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 電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)在北京首科大廈的應(yīng)用

倪中明

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場操作的無序性，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：CBD中央商務(wù)區(qū)；電力監(jiān)控；PZ系列智能儀表；配電室無人值守

0引言

變配電（變電、配電）系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備相結(jié)合，將變配電系統(tǒng)的監(jiān)測、控制、計(jì)量、供電工作有機(jī)地融合在一起，從而改進(jìn)供電質(zhì)量，力求供電安全、可靠、方便、靈活、經(jīng)濟(jì)、管理更為，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用。

安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、計(jì)量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower等。

本文以北京首科大廈為例，探討電力監(jiān)控系統(tǒng)在CBD中央商務(wù)區(qū)中的應(yīng)用。

1項(xiàng)目介紹

首科大廈位于北京麗澤金融商務(wù)區(qū)，該園區(qū)為北京市“一主一副三新四后臺(tái)”金融總體布局的重要組成部分，是繼CBD、金融街后北京市傾力打造的又一金融發(fā)展中心，升值潛力巨大。首科大廈占地面積14589平米，總建筑面積106284平米，綠化4585平米，綠環(huán)率40%，使用率66%。A座高度95.7米，共26層， B座高度68.4米，共18層。   

上海安科瑞電氣股份有限公司于2012年9月承接北京首科大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

2用戶需求

    本項(xiàng)目為首科大廈電力監(jiān)控項(xiàng)目，現(xiàn)場2個(gè)配電室，共180塊儀表網(wǎng)絡(luò)電力儀表。該項(xiàng)目為北京首科大廈變電所改造項(xiàng)目，供配電為高壓10kV、低壓400V配電，總共兩個(gè)變電所，即1#變電所和2#變電所，監(jiān)控值班室位于1#變電所，2#變電所與1#變電所之間相距大約500米。系統(tǒng)主要監(jiān)控低壓配電柜中安裝的智能儀表的狀態(tài)。通過組態(tài)軟件Acrel-2000，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場儀表的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并記錄歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)生成報(bào)表，以便查詢。配電系統(tǒng)中采用上海安科瑞的多功能智能儀表（PZ96L-E4/KC），通過Acrel-2000和部分其他硬件集成后臺(tái)監(jiān)測系統(tǒng)，獨(dú)立穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對配電系統(tǒng)的電力監(jiān)控與電能管理。

3設(shè)計(jì)方案

    現(xiàn)場設(shè)備全集中在2個(gè)配電室中，業(yè)主的電氣值班室就近安排在其中1個(gè)配電室，本系統(tǒng)監(jiān)控中心也安置在該值班室中。系統(tǒng)組網(wǎng)采用常見的3層結(jié)構(gòu)，站控管理層、通訊管理層和現(xiàn)場設(shè)備層。

  3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

  系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

  ISO/IEC11801            《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

  JGJ/T 16-92             《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

    GB/J63-90               《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

    GB/T13730               《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

    GBJ63-93                《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》

    GB2887                  《計(jì)算站場地技術(shù)要求》

  GB/50198-94             《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

  GB50254/59-96           《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    IEC-61131-3             《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

 3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)鋱D

 為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電現(xiàn)場安裝的安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手式相連至后臺(tái)主機(jī)內(nèi)的工業(yè)串口卡，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，存儲(chǔ)，處理，實(shí)時(shí)顯示以及歷史查詢,組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1

4 系統(tǒng)功能

上位機(jī)軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1配電系統(tǒng)一次示意圖： 0.4kV配電室配電回路運(yùn)行狀態(tài)使用一次圖形式顯示，：0.4kV回路的母線電壓，進(jìn)線、母聯(lián)或發(fā)電機(jī)雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率；各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標(biāo)注回路編號(hào)、用途、斷路器編號(hào)、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權(quán)限的用戶修改。0.4kV回路界面如下圖2、3所示：

圖2

圖3

     4.2報(bào)表功能：通過報(bào)表功能可以查詢?nèi)我鈺r(shí)刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關(guān)注的是用電量報(bào)表，用電量報(bào)表用于對租戶進(jìn)行電費(fèi)收費(fèi)計(jì)量以及與數(shù)據(jù)核對后進(jìn)行成本核算，如下圖4、5所示；                                                                              

圖4

圖5

4.3趨勢曲線：Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。如下圖6所示。

圖6

4.4事故報(bào)警和追憶：電力監(jiān)控系統(tǒng)定義了所有配電回路過負(fù)荷及開關(guān)量變位實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警查詢等功能，如下圖7所示，列表中列出報(bào)警發(fā)生和恢復(fù)的時(shí)間、回路名稱、回路編號(hào)、數(shù)據(jù)點(diǎn)、報(bào)警內(nèi)容和報(bào)警值等數(shù)據(jù)。

圖7

5 運(yùn)行效果

     隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為CBD中心商業(yè)區(qū)必然選擇，Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測；通過報(bào)警窗口的應(yīng)用，了電氣故障，遠(yuǎn)程的遙控操作，使值班人員更加安全，整套工作的實(shí)施也更加人性化。

6 結(jié)束語

本文以Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心，分析了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選型，以及Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表具有實(shí)施簡明、投資少等顯著優(yōu)點(diǎn)，可以方便和實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，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(jì)劃，減少工作人員，提率。同時(shí)，根據(jù)建立的電能計(jì)量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計(jì)劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。

zui后，雖然Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供的是一套完整的數(shù)據(jù)，具體用到生產(chǎn)管理當(dāng)中時(shí)，還需要人為的對數(shù)據(jù)進(jìn)行深刻的分析和加工。只有不斷的去運(yùn)用這套系統(tǒng)，才能從中發(fā)現(xiàn)它更多的益處。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)》， 黎連業(yè)、朱衛(wèi)東、李皓，清華大學(xué)出版社

作者簡介：

倪中明 （1982-），男，本科，畢業(yè)于青島科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。

上海安科瑞電氣股份有限公司 系統(tǒng)集成部 :  ACREL006@vip.163.com

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