安科瑞 繆凱倫 陳聰

摘要：本文主要介紹了河畔新世界采用安科瑞智能電力儀表對(duì)配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)的采集，通過(guò)總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)，進(jìn)行智能化組網(wǎng)。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在河畔新世界的應(yīng)用，符合了國(guó)家對(duì)智能小區(qū)電能管理的要求，也為河畔新世界節(jié)約了大量人力成本，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)電能管理智能化。

關(guān)鍵詞：河畔新世界 智能電力儀表 Acrel-3000型 電能管理系統(tǒng)

1.項(xiàng)目概況

河畔新世界項(xiàng)目特邀香港國(guó)際設(shè)計(jì)師聯(lián)手打造，充分利用成都錦江沿線連綿起伏的坡地風(fēng)貌，于3000米超長(zhǎng)河岸線上打造寬約25米的河堤景觀。

一期為英式自然園林野趣自然花園、靜思園、疊級(jí)花境園、觀景親水平臺(tái)、草坪和兒童游樂(lè)園等主題大型景觀各具特色。

安科瑞主要對(duì)河畔新世界地下室的4個(gè)低壓配電房進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，值班室位于地下一層監(jiān)控室內(nèi)，4個(gè)低壓配電房均通過(guò)光纖將數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，保障了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

2.用戶需求

客戶要求電能管理系統(tǒng)軟件的功能需滿足：具有用戶權(quán)限管理、一次主接線圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與顯示各回路的電參量、接入裝置的一次設(shè)備的分合閘狀態(tài)、電流實(shí)時(shí)曲線、回路超負(fù)荷報(bào)警、電度報(bào)表查詢及打印功能。

根據(jù)客戶要求，安科瑞電氣股份有限公司需完成一套電能管理系統(tǒng)：主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)357臺(tái)智能儀表進(jìn)行電參量采集，完成對(duì)數(shù)據(jù)采集、曲線分析、報(bào)表打印等功能，并設(shè)置多權(quán)限操作，方便現(xiàn)場(chǎng)管理員的操作。

3.設(shè)計(jì)方案

安科瑞公司根據(jù)河畔新世界現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況為其選用了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)。

3.1 Acrel-3000符合的標(biāo)準(zhǔn)

本技術(shù)方案以現(xiàn)行國(guó)家及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國(guó)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(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

GB50052-2009      供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50054-2011      低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范

IEC 61587         電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列

DL/T448-2000      《電能計(jì)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 698.41-2010  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(dòng)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(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

GB2887             計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件

3.2 Acrel-3000設(shè)計(jì)方案

河畔新世界系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

上圖為該項(xiàng)目上的具體應(yīng)用拓?fù)鋱D；Acrel-3000變配電監(jiān)控系統(tǒng)主要分為3層：站控管理層（工控機(jī)、打印機(jī)、UPS電源）、通訊管理層（16口通訊管理機(jī)）、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層（現(xiàn)場(chǎng)智能裝置）。

現(xiàn)場(chǎng)中的IO設(shè)備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線；通訊管理機(jī)至值班室交換機(jī)采用的為單模4芯光纖。

3.2.1現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

根據(jù)河畔新世界現(xiàn)場(chǎng)要求：智能儀表需滿足對(duì)全電參量采集（三相電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、電度、開(kāi)關(guān)量等）；我司根據(jù)客戶要求，為其在現(xiàn)場(chǎng)選配ACR220EL/K型的多功能儀表，*了現(xiàn)場(chǎng)的要求。

ACR220EL是LCD液晶屏顯示，可監(jiān)測(cè)三相電流、三相電壓、電網(wǎng)頻率、三相（有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)）、三相有功電能、三相無(wú)功電能6項(xiàng)測(cè)量參數(shù)。除以上功能外，還可選配其它功能，以下3項(xiàng)功能可共選也可選擇其中幾項(xiàng)：F(復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì))、D(大需量)、CP(Profibus-DP)。以下3項(xiàng)功能只能選擇其中一項(xiàng)：M(模擬量)、K(2DI/2DO)、K(4DI)、K(4DI/2DO)。

3.2.2通訊管理層

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用D-LINK 8口

這款交換機(jī)在線速包路由中混合了許多解決方案中的特性，包括性能，端口密度，單元熱交換和備份冗余電源，端口干路支持802.3ad鏈路聚合標(biāo)準(zhǔn)，允許8個(gè)千兆端口結(jié)合在一起，形成一個(gè)多鏈路、負(fù)載均衡的聚合帶寬，為關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)中心提供具有失效保護(hù)的連接。

光電轉(zhuǎn)換器采用MIE-1102S

MIE-1102工業(yè)級(jí)收發(fā)器外殼使用鋁合金型材，產(chǎn)品輕巧、堅(jiān)固、耐腐蝕，抗電磁干擾能力更強(qiáng)，DIN-Rail、壁掛式安裝方式可選。可提供冗余電源輸入功能，當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用電源，并可接一路報(bào)警輸出，使用戶能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

通訊管理機(jī)采用MOXA的NPORT 5630-16 RS485接口。

NPORT5630-16可讓16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(lái)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充可能性，可以在串口和以太網(wǎng)絡(luò)界面之間輕易的執(zhí)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。使用 MOXA NPort5630-16 讓您可以達(dá)到同時(shí)集中管理串口設(shè)備，和于網(wǎng)絡(luò)中分散管理主機(jī)的目的。

3.2.3站控管理層

配置為EVOC IPC-810B Core2 2.66G /1G/160G +鍵鼠+音箱等。

該計(jì)算機(jī)為工業(yè)計(jì)算機(jī)，大風(fēng)量風(fēng)扇設(shè)計(jì)，開(kāi)門(mén)抽拉可拆換濾網(wǎng)，散熱可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、特殊的抗震措施，保證機(jī)器在惡劣工業(yè)環(huán)境中正常工作；

深圳研祥工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC810B），完成對(duì)整個(gè)電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，在線及離線計(jì)算，運(yùn)行監(jiān)視控制，各圖表曲線的生成，數(shù)據(jù)報(bào)表等系統(tǒng)監(jiān)測(cè)等功能。

UPS電源為C1KS/1KVA  待機(jī)30分鐘 塔式；

監(jiān)控主機(jī)采用正版簡(jiǎn)體中文Windows XP操作系統(tǒng)軟件，電能管理軟件采用安科瑞Acrel-3000型電能管理組態(tài)軟件。

4.系統(tǒng)功能

4.1 用戶權(quán)限管理

針對(duì)不同級(jí)別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限，方便不同權(quán)限的管理人員對(duì)系統(tǒng)的不同操作，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。通過(guò)用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

4.2 系統(tǒng)主界面

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等，通過(guò)畫(huà)面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)）可以看到各回路的分合閘狀態(tài)。

登錄普通權(quán)限用戶，通過(guò)主界面的操作，可以查看各回路運(yùn)行的電參量（電流、電壓、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、電度）；登錄權(quán)限用戶，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電度報(bào)表、電流曲線、報(bào)警信息的打印及導(dǎo)出功能。

4.3 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警

系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。

4.4 趨勢(shì)曲線分析

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線的分析界面，通過(guò)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(guò)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(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

4.5 報(bào)表統(tǒng)計(jì)

河畔新世界系統(tǒng)中分電能報(bào)表為時(shí)報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表三種報(bào)表。左圖為時(shí)報(bào)表，選擇要查詢的日期，可顯示每個(gè)時(shí)段的用電量，顯示每個(gè)時(shí)段用電量的報(bào)表對(duì)比柱狀圖，方便管理員查看分析（日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表也具有柱狀圖分析功能），同時(shí)系統(tǒng)將采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動(dòng)生成報(bào)表并有報(bào)表打印功能，可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，這些報(bào)表均支持Excel導(dǎo)出功能。

右圖為對(duì)主要進(jìn)線回路的歷史全電參量（電流、電壓、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、電度）查詢，方便管理人員查看進(jìn)線電力數(shù)據(jù)及分析用電效率。

5.運(yùn)行效果

隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電能管理系統(tǒng)已成為大型智能小區(qū)的必然選擇，本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在河畔新世界項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙信功能，實(shí)時(shí)顯示了現(xiàn)場(chǎng)電參量，方便值班人員查看；給用戶設(shè)置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數(shù)；同時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、棒圖等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究；報(bào)警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時(shí)檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。

在Acrel-3000電能管理系統(tǒng)應(yīng)用之前，整個(gè)小區(qū)的用電基本上靠人工來(lái)抄表，投入了大量的人力資源，現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也不能及時(shí)被值班人員掌控，增加了配電房各回路運(yùn)行時(shí)的隱患。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；通過(guò)報(bào)警窗口的應(yīng)用，消除了電氣故障，防止過(guò)負(fù)荷運(yùn)行而產(chǎn)生電氣隱患；同時(shí)人性化電度報(bào)表及棒圖的顯示，不僅為用戶節(jié)約的大量的人力成本，而且對(duì)各個(gè)時(shí)段用電量進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)電能管理智能化。系統(tǒng)至2010年3月份運(yùn)行至今，運(yùn)行穩(wěn)定、正常，受到用戶*；同時(shí)該系統(tǒng)的運(yùn)行所節(jié)約的人力成本，基本回報(bào)了當(dāng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的投入資金。