5	1
7		D5-5	ATBH百貨商場弱電總控室雙切	75/5	30×30I	100/5	1
8		D5-6	備  用	400/5	40I	400/5	1
9	D6	D6-1	ATC監(jiān)控室雙切箱	75/5	30×30I	75/5	2
10		D6-2	ATD電信有線電視雙切箱	75/5
11		D6-3	ATF生活泵雙切箱	150/5		150/5	1
12		D6-4	ALE餐飲一配電柜	500/5	40I	500/5	1
13		D6-5	ALHA百貨商場配電間A	400/5		400/5	2
14		D6-6	備  用	400/5
15	D7	D7-1	AEA應(yīng)急照明常用電源配電柜	250/5	30×30I	250/5	1
16		D7-2	APA排煙風(fēng)機(jī)備用電源配電柜	500/5	40I	500/5	1
17		D7-3	ALF餐飲二配電柜	600/5		600/5	1
18		D7-4	ALHB百貨商場配電間B	500/5		500/5	1
19	D8	D8-1	ADA電梯電力常用電源配電柜	600/5		600/5	1
20		D8-2	ALG  餐飲三配電柜	500/5		500/5	1
21		D8-3	空  位	400/5		400/5	1
22		D8-4	空  位	150/5	30×30I	150/5	2
23		D8-5	空  位	150/5
24	D9	D9-1	ALHC百貨商場配電間C	400/5	40I	400/5	1
25		D9-2	空  位	500/5		500/5	1
26		D9-3	ALT  行政辦公配電箱	200/5	30×30I	200/5	1
27		D9-4	空  位	250/5		250/5	1
28		D9-5	空  位	200/5		200/5	1
29		D9-6	空  位	250/5		250/5	1
30	D10	D10-1	ADB電梯電力備用電源配電柜	600/5	40I	600/5	1
31		D10-2	ALM  商場一配電柜	500/5		500/5	1
32		D10-3	備用	200/5	30×30I	200/5	1
33		D10-4	ALR  酒吧配電柜	250/5		250/5	3
34		D10-5	空  位	250/5
35	D11	D11-1	AEB應(yīng)急照明備用電源配電柜	250/5
36		D11-2	APB排煙風(fēng)機(jī)常用電源配電柜	500/5	40I	500/5	1
37		D11-3	ALK  KTV配電柜	300/5	30×30I	300/5	1
38		D11-4	ALQ  茶藝配電柜	200/5		200/5	1
39		D11-5	AG 公共照明配電柜	400/5	40I	400/5	1
40		D11-6	空  位	200/5	30×30I	200/5	1
41	D12	D12-1	ATC 監(jiān)控室雙切箱	75/5		75/5	2
42		D12-2	ATD 電信有線電視雙切箱	75/5
43		D12-3	ATF 生活泵雙切箱	150/5		150/5	1
44		D12-4	ALI國際美食A配電柜	200/5		200/5	4
45		D12-5	ALP  商場四配電柜	200/5
46		D12-6	ALU 二區(qū)配電箱	200/5
47		D12-7	空  位	200/5
48		D12-8	空  位	250/5		250/5	1
49	D13	D13-1	ATA 變電所雙切箱	75/5		75/5	2
50		D13-2	ATB 消控室雙切箱	75/5
51		D13-3	ATE 消防泵房雙切箱	150/5		150/5	1
52		D13-4	ALA  健身俱樂部配電柜	400/5	40I	400/5	1
53		D13-5	ALN  商場二配電柜	200/5	30×30I	200/5	1
54		D13-6	ATBH百貨商場弱電總控室雙切	75/5		75/5	1
55		D13-7	空  位	400/5	40I	400/5	1
56	D16	D16	進(jìn)線柜	4000/5	120×50II	4000/5	1

      層配中AX柜需對總開關(guān)及各分支回路進(jìn)行儀表加裝，其余柜體僅改裝總表。改裝仍采用多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

 4 設(shè)計(jì)變更

      4.1電費(fèi)計(jì)量報(bào)表變更：

      變更內(nèi)容：運(yùn)行系統(tǒng)中所有下拉菜單（曲線、電能計(jì)費(fèi)報(bào)表）中的回路名稱改為儀表位置。

      變更原因：客戶更改回路用戶名稱后，下拉菜單里回路名稱沒有關(guān)聯(lián)，不方便用戶查詢。儀表位置是不變化的。

      安科瑞電氣股份有限公司軟件設(shè)計(jì)部對客戶的要求經(jīng)過評審，同意對該項(xiàng)目進(jìn)行電費(fèi)計(jì)量報(bào)表變更。

      4.2 添加功能：

      為了實(shí)現(xiàn)上海四季廣場系統(tǒng)的電能管理以及客戶電費(fèi)計(jì)量的直觀性，四季廣場物業(yè)管理部門經(jīng)過討論需要增加以下附加功能：

      月電能（總電能）對比報(bào)表

      含一年內(nèi)十二個月各月電能對比和查詢?nèi)我鈨蓚€月的電能對比。

      日電能（總電能）對比報(bào)表

      含一月內(nèi)各日電能對比和查詢?nèi)我鈨扇盏碾娔軐Ρ取?/p>

      電費(fèi)計(jì)量（原復(fù)費(fèi)率電費(fèi)計(jì)量保存）

      總用電量不分復(fù)費(fèi)率，單價(jià)計(jì)量電費(fèi)。

      月MD值對比（要求同第一條）

      電流變比

      做出電流變比報(bào)表，并能打印。電流變比報(bào)表里要有儀表出廠編號。

      安科瑞電氣股份有限公司軟件設(shè)計(jì)部對客戶的要求經(jīng)過評審，同意對該項(xiàng)目進(jìn)行軟件添加以上功能。

 5 系統(tǒng)功能

      5.1系統(tǒng)主界面

      系統(tǒng)開機(jī)后會自動進(jìn)入操作系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示（顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息），模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

           

             1#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖

 

                          2#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖

      5.2報(bào)表查詢功能

      5.2.1遙測報(bào)表查詢

      報(bào)表可以查詢?nèi)我鈺r(shí)刻所有回路的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，并有報(bào)表打印及導(dǎo)出功能。



遙測報(bào)表

      5.2.2歷史電度報(bào)表查詢

      報(bào)表可以查詢所有回路任意時(shí)間間隔段所用的電度數(shù)，同時(shí)報(bào)表具有打印及導(dǎo)出功能



歷史報(bào)表

      5.2.3復(fù)費(fèi)率報(bào)表查詢

      含有任意時(shí)段復(fù)費(fèi)率電能查詢，本月復(fù)費(fèi)率查看功能。



付費(fèi)率報(bào)表



本月付費(fèi)率報(bào)表

      5.2.4電費(fèi)計(jì)量

      A、電費(fèi)計(jì)量有權(quán)限登錄，如果沒有權(quán)限人員無法登錄此界面查看電費(fèi)，更改數(shù)值。

      MD申請值報(bào)表含有對各回路用電客戶MD值修改、電費(fèi)修改、MD單價(jià)修改功能。



MD申請值輸入

      B、現(xiàn)場2種不同智能儀表電費(fèi)計(jì)量方式

      B1、電費(fèi)計(jì)量為帶MD的儀表，時(shí)段可以任意設(shè)定查詢。復(fù)費(fèi)率時(shí)段電費(fèi)自動算出。設(shè)定好要查時(shí)段，選擇回路，就自動算出電費(fèi)。

      注：平2電費(fèi)7、8、9三個月按峰電費(fèi)計(jì)量，其余各月按平電費(fèi)計(jì)量（自動生成)。



電費(fèi)清單報(bào)表

      B2、無MD電費(fèi)的智能儀表，電費(fèi)根據(jù)復(fù)費(fèi)率時(shí)段自動算出。



電費(fèi)清單報(bào)表

      5.2.4 CT報(bào)表查詢

      報(bào)表可以查詢所有回路的CT值，具有打印及導(dǎo)出功能，方便管理人員后期維護(hù)的工作。



CT報(bào)表

      5.3趨勢曲線功能

      曲線趨勢：實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流、MD繪制趨勢曲線，分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線可對測量數(shù)據(jù)量程進(jìn)行設(shè)置，還可設(shè)置開始時(shí)間和時(shí)間間隔，方便用戶進(jìn)行任意時(shí)間的曲線查看。



電流趨勢曲線



MD趨勢曲線

      5.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警

      在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。



報(bào)警查詢

6 運(yùn)行效果

      實(shí)時(shí)性：項(xiàng)目實(shí)施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄，1天2次，各回路時(shí)間不統(tǒng)一，可對性差；項(xiàng)目實(shí)施后后臺實(shí)時(shí)采集，50mS一次，可比性強(qiáng)。

      存儲管理：項(xiàng)目實(shí)施前紙質(zhì)記錄，查詢時(shí)翻箱倒柜，年久易失，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜；項(xiàng)目實(shí)施后計(jì)算機(jī)存儲，數(shù)據(jù)可存儲10年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點(diǎn)，迅速準(zhǔn)確。

      整體分析：項(xiàng)目實(shí)施前各個時(shí)段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比；項(xiàng)目實(shí)施后通過曲線分析，峰平谷時(shí)段對比明顯，便于削峰填谷，而且三相用電的調(diào)配相對均衡。

      數(shù)據(jù)安全：項(xiàng)目實(shí)施前分散管理，手工定時(shí)備份，對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確；項(xiàng)目實(shí)施后同步集中管理，系統(tǒng)自動即時(shí)備份。

      設(shè)備管理：項(xiàng)目實(shí)施前各個抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看，斷電時(shí)無報(bào)警；項(xiàng)目實(shí)施后通過后臺一次系統(tǒng)圖清晰展示，回路跳閘時(shí)，后臺自動記錄，并伴隨自動報(bào)警。

      負(fù)荷調(diào)整：項(xiàng)目實(shí)施前調(diào)整三相回路負(fù)荷平衡比較困難；項(xiàng)目實(shí)施后實(shí)時(shí)管理分配各個回路電流任務(wù)，使三相電流平衡，日志記錄。

7 結(jié)束語

      Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在上海四季廣場項(xiàng)目上得以成功應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實(shí)現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統(tǒng)的運(yùn)營成本。

參考文獻(xiàn)：

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

作者簡介：

繆建梅，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電，Email: 2880157864@qq.com手機(jī)：15618860710  QQ:2880157864