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王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：工業(yè)智能化是現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展的必然趨勢。通過在工廠各個重要區(qū)域的用能回路安裝相應的智能探測器，通過后臺系統(tǒng)來實時監(jiān)控各用能回路的工作狀態(tài)；并計量各個回路的用電量、用水量、用氣量。通過實時監(jiān)控工廠內部的用能提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現(xiàn)了變電所部分供電的無人值守。通過用能的實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)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(jié)約電力維護成本，后期制定相應的節(jié)能改造措施提供直觀的數(shù)據(jù)依據(jù)?，F(xiàn)就四川聯(lián)合利華項目中使用的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對工業(yè)自動化和智能化做一簡要介紹。

關鍵詞：聯(lián)合利華  電能管理  無人值守  節(jié)能改造  智能配電系統(tǒng)  配電自動化

0 引言

    工業(yè)用能智能化監(jiān)測是工業(yè)用能智能化、科學化管理的重要組成部分。通過智能化設備對整個工廠的用能實時監(jiān)測，通過用能數(shù)據(jù)的積累，分析，采取合理的用能措施和節(jié)能改造方案。由此用戶端智能化用能管理對用戶可靠、安全、節(jié)約用能有十分重要的意義。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、技能的用能目的。

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對四川聯(lián)合利華工廠內的部分重要回路進行計量，通過對監(jiān)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，找出高能耗點或不合理用能習慣，為有效節(jié)約能源，用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

    本文以四川聯(lián)合利華為例，簡單介紹Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在四川聯(lián)合利華配電系統(tǒng)中的應用。

1 項目介紹

    本項目為聯(lián)合利華在眉山市彭山縣建設的聯(lián)合利華（四川）生產(chǎn)基地。聯(lián)合利華(四川)生產(chǎn)基地是其在華的三個*綠色生產(chǎn)基地，投資近3億元，總占地約400畝，一期主要生產(chǎn)奧妙無磷洗衣粉的全系列產(chǎn)品，年產(chǎn)能近20萬噸，主要供應西部市場，未來將逐步生產(chǎn)聯(lián)合利華旗下的全線產(chǎn)品。

    針對本項目的工業(yè)性質，現(xiàn)針對聯(lián)合利華（四川）生產(chǎn)基地廠區(qū)內的配電系統(tǒng)以及部分用水回路實現(xiàn)用能實時監(jiān)控，通過智能儀表和系統(tǒng)后臺的實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集存儲、處理，以各種圖文報表的形式實時顯示監(jiān)控區(qū)域的用能狀態(tài)。所有的用能都存儲在系統(tǒng)后臺主機內，通過對固定時間段的數(shù)據(jù)分析，掌握整個廠區(qū)的用能狀態(tài)，針對用能的趨勢，制定合理的用能計劃和節(jié)能措施。

   本項目主要是針對變電所內的開關柜的重要回路進行電能計量、部分用水回路的用水實時監(jiān)測。本項目變電所以及廠區(qū)內的用水回路共計99個。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)通過對智能計量儀表的數(shù)據(jù)采集、處理，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

    ●電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開關狀態(tài)等信息。

    ●對用水回路的智能水表的參量實時采集、顯示、存儲。

    ●對其負載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況

    ●越限報警，針對客戶的特定回路來設置越限報警

    ●對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表

    ●報警事件記錄，便于維護人員來根據(jù)事件發(fā)生的時間性質對電路進行維護。

    ●用戶權限管理，不同等級權限實現(xiàn)不同等級操作。

3 設計方案

3.1 參考標準

    系統(tǒng)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(guī)范》

GB/J63-90  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

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

GB2887  《計算站場地技術要求》

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

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

DL/T 698.35-2010     《3-5部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

DL/T 698.41-2010    《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     《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》

3.2 系統(tǒng)架構設計

    鑒于四川聯(lián)合利華的建筑規(guī)模、性質，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經(jīng)驗，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設計：四川聯(lián)合利華所有監(jiān)控點位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數(shù)據(jù)總線直接鋪設至主機所在的值班室。數(shù)據(jù)總線通過協(xié)議轉換隔離器將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

4 系統(tǒng)功能

    上位機軟件采用Acrel-3000電能管理系統(tǒng)，通過軟件進行設備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1 功能特點

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示；系統(tǒng)具有人機界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

4.2 軟件功能

4.2.1 運行系統(tǒng)

    軟件的界面可以根據(jù)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(tǒng)。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

4.2.2 通訊示意圖

    通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統(tǒng)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(tǒng)各個監(jiān)控點位的運行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

4.2.3 監(jiān)測詳圖

    監(jiān)測詳圖反應了整個系統(tǒng)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(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運行數(shù)據(jù)，便于管理者實時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)。界面如圖4所示。

圖4 監(jiān)測詳圖

4.2.4 參數(shù)抄表

    參數(shù)報表反映了本項目監(jiān)測回路的在過去某時間點的運行數(shù)據(jù)，通過當前或者過去某時間點的實時參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)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(shù)，頻率。界面如圖5所示

圖5 參數(shù)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(xiàn)，該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)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6所示。

圖6 電能報表

4.2.6 趨勢曲線

    趨勢曲線可以查詢各回路電壓，功率負荷趨勢，查看其歷史趨勢線；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶。負荷曲線圖界面如圖7所示。

圖7 趨勢曲線

4.2.7 實時報警

    本系統(tǒng)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8所示。

圖8 實時報警

5 結束語

    工業(yè)用能智能化管理作為未來工業(yè)管理的必然趨勢。用戶對廠區(qū)內用能的遠程監(jiān)測、實時狀狀態(tài)的掌握使電能管理系統(tǒng)已成為配電端用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在四川聯(lián)合利華項目中的應用，可以實現(xiàn)對四川聯(lián)合利華各監(jiān)測回路的實時監(jiān)測，不僅能顯示回路用能狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，還可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的設計、安裝、調試的同時，也是對整個廠區(qū)用能架構的詳細梳理，通過對用能情況的細致分類，明確整個廠區(qū)用能的具體去向，從而了解廠區(qū)內各個區(qū)域的運作狀態(tài)。統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內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考核機制。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為配電系統(tǒng)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(tǒng)的維護及制定節(jié)能措施提供了真實可靠的依據(jù)。

參考文獻

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項計量中的應用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6