0、引言

  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全面管理，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。

  隨著電力網絡的不斷發展，用電負荷的持續增長，各種新型負載不斷涌現，用戶更加關注電能問題，同時也對電能提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電能管理管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰，以實現配電系統持續可靠、高效低耗的運行。

1、項目概述及建設目標

  浙江海康微影傳感科技有限公司（HangzhouHikmicroSensingTechnologyCo.,Ltd.）是海康威視數字旗下子公司。公司位于浙江省杭州市，成立于2016年。公司是以MEMS技術為核心的視覺傳感器解決方案提供商，面向全球提供高性能、低功耗的視覺傳感器及機芯組件。產品可廣泛應用于安防監控、輔助駕駛、災難預防、工業測溫、醫療檢疫、消費電子等多個領域。

  本項目通過對浙江海康微影公司內配電柜加裝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，要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，當車間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，提高工作人員的工作效率。

2.1 系統結構

  依據浙江海康微影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，是系統的最上層部分。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pz80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。

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和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用戶權限管理

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

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，實現了對用戶電信息的統一存儲和分析，對實現電能的人性化管理具有重要意義。 但是由于各個管理系統產品之間沒有統一的通信的標準，并且實施現代化的電能管理系統不能完全拋棄傳統。 因此構建一個基于工業以太網的電能管理系統的過程必然是曲折漫長的過程。

  對于大型工廠來說，單位收入與電能對比體現了管理水平，是對超市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。