摘要：本文介紹了基于上海四季廣場電能管理系統(tǒng)的設(shè)計、系統(tǒng)構(gòu)成以及系統(tǒng)的功能，上海安科瑞股份有限公司為四季廣場設(shè)計的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及存儲，從而實現(xiàn)對商業(yè)區(qū)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計、開關(guān)量的遙測等功能。系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)化和實時性數(shù)據(jù)采集，避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：電能管理 電力系統(tǒng) 電能計量 系統(tǒng)集成 MD
0 引言
隨著電力行業(yè)市場化改革的推進(jìn)，電能計量裝置異常問題越來越受到人們的重視，但是原有的電能計量監(jiān)測方法已不能適應(yīng)形勢需要。傳統(tǒng)電能計量監(jiān)測手段存在的不足說明，我們有必要采取新的、自動化和信息化程度較高的監(jiān)測方式，以提高電能計量監(jiān)測工作水平，控制電能計量裝置異常問題，挽回電力企業(yè)的損失。
本課題提出了利用安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電能管理儀表和Acrel-3000組態(tài)軟件研制了一套適用于商業(yè)區(qū)的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)，簡單分析造成電能計量裝置異常問題的原因，提出相應(yīng)的監(jiān)測原理，然后完成監(jiān)測系統(tǒng)的整體設(shè)計。這些工作完善整個系統(tǒng)，使系統(tǒng)具備實用性。該課題的研究和實施，可實現(xiàn)商業(yè)區(qū)高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，供電系統(tǒng)管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實意義。
1 項目概況
上海四季生態(tài)廣場位于奉賢區(qū)南橋，總建筑面積30000平方米。規(guī)劃建設(shè)為餐飲、休閑娛樂、婚慶服務(wù)的綜合型商業(yè)區(qū)廣場。
以奉賢區(qū)的外資企業(yè)奠定化社區(qū)的客源基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)依托，以先期開發(fā)形成一個獨(dú)立的“城鎮(zhèn)概念”，全力突現(xiàn)化社區(qū)的規(guī)模性效應(yīng)及與當(dāng)?shù)亟ㄖL(fēng)格的差異性。另外，對于項目中的商業(yè)和生活配套方面，將充分利用園林資源，分步打造及發(fā)展成為一個南上海地區(qū)的化休閑勝地。zui終營造一個由品牌的鄉(xiāng)村俱樂部、化的品牌店、*別的生態(tài)園林組成的化社區(qū)環(huán)境，從而提高城市景觀，帶動周邊區(qū)域產(chǎn)業(yè)，zui終為城市的可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
2 用戶需求
該廣場內(nèi)的配電分布為：兩路10kV進(jìn)線拉入，經(jīng)10/0.4kV變壓器進(jìn)行降壓，于主變電所內(nèi)低壓出線柜分53路配出，幾乎為每路出線對應(yīng)一個租戶，也有出線拉往層配箱再按用戶進(jìn)行分配的情況。
物業(yè)根據(jù)各租戶的月用電實際情況向其收取電費(fèi)，用電量參照各配出回路的電表計量參數(shù)，因原柜體未安裝電能計量儀表，需對其進(jìn)行改造。
綜合上述需求須對現(xiàn)場進(jìn)行必要的改造，安裝多功能電力儀表并實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。監(jiān)控室設(shè)置在主變電所值班室，實現(xiàn)遠(yuǎn)程集抄。
3 設(shè)計方案
上海安科瑞公司根據(jù)上海四季廣場實際情況為其選用了ACREL-3000電能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以智能電力監(jiān)控裝置、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、能量管理應(yīng)用組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，滿足中國電力行業(yè)規(guī)范及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用*分層分布式結(jié)構(gòu)，是一種智能化、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、全開放的能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)根據(jù)低壓能量管理的特點(diǎn)，完成對變配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)視、事故預(yù)警、事故記錄和分析、自動控制、繼電保護(hù)等功能，同時把能耗預(yù)警、電源質(zhì)量管理系統(tǒng)融為一體，大提高了用電的可靠性、安全性、管理水平，是一個面向用戶的、真正的能量管理系統(tǒng)。
3.1 Acrel -3000符合的標(biāo)準(zhǔn)
本技術(shù)方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范
GB50054-2011 低壓配電設(shè)計規(guī)范
IEC 61587 電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列
（并參考國家電網(wǎng)公司2009年發(fā)布的《智能變電站智能控制柜技術(shù)規(guī)范》）
DL/T448-2000 《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》
DL/T 698 電能信息采集與管理系統(tǒng)
DL/T 698.1-2009 第1部分：總則
DL/T 698.2-2010 第2部分：主站技術(shù)規(guī)范
DL/T 698.31-2010 第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求
DL/T 698.35-2010 第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求
DL/T 698.41-2010 第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信
DL/T 698.42-2010 第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議
DL/T/814-2002 配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范
GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》
GB2887 計算站場地技術(shù)條件
3.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D
上海四季廣場配電房內(nèi)含有1#變壓器及其饋線回路，2#變壓器及其饋線回路，現(xiàn)場總共56臺智能儀表，現(xiàn)場布線方式采用總線型。系統(tǒng)的具體組網(wǎng)方式分為3層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場設(shè)備層、中間通訊層及站控管理層。
3.3 ACREL-3000設(shè)計方案
變電所低壓進(jìn)線、出線柜及母聯(lián)柜原安裝儀表為機(jī)械式指針表，需重新加裝多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。考慮計量的精度需求，須將現(xiàn)場安裝的電流互感器重新更換。如下圖：
儀表取信號為：輔助電源（AC220V）取自當(dāng)前抽屜內(nèi)開關(guān)上端A相電壓；測量電壓信號取自當(dāng)前抽屜內(nèi)開關(guān)下端各相電壓；電流信號取自電流互感器電流二次輸出信號。需加裝或改造的回路數(shù)統(tǒng)計入下：
序號 | 柜體編號 | 回路名稱 | 圖紙變比 | 互感器AKH-0.66G | 數(shù)量 |
型號 | CT變比 |
1 | D1 | D1 | 進(jìn)線柜 | 4000/5 | 120×50II | 4000/5 | 2 |
2 | D4 | D4 | 聯(lián)絡(luò)柜 | 4000/5 | |
3 | D5 | D5-1 | ATA變電所雙切箱 | 75/5 | 30×30I | 75/5 | 2 |
4 | D5-2 | ATB消控室雙切箱 | 75/5 | |
5 | D5-3 | ATE消防泵房雙切箱 | 150/5 | | 150/5 | 1 |
6 | D5-4 | AX小負(fù)荷用戶照明空調(diào)總控制 | 600/5 | 40I | 600/5 | 1 |
7 | D5-5 | ATBH百貨商場弱電總控室雙切 | 75/5 | 30×30I | 100/5 | 1 |
8 | D5-6 | 備 用 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 |
9 | D6 | D6-1 | ATC監(jiān)控室雙切箱 | 75/5 | 30×30I | 75/5 | 2 |
10 | D6-2 | ATD電信有線電視雙切箱 | 75/5 | |
11 | D6-3 | ATF生活泵雙切箱 | 150/5 | | 150/5 | 1 |
12 | D6-4 | ALE餐飲一配電柜 | 500/5 | 40I | 500/5 | 1 |
13 | D6-5 | ALHA百貨商場配電間A | 400/5 | | 400/5 | 2 |
14 | D6-6 | 備 用 | 400/5 | |
15 | D7 | D7-1 | AEA應(yīng)急照明常用電源配電柜 | 250/5 | 30×30I | 250/5 | 1 |
16 | D7-2 | APA排煙風(fēng)機(jī)備用電源配電柜 | 500/5 | 40I | 500/5 | 1 |
17 | D7-3 | ALF餐飲二配電柜 | 600/5 | | 600/5 | 1 |
18 | D7-4 | ALHB百貨商場配電間B | 500/5 | | 500/5 | 1 |
19 | D8 | D8-1 | ADA電梯電力常用電源配電柜 | 600/5 | | 600/5 | 1 |
20 | D8-2 | ALG 餐飲三配電柜 | 500/5 | | 500/5 | 1 |
21 | D8-3 | 空 位 | 400/5 | | 400/5 | 1 |
22 | D8-4 | 空 位 | 150/5 | 30×30I | 150/5 | 2 |
23 | D8-5 | 空 位 | 150/5 | |
24 | D9 | D9-1 | ALHC百貨商場配電間C | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 |
25 | D9-2 | 空 位 | 500/5 | | 500/5 | 1 |
26 | D9-3 | ALT 行政辦公配電箱 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 |
27 | D9-4 | 空 位 | 250/5 | | 250/5 | 1 |
28 | D9-5 | 空 位 | 200/5 | | 200/5 | 1 |
29 | D9-6 | 空 位 | 250/5 | | 250/5 | 1 |
30 | D10 | D10-1 | ADB電梯電力備用電源配電柜 | 600/5 | 40I | 600/5 | 1 |
31 | D10-2 | ALM 商場一配電柜 | 500/5 | | 500/5 | 1 |
32 | D10-3 | 備用 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 |
33 | D10-4 | ALR 酒吧配電柜 | 250/5 | | 250/5 | 3 |
34 | D10-5 | 空 位 | 250/5 | |
35 | D11 | D11-1 | AEB應(yīng)急照明備用電源配電柜 | 250/5 | |
36 | D11-2 | APB排煙風(fēng)機(jī)常用電源配電柜 | 500/5 | 40I | 500/5 | 1 |
37 | D11-3 | ALK KTV配電柜 | 300/5 | 30×30I | 300/5 | 1 |
38 | D11-4 | ALQ 茶藝配電柜 | 200/5 | | 200/5 | 1 |
39 | D11-5 | AG 公共照明配電柜 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 |
40 | D11-6 | 空 位 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 |
41 | D12 | D12-1 | ATC 監(jiān)控室雙切箱 | 75/5 | | 75/5 | 2 |
42 | D12-2 | ATD 電信有線電視雙切箱 | 75/5 | |
43 | D12-3 | ATF 生活泵雙切箱 | 150/5 | | 150/5 | 1 |
44 | D12-4 | ALI美食A配電柜 | 200/5 | | 200/5 | 4 |
45 | D12-5 | ALP 商場四配電柜 | 200/5 | |
46 | D12-6 | ALU 二區(qū)配電箱 | 200/5 | |
47 | D12-7 | 空 位 | 200/5 | |
48 | D12-8 | 空 位 | 250/5 | | 250/5 | 1 |
49 | D13 | D13-1 | ATA 變電所雙切箱 | 75/5 | | 75/5 | 2 |
50 | D13-2 | ATB 消控室雙切箱 | 75/5 | |
51 | D13-3 | ATE 消防泵房雙切箱 | 150/5 | | 150/5 | 1 |
52 | D13-4 | ALA 健身俱樂部配電柜 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 |
53 | D13-5 | ALN 商場二配電柜 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 |
54 | D13-6 | ATBH百貨商場弱電總控室雙切 | 75/5 | | 75/5 | 1 |
55 | D13-7 | 空 位 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 |
56 | D16 | D16 | 進(jìn)線柜 | 4000/5 | 120×50II | 4000/5 | 1 |
層配中AX柜需對總開關(guān)及各分支回路進(jìn)行儀表加裝，其余柜體僅改裝總表。改裝仍采用多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。
4 設(shè)計變更
4.1電費(fèi)計量報表變更：
變更內(nèi)容：運(yùn)行系統(tǒng)中所有下拉菜單（曲線、電能計費(fèi)報表）中的回路名稱改為儀表位置。
變更原因：客戶更改回路用戶名稱后，下拉菜單里回路名稱沒有關(guān)聯(lián)，不方便用戶查詢。儀表位置是不變化的。
上海安科瑞電氣股份有限公司軟件設(shè)計部對客戶的要求經(jīng)過評審，同意對該項目進(jìn)行電費(fèi)計量報表變更。
4.2 添加功能：
為了實現(xiàn)上海四季廣場系統(tǒng)的電能管理以及客戶電費(fèi)計量的直觀性，四季廣場物業(yè)管理部門經(jīng)過討論需要增加以下附加功能：
月電能（總電能）對比報表
含一年內(nèi)十二個月各月電能對比和查詢?nèi)我鈨蓚€月的電能對比。
日電能（總電能）對比報表
含一月內(nèi)各日電能對比和查詢?nèi)我鈨扇盏碾娔軐Ρ取?/p>
電費(fèi)計量（原復(fù)費(fèi)率電費(fèi)計量保存）
總用電量不分復(fù)費(fèi)率，單價計量電費(fèi)。
月MD值對比（要求同*條）
電流變比
做出電流變比報表，并能打印。電流變比報表里要有儀表出廠編號。
上海安科瑞電氣股份有限公司軟件設(shè)計部對客戶的要求經(jīng)過評審，同意對該項目進(jìn)行軟件添加以上功能。
5 系統(tǒng)功能
5.1系統(tǒng)主界面
系統(tǒng)開機(jī)后會自動進(jìn)入操作系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示（顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息），模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。
1#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖
2#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖
5.2報表查詢功能
5.2.1遙測報表查詢
報表可以查詢?nèi)我鈺r刻所有回路的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，并有報表打印及導(dǎo)出功能。
遙測報表
5.2.2歷史電度報表查詢
報表可以查詢所有回路任意時間間隔段所用的電度數(shù)，同時報表具有打印及導(dǎo)出功能
歷史報表
5.2.3復(fù)費(fèi)率報表查詢
含有任意時段復(fù)費(fèi)率電能查詢，本月復(fù)費(fèi)率查看功能。
付費(fèi)率報表
本月付費(fèi)率報表
5.2.4電費(fèi)計量
A、電費(fèi)計量有權(quán)限登錄，如果沒有權(quán)限人員無法登錄此界面查看電費(fèi)，更改數(shù)值。
MD申請值報表含有對各回路用電客戶MD值修改、電費(fèi)修改、MD單價修改功能。
MD申請值輸入
B、現(xiàn)場2種不同智能儀表電費(fèi)計量方式
B1、電費(fèi)計量為帶MD的儀表，時段可以任意設(shè)定查詢。復(fù)費(fèi)率時段電費(fèi)自動算出。設(shè)定好要查時段，選擇回路，就自動算出電費(fèi)。
注：平2電費(fèi)7、8、9三個月按峰電費(fèi)計量，其余各月按平電費(fèi)計量（自動生成）。
電費(fèi)清單報表
B2、無MD電費(fèi)的智能儀表，電費(fèi)根據(jù)復(fù)費(fèi)率時段自動算出。
電費(fèi)清單報表
5.2.4 CT報表查詢
報表可以查詢所有回路的CT值，具有打印及導(dǎo)出功能，方便管理人員后期維護(hù)的工作。
CT報表
5.3趨勢曲線功能
曲線趨勢：實現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流、MD繪制趨勢曲線，分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線可對測量數(shù)據(jù)量程進(jìn)行設(shè)置，還可設(shè)置開始時間和時間間隔，方便用戶進(jìn)行任意時間的曲線查看。
電流趨勢曲線
MD趨勢曲線
5.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報警
在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應(yīng)故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。
實時性：項目實施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄，1天2次，各回路時間不統(tǒng)一，可對性差；項目實施后后臺實時采集，50mS一次，可比性強(qiáng)。
存儲管理：項目實施前紙質(zhì)記錄，查詢時翻箱倒柜，年久易失，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜；項目實施后計算機(jī)存儲，數(shù)據(jù)可存儲10年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點(diǎn)，迅速準(zhǔn)確。
整體分析：項目實施前各個時段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比；項目實施后通過曲線分析，峰平谷時段對比明顯，便于削峰填谷，而且三相用電的調(diào)配相對均衡。
數(shù)據(jù)安全：項目實施前分散管理，手工定時備份，對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確；項目實施后同步集中管理，系統(tǒng)自動即時備份。
設(shè)備管理：項目實施前各個抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看，斷電時無報警；項目實施后通過后臺一次系統(tǒng)圖清晰展示，回路跳閘時，后臺自動記錄，并伴隨自動報警。
負(fù)荷調(diào)整：項目實施前調(diào)整三相回路負(fù)荷平衡比較困難；項目實施后實時管理分配各個回路電流任務(wù)，使三相電流平衡，日志記錄。
7 結(jié)束語
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在上海四季廣場項目上得以成功應(yīng)用。隨著計算機(jī)信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統(tǒng)的運(yùn)營成本。
參考文獻(xiàn)：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
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