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江蘇安科瑞電器制造有限公司

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技術文章

基于智能電力儀表的電能管理系統(tǒng)設計與選型方案

閱讀：194發(fā)布時間：2011-7-28

1 概述

隨著經濟的飛速發(fā)展，能源緊張、環(huán)境惡化已受到的密切關注，能源是發(fā)展國民經濟的重要基礎，為了響應國家號召，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)能降耗是首要任務。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對電能的統(tǒng)一管理顯得尤為重要。只有對電能進行準確可靠的計量，才能從真正意義上節(jié)約電能。

安科瑞Acrel-3000系列電能管理系統(tǒng)是緊密把握電力系統(tǒng)用戶的需求，遵循電力系統(tǒng)的標準規(guī)范而二次開發(fā)的一套具有專業(yè)性強、自動化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點的適用于低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。通過遙測和遙控可以合理調配負荷，實現優(yōu)化運行，有效節(jié)約電能，并有高峰與低谷用電記錄，從而為能源管理提供了必要條件。同時結合建科[2008]114號《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項計量設計安裝技術導則》，對電能按照明插座用電、動力用電、空調用電、特殊用電進行分項計量，為企、事業(yè)單位電能節(jié)能審計提供依據。

2 電能管理系統(tǒng)宜選智能電力儀表

大型公共建筑電能計量宜采用智能電力儀表作為內部管理電表，電力儀表在用戶安裝供電部門收費電表的基礎上，考慮內部電能計量與節(jié)能管理的需要安裝，用于建筑內部電量的統(tǒng)計與管理。因此用戶可自主選擇采購，但應注意制造商是否有電力儀表（電能部分）的計量許可證。電力儀表可以完成對各回路、各樓層或各分項計量區(qū)的電能數據的采集，通過ACREL3000電能管理系統(tǒng)完成對大型公共建筑的電能計量管理。

電力儀表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控與電能管理需求而設計的。它能高精度的測量所有常用的電力參數，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數、四象限電能等，采用可視度高的LCD來顯示儀表測量參數和電網系統(tǒng)的運行信息。電力儀表功能、型號繁多，價格也各不相同，電能計量方案也多種多樣，因此，應合理選配，達到較佳的性價比。

3 電能管理表計的選型方案

應用場合	型號	主要功能
高壓重要回路或低壓進線柜	ACR330ELH	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數、波形因子、電流K系數、電壓與電流不平衡度計算；電網電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約
低壓聯絡柜、出線柜	ACR220EL	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
動力柜	ACR120EL	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
	DTSD1352 （ADL3000）	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；電流規(guī)格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選
照明箱	DTSF1352 （ADL300）	電流規(guī)格1.5（6）A、 5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選	三相電能計量
	DDSF1352 （ADL100）		電流、電壓測量；單相電能計量
	DDS1352 （ADL10）	電流規(guī)格5（30）A、電能脈沖輸出、LED同步指示	單相電能計量

4 電能管理系統(tǒng)

該電能管理系統(tǒng)采用分層分布式計算機網絡結構，即站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成，見圖1。

站控管理層針對能耗監(jiān)測系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面，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。

網絡通訊層主要是由通訊管理機、以太網設備及總線網絡組成。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。

現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳存儲的能耗數據。測量儀表擔負著zui基層的數據采集任務，其監(jiān)測的能耗數據必須完整、準確并實時傳送至數據中心。

圖1 系統(tǒng)拓撲圖

5 電能管理系統(tǒng)功能

5.1 Acrel-3000前臺人機交互界面

設計適合客戶要求的交互界面；標準圖元庫，方便調用組合；實時數據采集和顯示；數據信息的自動邏輯計算和處理；設備參數遠程更改設定；合、分閘狀態(tài)顯示和強制操作。

5.2 Acrel-3000曲線及報表管理設置

客戶要求的電參量的趨勢曲線；正/反向有/無功電度的歷史趨勢；設計滿足客戶需求的各種報表；自動生成電能計量的日、月、年報表；可根據常用的MS Excel設置模板并生成相應報表，使用戶輕松使用；查詢任意時刻報表、顯示并打印。

5.3 Acrel-3000后臺數據庫管理

應用廣泛的數據庫軟件如Access、MSSQL；建立開放式、網絡化數據庫；存儲年限或所有的數據信息；軟件系統(tǒng)實現的動態(tài)鏈接庫；實時數據信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，實現數據遠傳。

5.4 Acrel-3000多級權限用戶管理

密碼登錄后臺，保證設置安全；高權限對低權限管理，分級操作，各權限均具修改密碼功能。

5.5 Acrel-3000通訊管理設置

各串口自主配置，操作方便；不同設備的通訊協(xié)議選擇；通訊波特率自主選擇；系統(tǒng)根據選擇結果自動對該前置機某端口所連各設備進行統(tǒng)一的遙控配置。

5.6 Acrel-3000數據采集

可采集和處理電力系統(tǒng)常用的各種遙測量、遙信量、脈沖量等。如：遙測量：電壓、電流、有功、無功等；遙信量：開關狀態(tài)、刀閘位置、保護動作信號、事故跳閘總信號、預告信號等；脈沖量：電度量、周波、時間量、設備參數、保護定值等；非電量：溫度、壓力、濕度、火災報警、防盜報警等。

5.7 Acrel-3000性能指標

平均*工作時間>30000h；

遙測傳送時間<3s；

遙信量：遙信變位時間<3s，遙信正確率100%；

遙控、遙調：遙控、遙調傳送時間<3s，遙控正確率100%；

屏幕畫面調用響應時間<3s；

告警響應時間<2s；

畫面實時數據更新時間<3s；

開關量在數據庫中更新時間<2s；

模擬量在數據庫中更新時間<2s；

系統(tǒng)容量根據硬件配置的擴充無限擴容。

5.8 Acrel-3000網絡功能

雙機熱備功能，支持雙機、雙網、雙設備等冗余，并采用熱備份的形式確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行，配置簡單、方便。網絡上任意一臺機器可為I/O服務器（即前置機），網絡上的其他機器可方便地從該機器上獲取數據見圖2、圖3、圖4、圖5。

6 系統(tǒng)報價

單位：元（RMB）

名稱	型號		單位	面價	備注
監(jiān)控主機	IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設		臺	8500	均可用戶自備，以當時市場價格為準，該報價僅供參考
顯示器	三星19寸液晶顯示器		臺	3000
	三星22寸液晶顯示器		臺	3800
打印機	HP LaserJet 1020 A4		臺	2500
	EPSON-LQ1600KIIIH A3		臺	4000
UPS電源	山特C1KS		臺	5000
	山特C2KS		臺	6500
通訊線纜	五類線		米	4.6
	屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0		米	5.6
	光纖（多模）		米	6.6
通訊機柜	1200×600×600		面	3000
	2200×600×600		面	5000
光電轉換	HTB-1000		只	750	遠距離傳輸
	終端盒		只	60
	尾纖		面	50
	耦合器		面	50
	熔接點		個	50
通訊轉換	擴展卡ACRNET-PCI/4		塊	3000	擴展卡
	串口服務器ACRNET-PORT（2口）		只	3000	串口服務器
	串口服務器ACRNET-PORT（4口）		只	5500
	通訊前置機ACRNET-UC02（2口）		只	4000	通訊前置機
	通訊前置機ACRNET-UC04（4口）		只	6000
	通訊前置機ACRNET-UC08（8口）		只	11500
	通訊管理機ACRHMI		臺	30000	人機界面
組網設備	網絡交換機EDS-208		臺	3000	局域組網
	網絡交換機EDS-408		臺	8500
監(jiān)控軟件	Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0	系統(tǒng)組態(tài)軟件圖形組態(tài)軟件電能管理軟件數據庫軟件	套	3萬	設備數量1～10
				4萬	設備數量11～20
				6萬	設備數量21～40
				8萬	設備數量41～80
				10萬元以上	設備數量80以上
	雙機版		套		單機價格×1.5
	數據轉發(fā)	每+1用戶	套	3000
	Web發(fā)布	每+1用戶（總用戶數≤5）	套	5000
電力儀表	ACR330ELH		臺	4860
	ACR220EL		臺	3880
	ACR120EL		臺	3580
導軌式安裝電表	DTSD1352		臺	2050
	DTSF1352		臺	1200
	DDSF1352		臺	600
	DDS1352		臺	240

注：電力儀表和導軌式安裝電表可按上述報價的70%優(yōu)惠供應。

7 結束語

隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，電能管理已成為建筑智能化建設的必然選擇，本文介紹的智能電力儀表，可以實現對電能的分項計量及分時復費率計量，不僅能實時顯示用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與計算機等組成電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。實現對采集數據的分析、處理，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，為智能建筑的節(jié)能技術提供參考。該系統(tǒng)方便的電能數據庫報表極大地減少了用戶進行電能抄表人力的投入，為管理者進行內部計量考核提供了直觀的依據，為進一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實施打下了基礎。系統(tǒng)在浦東圖書館、大慶機場、羅涇礦碼頭等項目中運行，取得了較好的社會效益和經濟效益。

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江蘇安科瑞電器制造有限公司
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：戴金花
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：214405
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