基于智能電力儀表的電能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型方案

2011年01月27日 14:32:09人氣：1076來源：上海安科瑞電氣股份有限公司

全建紅

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源緊張、環(huán)境惡化已受到的密切關(guān)注，能源是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)能降耗是首要任務(wù)。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對(duì)電能的統(tǒng)一管理顯得尤為重要。只有對(duì)電能進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的計(jì)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而二次開發(fā)的一套具有專業(yè)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點(diǎn)的適用于低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。通過遙測(cè)和遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)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(shí)結(jié)合建科[2008]114號(hào)《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》，對(duì)電能按照明插座用電、動(dòng)力用電、空調(diào)用電、特殊用電進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，為企、事業(yè)單位電能節(jié)能審計(jì)提供依據(jù)。

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

電力儀表是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控與電能管理需求而設(shè)計(jì)的。它能高精度的測(cè)量所有常用的電力參數(shù)，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等，采用可視度高的LCD來顯示儀表測(cè)量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行信息。電力儀表功能、型號(hào)繁多，價(jià)格也各不相同，電能計(jì)量方案也多種多樣，因此，應(yīng)合理選配，達(dá)到較佳的性價(jià)比。

4 電能管理系統(tǒng)

該電能管理系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層組成，見圖1。

站控管理層針對(duì)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)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(shè)備，如工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要是由通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場(chǎng)總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳存儲(chǔ)的能耗數(shù)據(jù)。測(cè)量?jī)x表擔(dān)負(fù)著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測(cè)的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至數(shù)據(jù)中心。

5 電能管理系統(tǒng)功能

5.1 Acrel-3000前臺(tái)人機(jī)交互界面

設(shè)計(jì)適合客戶要求的交互界面；標(biāo)準(zhǔn)圖元庫(kù)，方便調(diào)用組合；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和顯示；數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)邏輯計(jì)算和處理；設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)程更改設(shè)定；合、分閘狀態(tài)顯示和強(qiáng)制操作。

5.2 Acrel-3000曲線及報(bào)表管理設(shè)置

客戶要求的電參量的趨勢(shì)曲線；正/反向有/無功電度的歷史趨勢(shì)；設(shè)計(jì)滿足客戶需求的各種報(bào)表；自動(dòng)生成電能計(jì)量的日、月、年報(bào)表；可根據(jù)常用的MS Excel設(shè)置模板并生成相應(yīng)報(bào)表，使用戶輕松使用；查詢?nèi)我鈺r(shí)刻報(bào)表、顯示并打印。

5.3 Acrel-3000后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理

應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件如Access、MSSQL；建立開放式、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫(kù)；存儲(chǔ)年限或所有的數(shù)據(jù)信息；軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。

5.4 Acrel-3000多級(jí)權(quán)限用戶管理

密碼登錄后臺(tái)，保證設(shè)置安全；高權(quán)限對(duì)低權(quán)限管理，分級(jí)操作，各權(quán)限均具修改密碼功能。

5.5 Acrel-3000通訊管理設(shè)置

各串口自主配置，操作方便；不同設(shè)備的通訊協(xié)議選擇；通訊波特率自主選擇；系統(tǒng)根據(jù)選擇結(jié)果自動(dòng)對(duì)該前置機(jī)某端口所連各設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的遙控配置。

5.6 Acrel-3000數(shù)據(jù)采集

可采集和處理電力系統(tǒng)常用的各種遙測(cè)量、遙信量、脈沖量等。如：遙測(cè)量：電壓、電流、有功、無功等；遙信量：開關(guān)狀態(tài)、刀閘位置、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)等；脈沖量：電度量、周波、時(shí)間量、設(shè)備參數(shù)、保護(hù)定值等；非電量：溫度、壓力、濕度、火災(zāi)報(bào)警、防盜報(bào)警等。

5.7 Acrel-3000性能指標(biāo)

平均*工作時(shí)間>30000h；

遙測(cè)傳送時(shí)間<3s；

遙信量：遙信變位時(shí)間<3s，遙信正確率100%；

遙控、遙調(diào)：遙控、遙調(diào)傳送時(shí)間<3s，遙控正確率100%；

屏幕畫面調(diào)用響應(yīng)時(shí)間<3s；

告警響應(yīng)時(shí)間<2s；

畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新時(shí)間<3s；

開關(guān)量在數(shù)據(jù)庫(kù)中更新時(shí)間<2s；

模擬量在數(shù)據(jù)庫(kù)中更新時(shí)間<2s；

系統(tǒng)容量根據(jù)硬件配置的擴(kuò)充無限擴(kuò)容。

5.8 Acrel-3000網(wǎng)絡(luò)功能

雙機(jī)熱備功能，支持雙機(jī)、雙網(wǎng)、雙設(shè)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(yùn)行，配置簡(jiǎn)單、方便。網(wǎng)絡(luò)上任意一臺(tái)機(jī)器可為I/O服務(wù)器（即前置機(jī)），網(wǎng)絡(luò)上的其他機(jī)器可方便地從該機(jī)器上獲取數(shù)據(jù)見圖2、圖3、圖4、圖5。

6 系統(tǒng)報(bào)價(jià)

單位：元（RMB）

名稱	型號(hào)		單位	面價(jià)	備注
監(jiān)控主機(jī)	IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè)		臺(tái)	8500	均可用戶自備，以當(dāng)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格為準(zhǔn)，該報(bào)價(jià)僅供參考
顯示器	三星19寸液晶顯示器		臺(tái)	3000
	三星22寸液晶顯示器		臺(tái)	3800
打印機(jī)	HP LaserJet 1020 A4		臺(tái)	2500
	EPSON-LQ1600KIIIH A3		臺(tái)	4000
UPS電源	山特C1KS		臺(tái)	5000
	山特C2KS		臺(tái)	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(jī)柜	1200×600×600		面	3000
	2200×600×600		面	5000
光電轉(zhuǎn)換	HTB-1000		只	750	遠(yuǎn)距離傳輸
	終端盒		只	60
	尾纖		面	50
	耦合器		面	50
	熔接點(diǎn)		個(gè)	50
通訊轉(zhuǎn)換	擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4		塊	3000	擴(kuò)展卡
	串口服務(wù)器ACRNET-PORT（2口）		只	3000	串口服務(wù)器
	串口服務(wù)器ACRNET-PORT（4口）		只	5500
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC02（2口）		只	4000	通訊前置機(jī)
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC04（4口）		只	6000
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC08（8口）		只	11500
	通訊管理機(jī)ACRHMI		臺(tái)	30000	人機(jī)界面
組網(wǎng)設(shè)備	網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208		臺(tái)	3000	局域組網(wǎng)
	網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408		臺(tái)	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(shù)據(jù)庫(kù)軟件	套	3萬	設(shè)備數(shù)量1～10
				4萬	設(shè)備數(shù)量11～20
				6萬	設(shè)備數(shù)量21～40
				8萬	設(shè)備數(shù)量41～80
				10萬元以上	設(shè)備數(shù)量80以上
	雙機(jī)版		套		單機(jī)價(jià)格×1.5
	數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)	每+1用戶	套	3000
	Web發(fā)布	每+1用戶（總用戶數(shù)≤5）	套	5000
電力儀表	ACR330ELH		臺(tái)	4860
	ACR220EL		臺(tái)	3880
	ACR120EL		臺(tái)	3580
導(dǎo)軌式安裝電表	DTSD1352		臺(tái)	2050
	DTSF1352		臺(tái)	1200
	DDSF1352		臺(tái)	600
	DDS1352		臺(tái)	240

注：電力儀表和導(dǎo)軌式安裝電表可按上述報(bào)價(jià)的70%優(yōu)惠供應(yīng)。

7 結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電能管理已成為建筑智能化建設(shè)的必然選擇，本文介紹的智能電力儀表，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的分項(xiàng)計(jì)量及分時(shí)復(fù)費(fèi)率計(jì)量，不僅能實(shí)時(shí)顯示用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，為智能建筑的節(jié)能技術(shù)提供參考。該系統(tǒng)方便的電能數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)表極大地減少了用戶進(jìn)行電能抄表人力的投入，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核提供了直觀的依據(jù)，為進(jìn)一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。系統(tǒng)在浦東圖書館、大慶機(jī)場(chǎng)、羅涇礦碼頭等項(xiàng)目中運(yùn)行，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：

1、全建紅，研究方向?yàn)槟茉垂芾硐到y(tǒng)、變配電智能監(jiān)控技術(shù) 69158302 :acrelqjh@

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場(chǎng)總線顯示器

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