摘要：本文介紹了基于上海四季廣場電能管理系統的設計、系統構成以及系統的功能，上海安科瑞股份有限公司為四季廣場設計的Acrel-3000電能管理系統可以實現對現場設備的系統集成，數據的采集、傳輸以及存儲，從而實現對商業(yè)區(qū)用電數據統計、開關量的遙測等功能。系統實現遠程精細化和實時性數據采集，避免人工采集數據的偏差，提高了供電質量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。

　　關鍵詞：電能管理 電力系統 電能計量 系統集成 MD

　　0 引言

　　隨著電力行業(yè)市場化改革的推進，電能計量裝置異常問題越來越受到人們的重視，但是原有的電能計量監(jiān)測方法已不能適應形勢需要。傳統電能計量監(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，以提高電能計量監(jiān)測工作水平，控制電能計量裝置異常問題，挽回電力企業(yè)的損失。

　　本課題提出了利用安科瑞公司網絡電能管理儀表和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，簡單分析造成電能計量裝置異常問題的原因，提出相應的監(jiān)測原理，然后完成監(jiān)測系統的整體設計。這些工作完善整個系統，使系統具備實用性。該課題的研究和實施，可實現商業(yè)區(qū)高低壓變電所的用電數據集中管理。對于提高供電系統的可靠性和經濟運行指標，促進供電系統管理的科學化、現代化，有著非常重要的現實意義。

　　1 項目概況

　　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)劃建設為餐飲、休閑娛樂、婚慶服務的綜合型商業(yè)區(qū)廣場。

　　以奉賢區(qū)的外資企業(yè)奠定國際化社區(qū)的客源基礎和產業(yè)依托，以先期開發(fā)形成一個獨立的“城鎮(zhèn)概念”，全力突現國際化社區(qū)的規(guī)模性效應及與當地建筑風格的差異性。另外，對于項目中的商業(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)域產業(yè)，最終為城市的可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻。

　　2 用戶需求

　　該廣場內的配電分布為：兩路10kV進線拉入，經10/0.4kV變壓器進行降壓，于主變電所內低壓出線柜分53路配出，幾乎為每路出線對應一個租戶，也有出線拉往層配箱再按用戶進行分配的情況。

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

　　綜合上述需求須對現場進行必要的改造，安裝多功能電力儀表并實現遠程監(jiān)測。監(jiān)控室設置在主變電所值班室，實現遠程集抄。

　　3 設計方案

　　安科瑞公司根據上海四季廣場實際情況為其選用了ACREL-3000電能管理系統。該系統以智能電力監(jiān)控裝置、微機繼電保護裝置、計算機網絡、能量管理應用組態(tài)軟件為基礎，滿足中國電力行業(yè)規(guī)范及相關行業(yè)標準，采用完全分層分布式結構，是一種智能化、網絡化、單元化、全開放的能量管理系統。本系統根據低壓能量管理的特點，完成對變配電系統的數據采集、運行監(jiān)視、事故預警、事故記錄和分析、自動控制、繼電保護等功能，同時把能耗預警、電源質量管理系統融為一體，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。

　　3.1 Acrel -3000符合的標準

　　本技術方案以現行國家及電力行業(yè)的有效標準為依據，國標未列入部分應參考IEC最新標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時，應以較高標準為準。

　　GB50052-2009 供配電系統設計規(guī)范

　　GB50054-2011 低壓配電設計規(guī)范

　　IEC 61587 電子設備機械結構系列

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

　　DL/T448-2000 《電能計量裝置技術管理規(guī)程》

　　DL/T 698 電能信息采集與管理系統

　　DL/T 698.1-2009 第1部分：總則

　　DL/T 698.2-2010 第2部分：主站技術規(guī)范

　　DL/T 698.31-2010 第3.1部分：電能信息采集終端技術規(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：通訊協議-集中器下行通信協議

　　DL/T/814-2002 配電自動化系統功能規(guī)范

　　GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列

　　DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程》

　　GB2887 計算站場地技術條件

　　3.2網絡結構拓撲圖

　　上海四季廣場配電房內含有1#變壓器及其饋線回路，2#變壓器及其饋線回路，現場總共56臺智能儀表，現場布線方式采用總線型。系統的具體組網方式分為3層結構：現場設備層、中間通訊層及站控管理層。

　　3.3 ACREL-3000設計方案

　　變電所低壓進線、出線柜及母聯柜原安裝儀表為機械式指針表，需重新加裝多功能網絡電力儀表�？紤]計量的精度需求，須將現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)取自當前抽屜內開關上端A相電壓;測量電壓信號取自當前抽屜內開關下端各相電壓;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統計入下：

　　層配中AX柜需對總開關及各分支回路進行儀表加裝，其余柜體僅改裝總表。改裝仍采用多功能網絡電力儀表。

　　4 設計變更

　　4.1電費計量報表變更：

　　變更內容：運行系統中所有下拉菜單(曲線、電能計費報表)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聯，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計部對客戶的要求經過評審，同意對該項目進行電費計量報表變更。

　　4.2 添加功能：

　　為了實現上海四季廣場系統的電能管理以及客戶電費計量的直觀性，四季廣場物業(yè)管理部門經過討論需要增加以下附加功能：

　　月電能(總電能)對比報表

　　含一年內十二個月各月電能對比和查詢任意兩個月的電能對比。

　　日電能(總電能)對比報表

　　含一月內各日電能對比和查詢任意兩日的電能對比。

　　電費計量(原復費率電費計量保存)

　　總用電量不分復費率，單價計量電費。

　　月MD值對比(要求同第一條)

　　電流變比

　　做出電流變比報表，并能打印。電流變比報表里要有儀表出廠編號。

　　安科瑞電氣股份有限公司軟件設計部對客戶的要求經過評審，同意對該項目進行軟件添加以上功能。

　　5 系統功能

　　5.1系統主界面

　　系統開機后會自動進入操作系統和配電監(jiān)控系統。本系統采用全中文界面，操作簡單方便;運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊;系統具有一次系統圖顯示(顯示電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監(jiān)測信息)，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示;系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。

　　1#變壓器低壓配電系統圖

　　2#變壓器低壓配電系統圖

　　5.2報表查詢功能

　　5.2.1遙測報表查詢

　　報表可以查詢任意時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，并有報表打印及導出功能。

　　遙測報表

　　5.2.2歷史電度報表查詢

　　報表可以查詢所有回路任意時間間隔段所用的電度數，同時報表具有打印及導出功能

　　歷史報表

　　5.2.3復費率報表查詢

　　含有任意時段復費率電能查詢，本月復費率查看功能。

　　付費率報表

　　本月付費率報表

　　5.2.4電費計量

　　A、電費計量有權限登錄，如果沒有權限人員無法登錄此界面查看電費，更改數值。

　　MD申請值報表含有對各回路用電客戶MD值修改、電費修改、MD單價修改功能。

　　MD申請值輸入

　　B、現場2種不同智能儀表電費計量方式

　　B1、電費計量為帶MD的儀表，時段可以任意設定查詢。復費率時段電費自動算出。設定好要查時段，選擇回路，就自動算出電費。

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

　　電費清單報表

　　B2、無MD電費的智能儀表，電費根據復費率時段自動算出。

　　電費清單報表

　　5.2.4 CT報表查詢

　　報表可以查詢所有回路的CT值，具有打印及導出功能，方便管理人員后期維護的工作。

　　CT報表

　　5.3趨勢曲線功能

　　曲線趨勢：實現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，分析該回路配電運行狀況。曲線可對測量數據量程進行設置，還可設置開始時間和時間間隔，方便用戶進行任意時間的曲線查看。

　　電流趨勢曲線

　　MD趨勢曲線

　　5.4 系統遙信狀態(tài)報警

　　在配電系統發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。

　　報警查詢

　　6 運行效果

　　實時性：項目實施前現場數據主要靠人工抄錄，1天2次，各回路時間不統一，可對性差;項目實施后后臺實時采集，50mS一次，可比性強。

　　存儲管理：項目實施前紙質記錄，查詢時翻箱倒柜，年久易失，數據日期管理復雜;項目實施后計算機存儲，數據可存儲10年以上，查詢速度快，只需鼠標一點，迅速準確。

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

　　數據安全：項目實施前分散管理，手工定時備份，對連續(xù)數據備份不準確;項目實施后同步集中管理，系統自動即時備份。

　　設備管理：項目實施前各個抽屜柜回路通斷電要現場去查看，斷電時無報警;項目實施后通過后臺一次系統圖清晰展示，回路跳閘時，后臺自動記錄，并伴隨自動報警。

　　負荷調整：項目實施前調整三相回路負荷平衡比較困難;項目實施后實時管理分配各個回路電流任務，使三相電流平衡，日志記錄。

　　7 結束語

　　Acrel-3000電能管理系統具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點，在上海四季廣場項目上得以成功應用。隨著計算機信息技術的普及，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現配電室的無人職守真正成為現實，系統對各種用電設備的歷史運行數據和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統的運營成本。

　　參考文獻：

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

　　作者簡介:陳璐 (1989-)，女，江蘇安科瑞電器制造有限公司，技術工程師，主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統。技術交流：0510-86179852 傳真：0510-86179975 手機：18860995116 QQ:2880581271 主頁：http://www.acrel-eim.com