電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)在蘇州創(chuàng)業(yè)園二期當中的實現(xiàn)

隨著能源的日漸緊張，國家出臺了很多有關(guān)節(jié)能減排的法律法規(guī)，各行各業(yè)都在采取了相應(yīng)的節(jié)能措施，各制造行業(yè)的工廠企業(yè)也采用了電能管理及電力監(jiān)控系統(tǒng)對節(jié)能效果進行考核。目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

蘇州創(chuàng)業(yè)園二期位于蘇州高新區(qū)竹園路與珠江路交叉口附近，總建筑面積13.58萬平方米，由3幢26層獨立塔樓組成。每個樓層都有一個配電室，室內(nèi)的配電柜中安裝了安科瑞600多塊網(wǎng)絡(luò)多功能儀表。為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力參數(shù)實時遙測、電能計量分項管理、電能報表等功能，系統(tǒng)采用Acrel-3000電力監(jiān)控、電能管理軟件把現(xiàn)場的儀表聯(lián)在一起，做到集中管理、集中控制。

1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)可對低壓設(shè)備消耗的電能進行分項計量。其軟件運行于windows操作系統(tǒng)，包括windows2000、windows NT、windowsXP等windows系列操作系統(tǒng)。系統(tǒng)除了與上海安科瑞公司自主研發(fā)的儀表良好兼容外，還支持數(shù)百種各種硬件設(shè)備，包括目前流行的各種板卡、儀表、PLC等。支持各種常用電力通信規(guī)約，如部頒CDT規(guī)約、POLLING、1801、101、DNP等電力規(guī)約。

Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，提高了集成效率。

蘇州創(chuàng)業(yè)園二期電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能或區(qū)域進行劃分，模塊化設(shè)計。整個系統(tǒng)分為三層，即現(xiàn)場層、中間層、主控層。

1.1現(xiàn)場層

現(xiàn)場層主要任務(wù)是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進行采集和測量，并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)。其主要設(shè)備是：ACR320EL、ACR210EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表，裝設(shè)在每層的動力柜內(nèi)。上述設(shè)備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，具備RS-485 通信接口，通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元—通訊服務(wù)器。

ACR網(wǎng)絡(luò)測控電力儀表，是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的智能化電力儀表。它能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度以及開關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)等。該系列儀表具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，能實現(xiàn)遠程遙測、遙控功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2中間層

中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，采用高性能、嵌入式通訊服務(wù)器。通訊服務(wù)器負責把現(xiàn)場層儀表采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換上傳到主控層，是主控層與現(xiàn)場層的橋梁。

1.3主控層

主控層位于監(jiān)控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個箱系統(tǒng)的實時監(jiān)控和報表管理。

創(chuàng)業(yè)園二期的監(jiān)控室位于B幢三樓，通過六個通訊服務(wù)器把分布于每個樓層動力柜內(nèi)的共計600多塊ACR儀表有機的聯(lián)系在一起，再通過樓層的局域網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。

2. 系統(tǒng)框圖及主要實現(xiàn)的功能

系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要邏輯關(guān)系如下系統(tǒng)框圖。

圖2 系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打??；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

如A幢4-7層空調(diào)總回路8月份各天的用電趨勢圖如圖2所示。

圖3 電能棒圖

3. 設(shè)備與投資

根據(jù)現(xiàn)場實際情況所配置的系統(tǒng)硬件含采集裝置、電源、工作站主機、打印設(shè)備、系統(tǒng)軟件、弱電安裝施工等總計費用為35萬元左右，平均每幢樓的投入費用不超過15萬元。配電各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)均可通過監(jiān)控主機集中顯示，方便配電管理人員及時發(fā)現(xiàn)配電故障環(huán)節(jié)，按月統(tǒng)計用電數(shù)據(jù)，又可以通過OPC轉(zhuǎn)發(fā)上傳至樓宇自控系統(tǒng)BAS或安防系統(tǒng)FAS，便于整體調(diào)度。相對于傳統(tǒng)的電工抄表、統(tǒng)計雖增加了一次投入，但智能化程度得到極大提高，節(jié)省了人力資本的投入。

結(jié)束語

ACREL-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點。目前系統(tǒng)已投入運行半年以上，極大的方便了用戶的使用。隨著計算機信息技術(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現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設(shè)備狀況，制定詳細的設(shè)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(tǒng)的運營成本。