蘇州創業園二期電力監控與電能管理系統設計方案

李甲云¹　王曉明²　武星²
（1. 蘇州市建筑設計研究所有限責任公司 江蘇蘇州215002）
（2.上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801）

摘    要：本文介紹基于網絡電力儀表的Acrel-3000電力監控系統在蘇州創業園二期的應用，實現了分散式采集和集中控制管理的智能化電能計量管理和監控。省去了值班人員現場抄表的煩瑣，具有投資少、簡明實用、便于智能管理等優點。
關鍵詞：大型公建；網絡電力儀表；電力監控軟件

0　 引言
　　當前，根據住房與建設部〔2008〕114號文件，政府機關和大型公建應當實行能源消費計量制度，區分用能種類，用能系統實行能源消費分戶、分類、分項計量，及時發現、糾正用能浪費現象。同時地方政府也積極響應中央號召，也出臺了相關規定，如蘇建科〔2007〕217號規定自2007年9月1日起，新建、改建和擴建單體2萬m2以上的公共建筑項目，在設計、施工圖審查時均應執行國家、省有關標準。在電氣部分明確規定：變電所各出線回路均應配置電能計量裝置，計量裝置應采用數字式電能表計，并根據建筑的類別和檔次，盡量配置通訊接口，以便于構成網絡，并設管理后臺。
　　蘇州創業園二期位于蘇州高新區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，室內的配電柜中安裝了安科瑞600多塊網絡多功能儀表。為了能夠實現電力參數實時遙測、電能計量分項管理、電能報表等功能，系統采用Acrel-3000電力監控、電能管理軟件把現場的儀表聯在一起，做到集中管理、集中控制。

1　 系統結構
　　Acrel-3000電力監控組態軟件是對現場生產數據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“組態方式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，比如在分布式網絡應用中，所有應用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數據的引用方法與引用本地數據完全相同，通過“組態”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統集成的時間，提高了集成效率。
　　蘇州創業園二期電力監控系統的拓撲結構如圖1。

圖1　系統拓撲結構圖

　　系統采用分布式結構，按功能或區域進行劃分，模塊化設計。整個系統分為三層，即現場層、中間層、主控層。
1.1  現場層
　　現場層主要任務是將現場的各種配電系統的運行參數進行采集和測量，并將采集和測量的各種數據傳輸給監控系統。其主要設備是：ACR320EL、ACR210EL網絡電力儀表，裝設在每層的動力柜內。上述設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，通過現場的RS-485總線將檢測到的各項電參數和狀態信號實時傳輸到中間層的數據處理單元—通訊服務器。
　　ACR網絡測控電力儀表，是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的智能化電力儀表。它能測量所有的常用電力參數，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度以及開關量輸入/輸出狀態等。該系列儀表具備完善的通信聯網功能，能實現遠程遙測、遙控功能，非常適合于實時電力監控系統。
1.2  中間層
　　中間層位于現場層與主控層之間，采用高性能、嵌入式通訊服務器。通訊服務器負責把現場層儀表采集的數據經過網絡通信聯接、數據交換上傳到主控層，是主控層與現場層的橋梁。
1.3  主控層
　　主控層位于監控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監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對整個箱系統的實時監控和報表管理。
　　創業園二期的監控室位于B幢三樓，通過六個通訊服務器把分布于每個樓層動力柜內的共計600多塊ACR儀表有機的聯系在一起，再通過樓層的局域網把數據傳輸到后臺系統。

2　 系統主要功能及設備投資
　　系統采用C/S架構，數據處理以數據庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，系統框圖如圖2所示。

圖2　系統框圖

　　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。如A幢4-7層空調總回路8月份各天的用電趨勢圖如圖3所示。

圖3　電能棒圖

3　 設備與投資
　　根據現場實際情況所配置的系統硬件含采集裝置、電源、工作站主機、打印設備、系統軟件、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。配電各環節的數據均可通過監控主機集中顯示，方便配電管理人員及時發現配電故障環節，按月統計用電數據，又可以通過OPC轉發上傳至樓宇自控系統BAS或安防系統FAS，便于整體調度。相對于傳統的電工抄表、統計雖增加了一次投入，但智能化程度得到極大提高，節省了人力資本的投入。

4　 結束語
　　ACREL-3000電力監控系統具有通用性好、可靠性高、組態靈活等優點。目前系統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的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監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。

　　文章來源于：《電工電氣》2011年2期。

參考文獻：
1）《電力電測數字儀表原理與應用指南》 任致程，周中，中國電力出版社

作者簡介：
1． 王曉明 (1981-)，男，本科，畢業于西南交通大學，研究方向為大型公建能耗監測與分析。
上海安科瑞電氣股份有限公司 系統集成部 Email:ACREL006@vip.163.com

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