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安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:文章通過對(duì)大樓配電設(shè)備現(xiàn)狀及電能管理系統(tǒng)的需求分析,提出了在大樓老舊配電設(shè)備中加裝 電能管理系統(tǒng)的方法,包括方案配置、計(jì)量點(diǎn)選擇、終端改造、數(shù)據(jù)通信、報(bào)表格式等。旨在供無計(jì)量 管理系統(tǒng)或僅有電力監(jiān)控系統(tǒng)的配電系統(tǒng)中加裝電能管理系統(tǒng)的用戶參考。
關(guān)鍵詞:電能管理系統(tǒng) 老舊大樓 配電設(shè)備
0 引言
電能管理系統(tǒng)是按用戶的需求,在用戶配電系統(tǒng)中附加的能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)中各種用電設(shè)備消耗的電 能進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和顯示、自動(dòng)計(jì)算和處理、匯總分析 報(bào)告的自動(dòng)化管理系統(tǒng) 。該系統(tǒng)可以對(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)單位電能管理、節(jié)能提供依據(jù)。早期的用戶配電系統(tǒng)都不具備這樣的電能管理系統(tǒng),雖 然近幾年安裝投運(yùn)的配電系統(tǒng)不少已經(jīng)配備了電力 監(jiān)測(cè)系統(tǒng),但仍與電能管理系統(tǒng)不盡相同,并不能達(dá)到對(duì)電能進(jìn)行管理的目的。當(dāng)今各種電能計(jì)量傳感器、儀表以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊的蓬勃發(fā)展,可以對(duì)上述兩種配電系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā),增加電能管理系統(tǒng)。
1 配電設(shè)備現(xiàn)狀
1.1 某機(jī)關(guān)辦公大樓(以下簡(jiǎn)稱“大樓")基本情況
大樓建于1997年,共23層,其中地下2層,地上21層。20多年來經(jīng)過一些局部改造,目前總體分布如下:負(fù)2層為機(jī)動(dòng)車車位,負(fù)1層設(shè)有非機(jī)動(dòng)車位、配電室、水泵房等設(shè)備間;1~19層為建筑主體,主要為辦公室,另設(shè)有會(huì)議室(19 層)、小型會(huì)議室若干、活動(dòng)室、機(jī)房、食堂等;20層為電梯間、21層為中 央空調(diào)及其配電間。
1.2 配電系統(tǒng)簡(jiǎn)介
大樓配電房設(shè)在負(fù)一層,有高壓配電室1間,低壓配電室2間,由雙路10 kV受電,4臺(tái)變壓器配電。其中1#變、2#變通過母線槽分別向單雙樓層饋電(包括照明、插座、空調(diào)等),樓層用電由各層插接箱從母線槽引出,經(jīng)總配電箱、分配電箱向各用電終端饋電;水泵房、食堂、消防、電梯、排風(fēng)等公共設(shè)施分配于1#變、2#變,由低壓配電柜饋線單元直供。3#變、4#變通過母線槽給21層空調(diào)系統(tǒng)及19層會(huì)議室空調(diào)系統(tǒng)饋電。
1.3 配電一次系統(tǒng)圖配電一次系統(tǒng)如圖1所示,由于各回路電能都在低壓部分計(jì)量,圖中省略了高壓配電部分。
1.4 電能計(jì)量現(xiàn)狀
大樓屬于機(jī)關(guān)行政辦公用途,不存在對(duì)外租賃情況,配電設(shè)備是20世紀(jì)90年代產(chǎn)品,沒有相應(yīng)的電能 計(jì)量管理體系和設(shè)施,僅有的計(jì)量是供電公司在高 壓進(jìn)線端安裝的計(jì)量表計(jì),用于核算大樓總的電費(fèi)。 配電柜上只有些指示用的指針表計(jì),不具備電能測(cè) 量功能。
大樓曾經(jīng)安裝過一套電能管理系統(tǒng),主要是用于 空調(diào)、電梯等主要耗能設(shè)備的計(jì)量管理,該系統(tǒng)不能 對(duì)所有用電負(fù)荷進(jìn)行電能計(jì)量管理,散布于樓層中的 獨(dú)立空調(diào)能耗未能納入計(jì)量管理。由于大樓配電線路多次改造,同一配電線路上不 同類型的用電設(shè)備混雜。
2 電能管理需求
2.1 內(nèi)部管理要求
全國(guó)各行各業(yè)都在采取措施節(jié)能節(jié)電,取得了進(jìn)展。作為機(jī)關(guān)更應(yīng)該帶頭踐行,按照公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例以及公共機(jī)構(gòu)能源消耗統(tǒng)計(jì)制度要求,對(duì)能源消耗進(jìn)行計(jì)量并管理。然而電力節(jié)能方案的實(shí)施、用電節(jié)能設(shè)備的廣泛采用是否真起到了節(jié)能的作用,用合理的考核管理機(jī)制進(jìn)行科學(xué)的判斷。電能管理系統(tǒng)為這種考核和判斷提供依據(jù)。大樓電氣設(shè)備相對(duì)比較老舊,也經(jīng)過多次改造調(diào)整,通過對(duì)各用電設(shè)備進(jìn)行能耗測(cè)量并建立電能 管理系統(tǒng)的過程,可以對(duì)現(xiàn)有配電線路進(jìn)行一次梳理,排除一些運(yùn)行隱患,使得配電系統(tǒng)運(yùn)行更好。電能管理系統(tǒng)的建立必定要對(duì)各回路電流、電壓、功率、功率因數(shù)進(jìn)行測(cè)量,通過這些電參量也可以監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,從而使得配電系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。
2.2 電能管理要求
電能管理系統(tǒng)的作用是通過對(duì)用電設(shè)備消耗的電能進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量以達(dá)到對(duì)內(nèi)部電能消耗進(jìn)行深入監(jiān)測(cè)和管理,進(jìn)而節(jié)能增效的目的。
所謂分項(xiàng)計(jì)量,對(duì)于一個(gè)辦公性質(zhì)的大樓,至少 應(yīng)分別計(jì)量以下類別的用電設(shè)備耗電。
(1)照明插座用電:主要包括照明和插座用電走廊和應(yīng)急照明用電室外景觀照明用電。
(2)空調(diào)用電:主要包括空調(diào)用電。
(3)動(dòng)力用電:主要包括電梯用電、水泵用電、風(fēng)機(jī)用電。
(4)特殊用電:主要包括信息室、廚房餐廳、活動(dòng)室等其他特殊用電。
分項(xiàng)計(jì)量既要計(jì)量每個(gè)不同的出線回路耗電,又要把同一回路中不同的用電設(shè)備耗電分開計(jì)量,充分查清配電電路的實(shí)際走向和連接的實(shí)際負(fù)載,選擇合適的計(jì)量點(diǎn),再進(jìn)行分項(xiàng)匯總。對(duì)于每個(gè)計(jì)量點(diǎn)原則上電能管理系統(tǒng)只要測(cè)量電能,即有功電能、無功電能(對(duì)于實(shí)行峰谷計(jì)費(fèi)的用戶,計(jì)量表計(jì)應(yīng)具有復(fù)費(fèi)率計(jì)量功能,對(duì)于發(fā)電回路 計(jì)量表計(jì)應(yīng)具有四象限電能測(cè)量功能,本大樓這兩種情況都不存在)。 但實(shí)際上目前絕大多數(shù)計(jì)量表計(jì)都是多功能的,在提供電能參數(shù)的同時(shí),還具有常規(guī)電參量測(cè)量數(shù)據(jù),如:三相電流、三相電壓、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等,這些參數(shù)可用于對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn) 行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。有了各計(jì)量點(diǎn)的數(shù)據(jù),還要運(yùn)用現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)實(shí) 時(shí)自動(dòng)采集、計(jì)算、處理,通過圖表等形式直觀顯示出來;對(duì)歷史數(shù)據(jù)保存、匯總、分析,給出反映各項(xiàng)用電 設(shè)備電能消耗的分析報(bào)告,為節(jié)能決策提供依據(jù)。
3 電能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能選擇
3.1 電能管理系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和功能
電能管理系統(tǒng)通常采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層,按功能 或區(qū)域進(jìn)行劃分,模塊化設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
電能管理系統(tǒng)軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)進(jìn)行采 集與過程控制的專用軟件,特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式"而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成,它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法,只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)",便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能。通常包括:系統(tǒng)組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件、電能管理軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布軟件。比如在分布式網(wǎng) 絡(luò)應(yīng)用中,所有應(yīng)用(例如趨勢(shì)曲線等)對(duì)遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地?cái)?shù)據(jù)相同,通過“組 態(tài)"的方式大大縮短了自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成時(shí)間,提高了集成效率。
3.2 電能管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系
電能管理系統(tǒng)和電力系統(tǒng)都需要通過測(cè)量終端 測(cè)量相關(guān)電路的電參量,測(cè)得的數(shù)據(jù)也都要自動(dòng)采集、傳輸、存儲(chǔ),經(jīng)不同系統(tǒng)軟件進(jìn)行計(jì)算、顯示、統(tǒng)計(jì)、匯總、查詢、報(bào)告、通知等。兩個(gè)系統(tǒng)在低壓側(cè)配電回路電參量的數(shù)據(jù)采集差別不大,但電力監(jiān)控系統(tǒng) 還需采集高壓側(cè)各進(jìn)出線回路的電參量、綜保裝置信息、高低壓開關(guān)的狀態(tài)信息、關(guān)鍵連接點(diǎn)關(guān)鍵隔室的溫濕度甚至環(huán)境溫濕度等參數(shù),對(duì)測(cè)量終端的附加功能要求較多。電能管理系統(tǒng)為了達(dá)到分項(xiàng)計(jì)量的目的,僅僅在配電房低壓側(cè)測(cè)量低壓所有出線的電參量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,可能需要測(cè)量二級(jí)甚至高一級(jí)配電回路的電參量。兼有收費(fèi)功能電能管理系統(tǒng),對(duì)計(jì)量終端的傳感器、表計(jì)的精度還有一定的要求。因此電能管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)通常是不能兼容的?;蛘哒f常規(guī)的電力監(jiān)控系統(tǒng)并不能滿足電能管理的需要。
3.3 電能管理系統(tǒng)的基本功能
3.3.1 用戶權(quán)限
為了保證電能管理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,用戶權(quán)限管理應(yīng)能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改)。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理通過可靠的保障。
3.3.2 人機(jī)交互
電能管理系統(tǒng)應(yīng)具備友好的人機(jī)界面,能夠以配電一次系統(tǒng)圖的形式直觀顯示本項(xiàng)目配電線路的分布情況,同時(shí)將遠(yuǎn)程采集的各回路的電參量信息(如電流、功率等)實(shí)時(shí)顯示在系統(tǒng)界面中 。配電系統(tǒng)維護(hù)人員在值班室內(nèi)通過瀏覽各系統(tǒng)界面,即可實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)配電工況。
3.3.3 電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表
電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系 的完整性 。系統(tǒng)應(yīng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功 能,用戶可查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段 內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況、進(jìn)線用電量與各分支回路 消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表 。該功能使得用電可視透 明,并在用電誤差偏大時(shí)能追溯,維護(hù)計(jì)量體系的正 確性。
對(duì)于采用峰谷不同費(fèi)率的用戶,電能管理系統(tǒng)應(yīng) 為用戶提供綜合的電能和需量統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能,包含不 同饋線的峰平谷用電量統(tǒng)計(jì)與記錄,從而為用電的合 理管理提供數(shù)據(jù)依據(jù) 。同時(shí)可對(duì)各回路進(jìn)行日、月、 年報(bào)表的統(tǒng)計(jì),減少配電系統(tǒng)維護(hù)人員電能統(tǒng)計(jì)的工 作時(shí)間,提高工作效率。
電能管理系統(tǒng)應(yīng)該能按照分項(xiàng)計(jì)量的要求,對(duì)照 明插座用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電及特殊用電分別進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)、匯總、報(bào)告。
3.3.4 越限、故障告警
電能管理系統(tǒng)可以根據(jù)項(xiàng)目具體情況對(duì)必要的計(jì)量對(duì)象配置告警功能,這類型含測(cè)量值(如電流、功率)越限、監(jiān)測(cè)設(shè)備通訊故障等。設(shè)定值應(yīng)該 可以更具實(shí)際負(fù)載情況調(diào)整,系統(tǒng)響鈴時(shí)能夠進(jìn)行信息提示,自動(dòng)彈出畫面。可以將信息通過手機(jī)短信、郵件等方式通知相關(guān)人員(一般為可選配置)。
3.3.5 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
電能管理系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)(需配置帶諧波監(jiān)測(cè)功能的儀表)。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統(tǒng)的諧波含量,及時(shí)采取相應(yīng)的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性,減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。
3.3.6 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能
根據(jù)需要電能管理系統(tǒng)配置WEB信息系統(tǒng)功能,從而使得管理人員可以通過IE或其他瀏覽器,查 看 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 、監(jiān) 控 畫 面 、歷 史 數(shù) 據(jù) 等 遠(yuǎn) 程 訪 問 功能。
3.3.7 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口
電能管理系統(tǒng)軟件應(yīng)具備多種標(biāo)準(zhǔn)的接口和協(xié)議的接入,如支持485總線,多種不同的通信協(xié)議如Mobus-RTU、Mobus/TCP、IEC103、IEC104 等,同時(shí)具備后期對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約協(xié)議的開發(fā)接入,使得所有智能設(shè)備都能無縫連接到后臺(tái)系統(tǒng)中來。同時(shí)系統(tǒng)支持工業(yè)OPC接口與其他系統(tǒng)(如BA系統(tǒng))進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。以上功能可以根據(jù)自身項(xiàng)目特點(diǎn)和要求進(jìn)行必要的取舍。
3.4 項(xiàng)目的方案
本項(xiàng)目的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電能的分項(xiàng)計(jì)量,自動(dòng)抄表、顯示負(fù)荷曲線、任意歷史數(shù)據(jù)查閱、任意時(shí)間段報(bào)告生成,數(shù)據(jù)上報(bào)上級(jí)機(jī)關(guān)(在上級(jí)機(jī)關(guān)未確定好傳輸協(xié)議前,本系統(tǒng)預(yù)留接口)。加裝電能管理系統(tǒng)本身就是為了通過系統(tǒng)的管理找到電能使用不合理的環(huán)節(jié),實(shí)施節(jié)能改造、行政干預(yù)達(dá)到節(jié)能的目的。本項(xiàng)目中涉及的配電設(shè)備比較老舊,繼續(xù)使用的年限不會(huì)太久,不計(jì)成本對(duì)現(xiàn)有配電設(shè)備進(jìn)行較大的改造,將電能管理系統(tǒng)做的大而 全顯然是不經(jīng)濟(jì)的。因此本系統(tǒng)應(yīng)簡(jiǎn)潔經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)單,盡可能不對(duì)現(xiàn)有設(shè)備做大的改動(dòng)。
通過廣泛的市場(chǎng)調(diào)研,選擇了產(chǎn)品豐富、軟硬件齊全的 Acrel 品牌。
軟件功能:保留了用戶權(quán)限、人機(jī)交互、電能統(tǒng)計(jì) 報(bào)表(根據(jù)本項(xiàng)目特殊要求定制)、越限故障告警、電能質(zhì)量檢測(cè)等基本功能;考慮到本系統(tǒng)建成后由專門人員管理,為降低造價(jià)舍去了網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能,為今后向上級(jí)機(jī)關(guān)上報(bào)電能數(shù)據(jù)系統(tǒng)預(yù)留了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口。
計(jì)量點(diǎn):低壓進(jìn)線計(jì)量 4個(gè)、低壓出線計(jì)量 41個(gè), 為區(qū)分不同種類的用電設(shè)備在部分終端計(jì)量 12個(gè), 計(jì)量點(diǎn)位如圖 1所示。
4 方案實(shí)施
4.1 站控管理層
站控管理層是針對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的管理人員,該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的上層部分,主要是由電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備組成。硬件包括工控機(jī)、打印機(jī)、UPS等;軟件包括:系統(tǒng)組態(tài)軟件、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件、電能管理應(yīng)用軟件。站控層設(shè)備安裝于配電房值班室。
4.2 組網(wǎng)及通信
網(wǎng)絡(luò)通信層主要是由通信管理機(jī)、接口轉(zhuǎn)換器件及總線網(wǎng)絡(luò)等組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁,不同的接口轉(zhuǎn)換器件提供了 RS232,RS422,RS485,SPABUS等及以太網(wǎng)等各種接口,組網(wǎng)方式靈活,支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)等類型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò)。
本項(xiàng)目通信管理機(jī)采用NPORT5410串口服務(wù)器,可讓4個(gè)RS485串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng),提供簡(jiǎn)單方便的聯(lián)網(wǎng)方式,不但可以保證現(xiàn)有的硬件資源,更確保未來網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充可能性。
所有計(jì)量終端經(jīng)485總線分組連接串口服務(wù)器。1#變、2#變相關(guān)終端各自分為一組,經(jīng)電纜溝分 別接到串口服務(wù)器,占兩個(gè)口。3#變、4#變相關(guān)計(jì)量終及樓層分散計(jì)量終端分為一組,占用串口服務(wù)器一 個(gè)口,剩余一個(gè)口留作將來擴(kuò)展。
考慮到各樓層計(jì)量終端比較分散,有的樓層目前沒有需要計(jì)量的終端,但可能以后會(huì)有計(jì)量需求,因此串口服務(wù)器的485總線從主站經(jīng)電纜溝、電井一直 敷設(shè)到各樓層,在樓層電井處裝設(shè)無線收發(fā)器,樓層分散終端計(jì)量表計(jì)與電井中無線收發(fā)器采用無線通 信,避免了在樓層中敷設(shè)485總線的麻煩。
4.3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
為了滿足測(cè)量要求并盡可能少的改動(dòng)原配電設(shè)備,就要根據(jù)不同的計(jì)量點(diǎn)選取不同的計(jì)量表計(jì),采取不同的改裝方法對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行改裝,本項(xiàng)目涉及終端改裝主要有以下幾種情形。
4.3.1 進(jìn)線計(jì)量
低壓進(jìn)線端原配電設(shè)備有指針式電表:三相電流、三相電壓、有功功率、功率因數(shù)改造方法是在每個(gè)進(jìn)線柜增加一只 ACR 網(wǎng)絡(luò)電力儀表[3],可以測(cè)量三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電能、諧波,帶485通信、開關(guān)量輸入輸出。改裝方法:將原配電柜電壓表替換成新裝表、利用原配電柜二次線路,改裝工作量少
4.3.2 低壓出線柜出線計(jì)量
本項(xiàng)目中低壓出線會(huì)路有兩種:一種是面板有3只指針式電流表(對(duì)應(yīng)于 ABC三相電流互感器)的回路,另一種是面板上只有一只指針式表電流表(對(duì)應(yīng)一相電流互感器)的回路。
針對(duì)上面這種情況,可以采用PZ80L多功能測(cè)量?jī)x表改裝[3],與原6L2電流表相同開孔尺寸,可以測(cè)量:三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電能,帶485通信、開關(guān)量輸入輸出。改裝方法:將原配電柜B相電流表替換成新裝表、利用原配 電柜二次線路,改裝工作量非常少。
針對(duì)后面這情況,可以采用 AEW100無線計(jì)量模塊[ 4],該模塊自帶三相開口互感器,可測(cè)量:三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、正反向有功無功電能 、諧波,帶485及470MHz無線通信??刹煌k姼难b:將三相開口互感器分別固定于三相電纜,利用自身緊固螺釘穿刺取電,急速完成。
在配電柜中安裝的表計(jì),無論是面板表還是AEW100計(jì)量模塊,通信線都采用雙絞線,簡(jiǎn)單可靠。
4.3.3 樓層分散終端計(jì)量
對(duì)于樓層配電箱空間比較大的終端,采用AEW100無線計(jì)量模塊,改裝方法同低壓配電柜出線回路一樣,但無須連接485通信線。
由于某些室內(nèi)配電箱,如模數(shù)化 PZ30配電箱,不具備安裝AEW100的空間,可以采用 DTSD+AEW110的組合。DTSD是導(dǎo)軌式計(jì)量表,可以測(cè)量:三相電 流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、正反向有功無功電能,帶485通信 、開關(guān)量輸入輸出。 AEW110是一個(gè)無線收發(fā)器,可以將DTSD 電表的數(shù)據(jù)無線發(fā)送到電井中的AEW110。本樓層電井中的 AEW110可以無線接收本樓層所有無線終端的數(shù)據(jù),使本樓層所有分散安裝的AEW100、DTSD甚至其他具有485通信的終端進(jìn)行無線組網(wǎng),不需要敷設(shè)雙絞線至電井中的485總線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層與站控管理層之間的通信連接如圖 3所示。
圖3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/div>
4.4 電能報(bào)表
4.4.1 常規(guī)電能報(bào)表
常規(guī)的電能報(bào)表內(nèi)容與配電系統(tǒng)一致,顯示全大樓總用電量、每臺(tái)變壓器總用電量,每個(gè)低壓出線回路用電量,通過本報(bào)表可以進(jìn)行總表分表校驗(yàn)。
4.4.2 分項(xiàng)電能報(bào)表
表 1 的格式是按用電種類分項(xiàng)計(jì)量的報(bào)表,表中數(shù)據(jù)為通過軟件對(duì)相關(guān)表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算所得。
4.4.3 內(nèi)部考核用電能報(bào)表
表 2 是按大樓管理部門要求分類統(tǒng)計(jì)的報(bào)表格式,便于內(nèi)部用電管理和節(jié)能考核,表中數(shù)據(jù)為通過軟件對(duì)相關(guān)表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算所得。需要指出的是,三種報(bào)表格式均需在軟件中定制。
5 安科瑞電能管理系統(tǒng)
5.1概述
用戶端消耗著整個(gè)電網(wǎng)百分之八十的電能,用戶端智能化用電管理對(duì)用戶可靠、節(jié)約用電有十分重要的意義。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系,推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設(shè)備用電管理解決方案,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動(dòng)。用戶端急需解決的研究?jī)?nèi)容主要包括:的表計(jì),智能樓宇、智能電器、增值服務(wù)、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理等課題。
Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對(duì)用戶端用電情況進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì),以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各分項(xiàng)用電的使用消耗情況,便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣,節(jié)約電能,為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
(1)辦公建筑(商務(wù)辦公、大型公共建筑等);
(2)商業(yè)建筑(商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等);
(3)旅游建筑(賓館飯店、娛樂場(chǎng)所等);
(4)科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、衛(wèi)生、體育建筑等);
(5)通信建筑(郵電、通信、廣播、電視等);
(6)交通運(yùn)輸建筑(機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等)。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.4系統(tǒng)功能
1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)人機(jī)界面友好,以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息,動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài),以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。
2)電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表
系統(tǒng)以豐富的報(bào)表支撐計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能,用戶可以查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況,即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時(shí)可分析追溯,維護(hù)計(jì)量體系的正確性。
3)詳細(xì)電參量查詢
在配電一次圖中,當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到每個(gè)回路附近時(shí),鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中?,鼠?biāo)單擊可查看該回路詳細(xì)電參量,包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能,并可以查看24小時(shí)相電流趨勢(shì)曲線及24小時(shí)電壓趨勢(shì)曲線。
4)運(yùn)行報(bào)表
系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能,所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫(kù),在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時(shí)間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等,并通過報(bào)表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào),支持導(dǎo)出Excel格式文件,還可以根據(jù)用戶要求導(dǎo)出PDF格式文件。
5)變壓器運(yùn)行監(jiān)視
系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)總進(jìn)線、主變壓器、重要負(fù)荷出線的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)視,用曲線顯示電流、變壓器運(yùn)行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負(fù)荷率等運(yùn)行趨勢(shì),分析變壓器負(fù)荷率及損耗,方便運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)掌握運(yùn)行水平和用電需求,確保供電可靠。
6)實(shí)時(shí)提醒
系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)提醒功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位,保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并根據(jù)事件等級(jí)發(fā)出告警。系統(tǒng)提醒時(shí)自動(dòng)彈出實(shí)時(shí)提醒窗口,并發(fā)出聲音提醒。
7)歷史事件查詢
系統(tǒng)能夠?qū)b信變位,保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和提醒進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
8)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè),運(yùn)行維護(hù)人員可以通過諧波分析棒圖、報(bào)表掌握進(jìn)線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度等,及時(shí)采取相應(yīng)的措施,降低諧波損耗,減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監(jiān)測(cè)功能的電力儀表,不需要可刪除。
9)遙控操作
系統(tǒng)支持對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、接地刀等進(jìn)行分、合遙控操作。系統(tǒng)具有嚴(yán)格的保護(hù)和操作權(quán)限管理功能,對(duì)于每次遙控操作,系統(tǒng)自動(dòng)生成操作記錄,記錄內(nèi)容包含操作人、操作時(shí)間、操作類型等。實(shí)現(xiàn)該功能需要斷路器本身具有電操機(jī)構(gòu)及保護(hù)保測(cè)控裝置具備遙控功能等硬件設(shè)備的支持。
10)用戶權(quán)限管理
系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改等)??梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
11)通訊狀態(tài)圖
系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài),及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
12)畫面監(jiān)控
畫面監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面(畫面直播),選中某一個(gè)變配電站,即可查看該變配電站內(nèi)畫面信息。
13)用戶報(bào)告
用戶報(bào)告頁面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報(bào)警事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
14)APP支持
電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"和“缺陷記錄"五大模塊,支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢,設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。
5.5系統(tǒng)硬件配置
6 結(jié)語
電能管理系統(tǒng)的作用是通過對(duì)用電設(shè)備消耗的電能進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量以達(dá)到對(duì)內(nèi)部電能消耗進(jìn)行深入監(jiān)測(cè)管理進(jìn)而節(jié)能增效的目的。電能管理系統(tǒng)是依附于配電系統(tǒng)的,因此加裝電能管理系統(tǒng)首先對(duì)配電設(shè)備現(xiàn)狀以及系統(tǒng)終要達(dá)到的要求進(jìn)行細(xì)致的分析,才能明確方案配置,進(jìn)而選定計(jì)量點(diǎn)、 對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行適宜的計(jì)量改造,通過必要的網(wǎng)絡(luò)通 信實(shí)現(xiàn)對(duì)各回路電能的實(shí)時(shí)采集、分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào) 告,終達(dá)到管理的目的。
【參考文獻(xiàn)】
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