安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：針對用戶側主要的用能節點，設計安裝智能儀表，再通過后臺系統來實時監控各用能回路的工作狀態；并計量各個回路的用電量、用水量、用氣量。通過實時監控用能以及相關電力參數、提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了配電系統監控的無人值守。通過用能的實時監測，數據的采集及存儲，明確用戶的電能使用水平以及電能的具體去向，為用戶節約電力維護成本、物業的合理收費提供數據依據，后期亦可根據對用能數據的分析制定相應的節能改造措施。現就上海華大孵化中心項目中使用的ACREL-3000電能管理系統對用戶側用能智能化做一簡要介紹。

關鍵詞：上海華大孵化中心  電能管理  無人值守  節能改造  智能配電系統  配電自動化

0 引言

    用戶側用能智能化監測是配電智能化、科學化管理的重要組成部分。通過智能化設備對用戶側的用能實時監測，通過用能數據的積累，分析，對用戶收取合理的用能費用。通過ACREL-3000電能管理系統構建智能用能服務體系，使用智能儀表以及智能用電管理終端設備，以此達到科學用能目的。

    ACREL-3000電能管理系統正是針對以上趨勢而研發的用戶端電能管理系統。本系統通過對上海華大孵化中心項目內重要回路進行計量，通過對監測回路用能的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個計量體系用能狀況，明確用能去向，為管理者用能考核，用能收費提供數據依據。

    本文以上海華大孵化中心為例，簡單介紹ACREL-3000電能管理系統在上海華大孵化中心配電系統中的應用。

1 項目介紹

    上海華大孵化中心位于金沙江路，與上海華大科技大廈屬于同胞樓。本項目建筑框架16層，為商業辦公樓寫字樓。本項目需要設計一套電能管理系統，針對樓內的用戶進行用能計量，每個月底出具用能報表，根據報表用能計量對客戶進行用能收費。

    本項目的中的用戶的用電從樓層動力柜內引出。在樓層動力柜的進線以及出線分別安裝智能計量表計來實現每層用能的總計量以及具體用戶的用能計量，通過對關鍵節點的用能計量，由此實現用戶用能的透明化，智能化。ACREL-3000電能管理系統對智能計量儀表的數據采集、存儲、處理，并以圖形、報表的形式導出，為管理人員提供具體的用電明細。

2 用戶需求

    本項目中主要是樓層內用戶用能數據的采集以及電能報表的統計，顯示。基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：

1）樓層動力柜的進線、出線的用能計量；

2）所有用戶的用能日、月、年報表；

3）樓層動力柜進線以及出線的用能誤差控制在2%以內；

4）智能表計的集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的電參量報表；

5）用戶權限等級管理，不同等級權限實現不同等級管理操作；

3 設計方案

    3.1參考標準

    系統的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

JGJ/T 16-92        《民用建筑電氣設計規范》

GB/J63-90          《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

GB/T13730          《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》

GB2887            《計算站場地技術要求》

GB/50198-94         《監控系統工程技術規范》

DL/T 698.31-2010     《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求》

DL/T 698.35-2010     《第3-5部分：電能信息采集終端技術規范-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：通訊協議-集中器下行通信協議》

DL/T/814-2002      《配電自動化系統功能規范》

3.2 系統架構設計

    鑒于上海華大孵化中心的建筑規模、性質，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統部根據用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經驗，對該建筑的智能配電系統的搭建做以下設計：上海華大孵化中心所有監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。將現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數據總線直接鋪設至主機所在的變電所值班室。數據總線通過協議轉換隔離器將數據傳輸至系統主機。系統示意圖1所示。

 圖1

4 系統功能

    上位機軟件采用ACREL-3000電能管理系統，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。

4.1 功能特點

    ACREL-3000電能管理系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。

4.2 軟件功能：

4.2.1運行系統

    軟件的界面可以根據項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面"，客戶需通過用戶名，輸入相應密碼，方能進入本系統。

4.2.2通訊示意圖

    通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統各個監控點位的運行狀態。界面如圖所示。

通訊示意

4.2.3 監測詳圖

    監測詳圖反應了整個系統配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數據的顯示，直觀反映本項目各個監測回路的運行數據，便于管理者實時了解系統運行狀態。界面如圖所示。

監測詳圖

4.2.4 參數抄表

    參數報表反映了本項目監測回路的在過去某時間點的運行數據，通過當前或者過去某時間點的實時參量數據反映回路狀態。主要的數據包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數，頻率。界面如圖所示

參數抄表

4.2.5 電能報表

    電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以實現系統運行期間的任意時間段內的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，且可以Excel形式導出或打印。界面如圖所示。

電能報表

4.2.6實時報警

    本系統還針對主要電參量的遙測量（包括進線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報警）。也能點擊打開歷史報警調出歷史報警界面。界面如圖所示。

實時報警

5 結束語

    商業辦公建筑用能智能化、透明化，是當前市場主流客戶的選擇。通過在建筑的關鍵節點或者業主的供配電柜進出線節點安裝電能計量儀表，利用計算機網絡集成技術，為客戶提供遠程抄表、數據存儲、數據處理等服務，幫助客戶實時掌握建筑的用能狀況，實現建筑用能的智能化管理。

    上海華大孵化中心大廈電能管理系統實現用電數據的實時采集、存儲、顯示、導出。在樓層動力柜進線端和出線端安裝電能計量儀表，由此搭建建筑內每層樓的業主用能體系。在調試過程中，對每層樓內的進線用能、出線用能進行了核對，整改了部分回路的接線問題，使進出線回路的誤差在1%以內。系統的設計、安裝、調試的同時，也是對整棟建筑用能架構的詳細梳理，通過對用能情況的細致分類，明確整棟建筑用能的具體去向，從而了解各個業主的運作狀態。統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示業主各配電回路的電能使用狀況、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究制定相應的用能服務計劃。該系統運行安全、可靠、穩定，為配電系統終端用戶解決各個配電回路的具體用電不明的問題，為后期電力系統的維護及制定合理的物業服務提供了真實可靠的依據。