摘要：昭通市北部新區(qū)醫(yī)院，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-3000電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)各回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。

關(guān)鍵字：昭通市北部新區(qū)醫(yī)院；智能電力儀表；Acrel-3000；電能管理；

0、引言

  隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能問題，同時也對電能提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加有效的電能管理管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。

  Acrel-3000是利用智能電力監(jiān)測裝置，結(jié)合現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)通信技術(shù)，運用計算機和軟件技術(shù)，綜合構(gòu)成的電能管理系統(tǒng)。采用分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對企業(yè)配電終端的全面管理，實現(xiàn)了對高低壓系統(tǒng)等設(shè)備的實時監(jiān)控采集分析電能數(shù)據(jù)。

1、項目概述及建設(shè)目標(biāo)

  昭通北部新區(qū)醫(yī)院所在地昭通市位于云南省東北部，地處云、貴、川三省結(jié)合部，醫(yī)院位于昭通市昭陽工業(yè)園區(qū)威信路與彩云路交叉口。醫(yī)院將以“大專科、小綜合”運營模式，面向昭陽區(qū)，輻射全昭通市。開設(shè)普外科、骨科、內(nèi)科、重癥醫(yī)學(xué)科、急診科、婦科、產(chǎn)科、口腔科、眼科、耳鼻咽喉科、老年病科、中醫(yī)等科室，并設(shè)立“五大中心”（腎病透析中心、體檢中心、理療康復(fù)中心、檢驗中心、放射影像中心）。其中老年病科將介入“醫(yī)養(yǎng)一體化”新理念，對老年人實行醫(yī)療、護理、康復(fù)、生活照料、娛樂活動等多方位服務(wù)。

  本項目通過對云南省昭通市北部新區(qū)醫(yī)院內(nèi)的安科瑞智能電力儀表進行實時數(shù)據(jù)采集，并通過數(shù)據(jù)處理后實時顯示一次圖狀態(tài)以及各用電回路的電壓、電流、功率等信息，利用各回路的用電量定制電能報表。

2、電能管理系統(tǒng)的設(shè)計

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。  

  本項目的電能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對站內(nèi)配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設(shè)備進行組合，及時的顯示站內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越限時，電能管理系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，提高醫(yī)院設(shè)備維護人員的工作效率。  

 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)  

  依據(jù)昭通北部新區(qū)醫(yī)院的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

  通訊層使用的設(shè)備為串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達上位機對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

  現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置安科瑞的AMC72系列和DTSD1352系列儀表，實現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、等電參量監(jiān)測；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。

2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 

  電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電能管理系統(tǒng)各項功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個設(shè)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(xiàn)與主機的傳遞。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

  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；報表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理

  數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)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(shù)、頻率等信息進行采集，開關(guān)量的采集則主要是對斷路器的工作狀態(tài)，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

2.3.2數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計

  電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)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(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線回路（或重要負(fù)荷的出線）設(shè)計了負(fù)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(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)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(diào)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(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。

2.3.4用戶權(quán)限管理

  電能管理系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行維護管理通過可靠的安全保障。

3.建設(shè)電能管理系統(tǒng)的意義

  隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電能管理系統(tǒng)已成為全國各地重點工程項目、工業(yè)企業(yè)等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在云南省昭通市北部新區(qū)醫(yī)院的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實時監(jiān)控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框及語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的經(jīng)濟效益。［2］