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王蒙蒙

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：隨著企業(yè)改革的不斷深入，對現(xiàn)代化用電管理的水平要求越來越高，準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)的獲得用電回路的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行用電分析、負(fù)荷管理、表計運行狀況監(jiān)測、電費自動結(jié)算的基礎(chǔ)。同時也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效手段。近年來技術(shù)人員對監(jiān)控系統(tǒng)的研究工作逐步增加，并且開始使用新的技術(shù)對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造。本文通過浙江?？滴⒂暗呐潆姽竦膽?yīng)用介紹安科瑞電能管理系統(tǒng)在工廠領(lǐng)域中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：電能管理；監(jiān)控系統(tǒng)；配電監(jiān)測；管理系統(tǒng)；

0、引言

  Acrel-3000是利用智能電力監(jiān)測裝置，結(jié)合現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)通信技術(shù)，運用計算機和軟件技術(shù)，綜合構(gòu)成的電能管理系統(tǒng)。采用分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對企業(yè)配電終端的管理，實現(xiàn)了對高低壓系統(tǒng)等設(shè)備的實時監(jiān)控采集分析電能數(shù)據(jù)。

  隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能問題，同時也對電能提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加有效的電能管理管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運行。

1、項目概述及建設(shè)目標(biāo)

  浙江?？滴⒂皞鞲锌萍加邢薰荆℉angzhouHikmicroSensingTechnologyCo.,Ltd.）是?？低晹?shù)字旗下子公司。公司位于浙江省杭州市，成立于2016年。公司是以MEMS技術(shù)為核心的視覺傳感器解決方案提供商，面向提供高性能、低功耗的視覺傳感器及機芯組件。產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、輔助駕駛、災(zāi)難預(yù)防、工業(yè)測溫、醫(yī)療檢疫、消費電子等多個領(lǐng)域。

  本項目通過對浙江?？滴⒂肮緝?nèi)配電柜加裝安科瑞電力儀表監(jiān)測，并通過數(shù)據(jù)實時顯示一次圖狀態(tài)機電壓、電流、功率等信息，通過對儀表電能數(shù)據(jù)的采集定制電能報表，用于每個月用電成本核算。

2、電能管理系統(tǒng)的設(shè)計

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。    

  本項目的電能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時的顯示站內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)車間電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時，電能管理系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，提高工作人員的工作效率。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  依據(jù)浙江海康微影的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。

  系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示：

 站控管理層管理人員與計算機進(jìn)行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

  通訊層使用的設(shè)備為串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

  現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置安科瑞的pz80系列儀表，實現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、等電參量監(jiān)測。

2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計  

  電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電能管理系統(tǒng)各項功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個設(shè)備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊采集器，來實現(xiàn)與主機的傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

  系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進(jìn)行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打??；系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理

  數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進(jìn)行采集，開關(guān)量的采集則主要是對斷路器的工作狀態(tài)，以及斷電保護(hù)、運行故障等報警信息進(jìn)行采集，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

2.3.2數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計

  電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護(hù)計量體系的正確性。

2.3.3電流曲線查詢

  電能管理系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路和重要負(fù)荷的出線設(shè)計了負(fù)荷趨勢曲線。便于配電維護(hù)人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調(diào)整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。

2.3.4用戶權(quán)限管理

  電能管理系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)的操作（如配電回路名稱修改）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行維護(hù)管理通過可靠的安全保障。

3、建設(shè)電能管理系統(tǒng)的意義

  綜上所述，電能管理系統(tǒng)能反映實際的電能消耗水平和電能利用率狀況，實現(xiàn)了對用戶電信息的統(tǒng)一存儲和分析，對實現(xiàn)電能的人性化管理具有重要意義。 但是由于各個管理系統(tǒng)產(chǎn)品之間沒有統(tǒng)一的通信的標(biāo)準(zhǔn)，并且實施現(xiàn)代化的電能管理系統(tǒng)不能*拋棄傳統(tǒng)。 因此構(gòu)建一個基于工業(yè)以太網(wǎng)的電能管理系統(tǒng)的過程必然是曲折漫長的過程。

  對于大型工廠來說，單位收入與電能對比體現(xiàn)了管理水平，是對超市進(jìn)行成本核算與控制的重要依據(jù)。

  電能管理系統(tǒng)是響應(yīng)節(jié)能降耗和精細(xì)化能源管理號召的產(chǎn)品，電能管理系統(tǒng)再提高終端用電效率和改變用電方式，再滿足同樣用電功能的同時，實現(xiàn)用電和設(shè)備危險預(yù)警，減少電量消耗和電力需求，達(dá)到安全用電、節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)“安全用電、經(jīng)濟(jì)用電、有序用電、智能用電”的用電目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介： 王蒙蒙，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電