何花

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

  摘要：隨著企業改革的不斷深入，對現代化用電管理的水平要求越來越高，準確、快速、經濟的獲得用電回路的各類數據進行用電分析、負荷管理、表計運行狀況監測、電費自動結算是現代化電能管理的基礎。同時也是提高企業經濟效益的手段。近年來技術人員對監控系統的研究工作逐步增加，并且開始使用新的技術對現有的監控系統進行改造。本文通過海立集團長陽路2555號綜合改造項目中的變電所及樓層的應用介紹安科瑞電能管理系統在辦公樓領域中的應用。

關鍵字：電能管理；監控系統；配電監測；管理系統；

0、引言

  為響應制定的一系列節能減排的政策措施，各行各業都積極采取措施節能節電，取得了積極進展。然而電力節能方案的實施、用電節能設備的廣泛采用是否真的起到了節能的作用，用合理的考核管理機制進行科學的判斷。

  Acrel-3000是利用智能電力監測裝置，結合現場總線及以太網通信技術，運用計算機和軟件技術，綜合構成的電能管理系統。采用分布式的網絡結構，實現了對企業配電終端的管理，實現了對高低壓系統等設備的實時監控采集分析電能數據。

1、項目概述及建設目標

  上海海立（集團）股份有限公司系由上海冰箱壓縮機股份有限公司名而來，現海立集團在上海長陽路2555號建設研發大樓。

  本項目通過海立集團長陽路2555號綜合改造項目內變電所及樓層安科瑞電力儀表監測，并通過數據實時顯示一次圖狀態機電壓、電流、功率等信息，通過對儀表電能數據的采集定制電能報表，用于每個月用電成本核算。

2、電能管理系統的設計

  在監控系統的設計中，充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統的實際結構、電力系統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監控設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時也有利于系統功能的實現。  

  本項目的電能管理系統，可以實現對站內配電回路的實時監控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示站內各個配電回路的運作狀態，當站內電力系統的負載越標時，電能管理系統能夠迅速報警，發出語音提示。另外，電能管理系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便于有關人員分析站內各部分的用電狀況，提高車站工作人員的工作效率。   

 2.1 系統結構    

  依據海立集團長陽路2555號綜合改造項目的配電情況分布情況，在線監測系統建設采用分層分布式結構，系統包括：站控管理層、網絡通訊層、現場設備層。系統網絡結構如圖所示：

  站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，是系統的zui上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業級計算機、打印機、UPS電源等組成。

  通訊層使用的設備為串口服務器。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控制命令。

  現場設備層主要是連接于網絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電系統必要的基本組成元素。現場配置安科瑞的pz96系列儀表，實現低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、等電參量監測；并對每個回路斷路器分合閘狀態進行監測。

2.2 網絡設計 

  電能管理系統中的網絡系統能夠及時的對數據進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現電能管理系統各項功能的基礎。把現場每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊采集器，來實現與主機的傳遞。

2.3 監控系統軟件功能設計

  系統依據客戶實際需求進行設計，并實現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；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

2.3.1 數據的采集與處理

  數據采集主要包括模擬量以及開關量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數、頻率等信息進行采集，開關量的采集則主要是對斷路器的工作狀態，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現遠程數據的本地實時顯示。數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

2.3.2 數據報表統計

  電能管理系統以豐富的數據報表體現計量體系的完整性。系統具備各回路定時抄表匯總統計功能，用戶可自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。

2.3.3 電流曲線查詢

  電能管理系統對配電系統總進線回路（或重要負荷的出線）設計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。其次，電能管理系統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發生時的實時電流、實時電壓等數據進行記錄存儲。電能管理系統能通過管理人員對電壓、電流及功率的設置，從而實時監測配電情況，是否出現短路或者超負荷等情況，便于工作人員解決。

2.3.4 報警設置功能

  電能管理系統為了本項目配電系統安全運行，系統有功率越限報警功能，管理人員可根據實際現場情況設定閾值，提高配電運行的安全性。 

3、建設電能管理系統的意義

  綜上所述，電能管理系統能反映實際的電能消耗水平和電能利用率狀況。對于集團來說，單耗對比體現了管理水平，是對人工進行成本核算與控制的重要依據。

  電能管理系統是響應國家節能降耗和精細化能源管理號召的產品，電能管理系統再提高終端用電效率和改變用電方式，再滿足同樣用電功能的同時，實現用電和設備危險預警，減少電量消耗和電力需求，達到安全用電、節約資源和保護環境，實現“安全用電、經濟用電、有序用電、智能用電”的用電目標。

參考文獻

  [1]《電能管理系統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風