蘇州創(chuàng)業(yè)園二期電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)設計方案.doc

蘇州創(chuàng)業(yè)園二期電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)設計方案李甲云1 王曉明2 武星2 （1. 蘇州市建筑設計研究所有限責任公司 江蘇蘇州215002）（2.上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801）摘要：本文介紹基于網(wǎng)絡電力儀表的Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)在蘇州創(chuàng)業(yè)園二期的應用，實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化電能計量管理和監(jiān)控。省去了值班人員現(xiàn)場抄表的煩瑣，具有投資少、簡明實用、便于智能管理等優(yōu)點。 關鍵詞：大型公建；網(wǎng)絡電力儀表；電力監(jiān)控軟件0引言當前，根據(jù)住房與建設部2008114號文件，政府機關和大型公建應當實行能源消費計量制度，區(qū)分用能種類，用能系統(tǒng)實行能源消費分戶、分類、分項計量，及時發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費現(xiàn)象。同時地方政府也積極響應中央號召，也出臺了相關規(guī)定，如蘇建科2007217號規(guī)定自2007年9月1日起，新建、改建和擴建單體2萬m2以上的公共建筑項目，在設計、施工圖審查時均應執(zhí)行國家、省有關標準。在電氣部分明確規(guī)定：變電所各出線回路均應配置電能計量裝置，計量裝置應采用數(shù)字式電能表計，并根據(jù)建筑的類別和檔次，盡量配置通訊接口，以便于構成網(wǎng)絡，并設管理后臺。蘇州創(chuàng)業(yè)園二期位于蘇州高新區(qū)竹園路與珠江路交叉口附近，總建筑面積13.58萬平方米，由3幢26層獨立塔樓組成。每個樓層都有一個配電室，室內(nèi)的配電柜中安裝了安科瑞600多塊網(wǎng)絡多功能儀表。為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力參數(shù)實時遙測、電能計量分項管理、電能報表等功能，系統(tǒng)采用Acrel-3000電力監(jiān)控、電能管理軟件把現(xiàn)場的儀表聯(lián)在一起，做到集中管理、集中控制。1. 系統(tǒng)結(jié)構Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡應用中，所有應用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，提高了集成效率。蘇州創(chuàng)業(yè)園二期電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲結(jié)構如圖1。圖1 系統(tǒng)拓撲結(jié)構圖系統(tǒng)采用分布式結(jié)構，按功能或區(qū)域進行劃分，模塊化設計。整個系統(tǒng)分為三層，即現(xiàn)場層、中間層、主控層。1.1現(xiàn)場層現(xiàn)場層主要任務是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進行采集和測量，并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)。其主要設備是：ACR320EL、ACR210EL網(wǎng)絡電力儀表，裝設在每層的動力柜內(nèi)。上述設備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，具備RS-485 通信接口，通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元通訊服務器。ACR網(wǎng)絡測控電力儀表，是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的智能化電力儀表。它能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度以及開關量輸入/輸出狀態(tài)等。該系列儀表具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，能實現(xiàn)遠程遙測、遙控功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。1.2中間層中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，采用高性能、嵌入式通訊服務器。通訊服務器負責把現(xiàn)場層儀表采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換上傳到主控層，是主控層與現(xiàn)場層的橋梁。1.3主控層主控層位于監(jiān)控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個箱系統(tǒng)的實時監(jiān)控和報表管理。創(chuàng)業(yè)園二期的監(jiān)控室位于B幢三樓，通過六個通訊服務器把分布于每個樓層動力柜內(nèi)的共計600多塊ACR儀表有機的聯(lián)系在一起，再通過樓層的局域網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。2. 系統(tǒng)框圖及主要實現(xiàn)的功能系統(tǒng)采用C/S架構，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要邏輯關系如下系統(tǒng)框圖。查詢、增、刪、改儀表信息啟動系統(tǒng)運行窗口對需遙測參數(shù)進行采集對可遙控設備進行遙控查看各儀表狀態(tài)及遙測參量顯示遙測量歷史曲線或?qū)崟r曲線數(shù)據(jù)備份及數(shù)據(jù)報表打印系統(tǒng)啟動畫面StartView(用以顯示軟件版本信息)MDI主窗口（系統(tǒng)主窗口）以高級管理員身份登錄以次高級管理身份登錄以普通級身份登錄通過登錄窗口（級別權限驗證）通過驗證增加、刪除用戶信息對歷史數(shù)據(jù)備份的恢復圖2 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計，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)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。如A幢4-7層空調(diào)總回路8月份各天的用電趨勢圖如圖2所示。kWh圖2 電能棒圖3. 設備與投資根據(jù)現(xiàn)場實際情況所配置的系統(tǒng)硬件含采集裝置、電源、工作站主機、打印設備、系統(tǒng)軟件、弱電安裝施工等總計費用為35萬元左右，平均每幢樓的投入費用不超過15萬元。配電各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)均可通過監(jiān)控主機集中顯示，方便配電管理人員及時發(fā)現(xiàn)配電故障環(huán)節(jié)，按月統(tǒng)計用電數(shù)據(jù)，又可以通過OPC轉(zhuǎn)發(fā)上傳至樓宇自控系統(tǒng)BAS或安防系統(tǒng)FAS，便于整體調(diào)度。相對于傳統(tǒng)的電工抄表、統(tǒng)計雖增加了一次投入，但智能化程度得到極大提高，節(jié)省了人力資本的投入。4. 結(jié)束語ACREL-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點。目前系統(tǒng)已投入運行半年以上，極大的方便了用戶的使用。隨著計算機信息技術的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實，系統(tǒng)對各種用電設備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少人力投入，提高工作