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摘要：本文介紹了智能電能計(jì)量管理系統(tǒng)的分類、主要功能并通過工程實(shí)例闡述了該系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：智能電能計(jì)量；主要功能；工程實(shí)例
0引言
作為傳承人類文明成果的主要場所，其社會(huì)地位不言而喻。學(xué)校用電是眾多用電單位中的重要組成部分，如何合理利用和管理學(xué)校的電能資源并滿足學(xué)生的用電要求，提高學(xué)生的生活質(zhì)量是一個(gè)很值得研究的課題。智能電能計(jì)量管理系統(tǒng)正是為解這個(gè)些問題應(yīng)運(yùn)而生。
1智能計(jì)量系統(tǒng)的分類
智能電能計(jì)量管理系統(tǒng)主要分智能集中式電能計(jì)量系統(tǒng)與智能分布式電能計(jì)量系統(tǒng)，其中智能集中式電能計(jì)量系統(tǒng)包含單相智能集中式電能計(jì)量系統(tǒng)、三相智能集中式電能計(jì)量系統(tǒng)；集中電能計(jì)量、時(shí)段控制、負(fù)荷控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控等諸多功能于一體，既便于管理，又有效防止各類偷漏電、超負(fù)荷用電等情況的發(fā)生。學(xué)校多采用智能集中式電能計(jì)量系統(tǒng)(下文簡稱智能計(jì)量系統(tǒng)),本文亦*點(diǎn)闡述該系統(tǒng)。
2智能計(jì)量系統(tǒng)的主要功能及特點(diǎn)
（1）智能計(jì)量系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理器、計(jì)量控制模塊及控電機(jī)柜組成。該系統(tǒng)采用多線程分布技術(shù)，支持多種聯(lián)機(jī)模式，且采用RS485專網(wǎng)通訊或TCP/IP協(xié)議利用校園通訊，不需使用IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？仉姍C(jī)柜分集中式機(jī)柜和分層嵌入式機(jī)柜兩種，集中式機(jī)柜每臺(tái)*多可以管理112個(gè)房間，分層嵌入機(jī)柜*多可以管理32個(gè)房間。
（2）智能計(jì)量系統(tǒng)主要可以實(shí)現(xiàn)以下功能：單元用電計(jì)量計(jì)費(fèi)、剩余電量低限報(bào)警提示、預(yù)購電量、無費(fèi)關(guān)斷、實(shí)時(shí)監(jiān)控、短路保護(hù)、定時(shí)控電、單元限流設(shè)定、單元用電查詢、故障自動(dòng)報(bào)警、免費(fèi)基礎(chǔ)電量設(shè)置、退費(fèi)管理、用戶切換和鎖定、掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等。
3管理模式
智能計(jì)量系統(tǒng)的管理模式分單機(jī)版和網(wǎng)終版。
（1）單機(jī)版采用單一的管理模式，通過電腦上安裝控電平臺(tái)對(duì)所轄房間進(jìn)行售電、查詢、監(jiān)控等一系列管理。
（2）網(wǎng)絡(luò)版采用復(fù)合管理模式，通過局域網(wǎng)，將控電系統(tǒng)的各項(xiàng)職能分開，逐級(jí)管理相互監(jiān)督，詳見下列框圖：
4AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺(tái)
4.1平臺(tái)概述
AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決方案針對(duì)校園能源統(tǒng)計(jì)、后勤計(jì)費(fèi)管理、校園運(yùn)維管理等提供高校的信息化管理平臺(tái)。從“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"多個(gè)角度解析高校當(dāng)下及未來的用能問題及用能需求，在統(tǒng)一的需求下“實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)、信息互通"等管理模式。助力學(xué)校管理智能化、數(shù)字化、綜合化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能校園、綠色校園、低碳校園。
4.2平臺(tái)組成
AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺(tái)采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。平臺(tái)融合電力監(jiān)控、電能統(tǒng)計(jì)、電氣安全、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、預(yù)付費(fèi)等功能，用戶通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)企業(yè)用電進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維，同時(shí)滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、高效、有序的要求。
圖1安科瑞高校綜合能效管理方案架構(gòu)拓?fù)?/p>
5.1校園電力監(jiān)控與運(yùn)維
集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運(yùn)行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動(dòng)運(yùn)維，班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。
5.2后勤計(jì)費(fèi)管理
采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)抄表付費(fèi)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計(jì)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、賬單統(tǒng)計(jì)匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補(bǔ)貼方案。通過能源付費(fèi)管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識(shí)。
5.2.1宿舍用電管理
針對(duì)學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時(shí)通斷功能；
可進(jìn)行惡性負(fù)載識(shí)別，檢測違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄；
5.2.2商鋪水電收費(fèi)
針對(duì)校園超市、商鋪、食堂及其他針對(duì)個(gè)體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理
5.2.3充電樁管理平臺(tái)
充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。
5.2.4智能照明管理
通過對(duì)高校路燈的全局監(jiān)測，提供對(duì)路燈靈活智能的管理，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個(gè)路燈的定時(shí)開關(guān)、強(qiáng)制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時(shí)控制方案靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。
5.3能源管理系統(tǒng)
針對(duì)校園水、電、氣等各類接入能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。
按校園建筑的分類進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對(duì)數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效能。
構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫，能自動(dòng)完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動(dòng)生成各種形式的報(bào)表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計(jì)報(bào)告，能夠監(jiān)測能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達(dá)到節(jié)能目的。
5.4智慧消防系統(tǒng)
智慧消防云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息，通過云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過手機(jī)短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。
6平臺(tái)部署硬件選型
應(yīng)用場合 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 |
變電所運(yùn)維云平臺(tái) |
| AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場設(shè)備或環(huán)境視頻場景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)中心，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問、接收?qǐng)?bào)警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 |
智能網(wǎng)關(guān) |
| Anet系列 | 8個(gè)RS485串口2kV隔離，2個(gè)以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源：220VAC/DC。 |
| ANet-2E4SM | 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTC、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊，*多可擴(kuò)展16路。 | |
10KV進(jìn)/饋線 |
| AM6-L | 相間電流速斷保護(hù)，相間電流速斷保護(hù)（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護(hù)，反時(shí)限相間過流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），零序反時(shí)限過流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，控制回路異常告警。 |
10/0.4KV變壓器 | AML-S | 分合閘位置、手車工作/試驗(yàn)位置、接地刀閘位置、硬接點(diǎn)信號(hào)(保護(hù)跳閘、裝置告警、控制回路斷線、裝置異常、未儲(chǔ)能、事故總等)、報(bào)文(過流、過負(fù)荷、超溫報(bào)警、過溫報(bào)警、裝置告警、PT斷線、CT斷線、對(duì)時(shí)異常等)、遙控開關(guān)、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、跳閘、故障電流電壓)等。 | |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、 35kV/10kV/ 6kV傳感器 |
| ASD500 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度控制及顯示（標(biāo)配一路強(qiáng)制加熱）、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無線測溫。 |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 |
| 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流大于5A，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米； | |
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量 |
| APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實(shí)時(shí)及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報(bào)警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； |
變壓器接頭測溫低壓進(jìn)出線柜接頭測溫 |
| ARTM-Pn | 可至多配套60個(gè)ATE400測溫傳感器，無線溫度傳感器ATE400適用于手車式動(dòng)觸頭，電纜與母排搭接處，隔離刀閘搭接處等電氣搭接點(diǎn)的溫度測量，采用捆綁式安裝?？墒褂肁TC-400無線測溫接收器接收數(shù)據(jù)。該終端可單獨(dú)安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi)。 |
中低壓回路 |
| WHD72-11 | WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設(shè)備內(nèi)部溫度和濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0RH～99RH |
| ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計(jì)量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級(jí)（改造項(xiàng)目適用） | |
| DTSD1352 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，總正反向無功電能統(tǒng)計(jì)；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級(jí)，無功電能精度2級(jí) |
6.2后勤計(jì)費(fèi)管理
6.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺(tái)
6.2.2充電樁管理平臺(tái)
應(yīng)用場景 | 型號(hào) | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
充電樁管理平臺(tái) | AcrelCloud-9000 | 采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺(tái)可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 | |
新能源汽車充電樁 | AEV-AC007D-LCD |
| 輸入輸出電壓：AC220V 1個(gè)充電接口，充電線長5米；輸出功率7km；掃碼、刷卡支付：標(biāo)配無線通訊：4G、WIFI、藍(lán)牙三選一（下單備注規(guī)格，無備注默認(rèn)4G通訊）。 |
AEV-DC060S |
| 直流60kw雙槍一體充電機(jī) | |
AEV-DC120S |
| 直流120kw雙槍一體充電機(jī) | |
智能電動(dòng)車充電樁 | ACX10系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10A-TYHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，免費(fèi)充電 ACX10A-YHW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW：防護(hù)等級(jí)IP65，僅支持免費(fèi)充電 |
ACX2A系列 |
| 2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別，報(bào)警上報(bào)。 ACX2A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡充電 |
6.2.3
6.3
6.4
7結(jié)束語
智能計(jì)量系統(tǒng)與普通電表計(jì)量系統(tǒng)相比，雖然設(shè)備投資會(huì)大些，但它能做到集中管理，集中控制，省去了值班人員現(xiàn)場抄表的煩瑣，簡化了管理流程，*大限度地節(jié)省人力管理資源，且能降低電能損耗，是一條可持續(xù)發(fā)展計(jì)量方式。因此很值得各學(xué)?；蚱渌步ㄖV泛使用。
【參考文獻(xiàn)】
【1】劉翠麗.智能電能計(jì)量管理系統(tǒng)在學(xué)校中的應(yīng)用
【2】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.
【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.
作者簡介
陳德信，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事宿舍安全用電研究發(fā)展。手機(jī)：13611994373（同微信號(hào)）；QQ：2881454557；郵箱2881454557@qq.com
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