沃爾(er)瑪東側(ce)綠地(di)公園(yuan)人防(fang)工(gong)程(cheng)-變電(dian)所(suo)電(dian)能管(guan)理系統(tong)的(de)設(she)計和(he)應(ying)用(yong)

楊(yang)雲

 安科(ke)瑞電氣(qi)股(gu)份(fen)有限(xian)公司(si)，上海 嘉(jia)定 202203；

摘要(yao)：介紹沃爾(er)瑪東側(ce)綠地(di)公園(yuan)人防(fang)工(gong)程(cheng)-變電(dian)所(suo)電(dian)能管(guan)理系統(tong)，采用(yong)智能(neng)電力(li)儀表(biao)采集(ji)配電(dian)現場的(de)各種電參(can)量和開(kai)關信號。系統(tong)采用(yong)現場就(jiu)地組(zu)網(wang)的(de)方(fang)式(shi)，組(zu)網(wang)後(hou)通過(guo)現場總(zong)線(xian)通訊(xun)並(bing)遠傳(chuan)至後(hou)臺，通(tong)過Acrel-3000型電能(neng)管(guan)理系統(tong)實(shi)現配電(dian)回路(lu)用(yong)電的(de)實時監(jian)控(kong)和(he)電(dian)能(neng)管(guan)理。

關鍵詞：智能電(dian)力(li)儀表(biao);Acrel-3000型；電能(neng)管(guan)理系統(tong)

  概述

本項(xiang)目(mu)為沃爾(er)瑪東側(ce)綠地(di)公園(yuan)人防(fang)工(gong)程(cheng)-變電(dian)所(suo)電(dian)能管(guan)理系統(tong)。根(gen)據(ju)配電(dian)系統(tong)管(guan)理的要(yao)求，需(xu)要(yao)對沃爾(er)瑪東側(ce)綠地(di)公園(yuan)人防(fang)工(gong)程(cheng)-變電(dian)所(suo)項(xiang)目(mu)用(yong)配套(tao)廠家(jia)建(jian)設(she)項(xiang)目(mu)的變電(dian)所(suo)的進出線(xian)回路(lu)進行(xing)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)和(he)電(dian)能(neng)管(guan)理，以(yi)保(bao)證用(yong)電的(de)安全、可靠和高(gao)效(xiao)。

Acrel-3000型智能(neng)配電(dian)系(xi)統(tong)充分利用(yong)了現代電(dian)子技術、計算(suan)機技(ji)術、網(wang)絡(luo)技術(shu)和現場總(zong)線(xian)技術(shu)的(de)最新(xin)發展，對(dui)變配(pei)電系統(tong)進行(xing)分散數據采集(ji)和集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)管(guan)理。對配電(dian)系(xi)統(tong)的(de)二次設(she)備進行(xing)組(zu)網(wang)，通(tong)過(guo)計算(suan)機和(he)通訊(xun)網(wang)絡(luo)，將現場設(she)備連(lian)接為(wei)壹(yi)個(ge)有機的(de)整(zheng)體(ti)，實現電網(wang)運(yun)行(xing)的(de)遠程(cheng)監(jian)控(kong)和(he)集(ji)中(zhong)管(guan)理。

1  系統(tong)結(jie)構(gou)描述

本監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)主要(yao)實現沃爾(er)瑪東側(ce)綠地(di)公園(yuan)人防(fang)工(gong)程(cheng)-變電(dian)所(suo)項(xiang)目(mu)的配電(dian)系(xi)統(tong)進行(xing)用(yong)電監(jian)控(kong)與電(dian)能(neng)管(guan)理；監(jian)控(kong)範(fan)圍(wei)為變電(dian)所(suo)配電櫃(gui)進行(xing)遠(yuan)程(cheng)實(shi)時監(jian)控(kong)和(he)電(dian)能(neng)管(guan)理。該系統(tong)總(zong)計有2臺綜保，2臺溫(wen)控，46臺ARCM200L-Z2儀表(biao)。儀表(biao)直接拉至通訊管(guan)理機，至後(hou)臺電(dian)腦，實(shi)現儀表(biao)與監(jian)控(kong)主機的(de)數據(ju)連(lian)通。

本監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)采用(yong)分層分布式(shi)結構(gou)，即站(zhan)控(kong)層(ceng)，通訊層(ceng)與間(jian)隔(ge)層(ceng)；

如圖(tu)（1）所(suo)示：

圖(tu)（1）網(wang)絡(luo)拓撲圖(tu)

間隔(ge)設(she)備層主要(yao)為：多(duo)功(gong)能(neng)網(wang)絡(luo)電力(li)儀表(biao)。這些(xie)裝置分別(bie)對(dui)應(ying)相(xiang)應(ying)的壹(yi)次(ci)設(she)備安裝在配(pei)電(dian)櫃(gui)內(nei)，這些(xie)裝置均(jun)采用(yong)RS485通訊接(jie)口，通過現場MODBUS總線(xian)組(zu)網(wang)通(tong)訊(xun)，實(shi)現數據(ju)現場采集(ji)。

網(wang)絡(luo)通訊(xun)層主要(yao)為：通(tong)訊管(guan)理機，其(qi)主要(yao)功(gong)能(neng)為(wei)把分散在現場采集(ji)裝置集(ji)中(zhong)采集(ji)，同時遠傳(chuan)至站控層，完(wan)成現場層(ceng)和站(zhan)控(kong)層(ceng)之(zhi)間(jian)的(de)數(shu)據交互(hu)。

站控管(guan)理層：設(she)有高(gao)性(xing)能工(gong)業計算(suan)機、顯(xian)示器(qi)、UPS電源(yuan)、打印(yin)機等(deng)設(she)備。監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)安(an)裝在計算(suan)機上，集(ji)中(zhong)采集(ji)顯(xian)示現場設(she)備運行狀況(kuang)，以(yi)人(ren)機交互(hu)的(de)形(xing)式顯(xian)示給用(yong)戶。

以(yi)上網(wang)絡(luo)儀表(biao)均(jun)采用(yong)RS485接口和MODBUS-

RTU通訊協(xie)議(yi)，RS485采用(yong)屏(ping)蔽線(xian)傳(chuan)輸(shu)，壹(yi)般都(dou)采用(yong)二根(gen)連(lian)線(xian)，接線(xian)簡單方便；通訊(xun)接(jie)口是半(ban)雙(shuang)工(gong)通(tong)信(xin)即通信的(de)雙(shuang)方都(dou)可(ke)以(yi)接(jie)收(shou)、發送(song)數據但是在同壹(yi)時(shi)刻只(zhi)能(neng)發送(song)或接(jie)收(shou)數據(ju)，數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)速率為10Mbps。

RS485接口是采用(yong)平衡(heng)驅動器和差分接收(shou)器的(de)組(zu)合，抗(kang)噪聲力(li)增(zeng)強(qiang)，總(zong)線(xian)上允許連(lian)接多(duo)達(da)30個設(she)備，傳(chuan)輸(shu)距離為(wei)1km。

2  電能管(guan)理系統(tong)主要(yao)功(gong)能(neng)

2.1  數據采集(ji)與處理

數據采集(ji)是配電(dian)監(jian)控(kong)的(de)基(ji)礎(chu)，數據采集(ji)主要(yao)由底(di)層多(duo)功(gong)能(neng)網(wang)絡(luo)儀表(biao)采集(ji)完成，實(shi)現遠程(cheng)數(shu)據的本地實時顯(xian)示。需(xu)要(yao)完成采集(ji)的信(xin)號(hao)包(bao)括：三(san)相(xiang)電壓(ya)U、三相(xiang)電流I、頻率Hz、功(gong)率P、功(gong)率因數COSφ、電度(du)Epi、遠程(cheng)設(she)備運行狀態(tai)等數據(ju)。

數據處理主要(yao)是把按(an)要(yao)求采集(ji)到的(de)電(dian)參(can)量實時準確的顯(xian)示給用(yong)戶，達(da)到(dao)配電(dian)監(jian)控(kong)的(de)自(zi)動(dong)化和智能(neng)化要(yao)求，同時把采集(ji)到的(de)數(shu)據(ju)存(cun)入數(shu)據(ju)庫(ku)供(gong)用(yong)戶查(zha)詢。

2.2  人機交互(hu)

系統(tong)提供(gong)簡單、易用(yong)、良好(hao)的用(yong)戶使(shi)用(yong)界面(mian)。采用(yong)全中(zhong)文界面(mian)，顯(xian)示低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)電(dian)氣(qi)壹(yi)次(ci)主接線(xian)圖(tu)，顯(xian)示配(pei)電系(xi)統(tong)設(she)備狀態(tai)及(ji)相(xiang)應(ying)實時(shi)運行(xing)參數，畫(hua)面(mian)定時(shi)輪巡切換；畫(hua)面(mian)實(shi)時動態(tai)刷(shua)新(xin)；模擬(ni)量顯(xian)示；開(kai)關量顯(xian)示；連(lian)續記(ji)錄(lu)顯(xian)示等(deng)。

2.3  歷(li)史(shi)事(shi)件

歷(li)史(shi)事(shi)件查(zha)看界面(mian)主要(yao)為用(yong)戶查(zha)看曾經(jing)發生過的故(gu)障記錄(lu)、信號記(ji)錄(lu)、操作(zuo)記錄、越(yue)限(xian)記錄(lu)提供(gong)方(fang)便友好(hao)的人(ren)機交互(hu)，通(tong)過(guo)歷(li)史(shi)事(shi)件查(zha)看平臺，您可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)自己(ji)的要(yao)求和(he)查(zha)詢條(tiao)件方(fang)便(bian)定位(wei)您所(suo)要(yao)查(zha)看的歷(li)史(shi)事(shi)件，為(wei)您把(ba)握(wo)整(zheng)個系(xi)統(tong)的(de)運行情況(kuang)提供(gong)了良(liang)好(hao)的軟(ruan)件支持(chi)。

2.4  數據庫(ku)建(jian)立(li)與查(zha)詢

主要(yao)完成遙(yao)測量和遙信(xin)量定時(shi)采集(ji)，並(bing)且(qie)建(jian)立(li)數據(ju)庫，定期(qi)生成報(bao)表(biao)，以(yi)供(gong)用(yong)戶查(zha)詢打印(yin)。

2.5  用(yong)戶權(quan)限(xian)管(guan)理

針對不(bu)同級(ji)別(bie)的(de)用(yong)戶，設(she)置(zhi)不同的權限(xian)組(zu)，防(fang)止因人為誤(wu)操(cao)作(zuo)給生產(chan)，生活(huo)帶(dai)來(lai)的(de)損失，實現配電(dian)系統(tong)的(de)安全，可靠(kao)運(yun)行(xing)。可以(yi)通(tong)過(guo)用(yong)戶管(guan)理進行(xing)用(yong)戶登錄、用(yong)戶註銷(xiao)、修改(gai)密碼、添加刪除等操作(zuo)，方便(bian)用(yong)戶對(dui)賬(zhang)號(hao)和(he)權(quan)限(xian)的修改(gai)。

2.6  遠程(cheng)報(bao)表(biao)查(zha)詢

報(bao)表(biao)管(guan)理程(cheng)序的主要(yao)功(gong)能(neng)是根(gen)據(ju)用(yong)戶的(de)需(xu)要(yao)設(she)計報(bao)表(biao)樣(yang)式，把系(xi)統(tong)中(zhong)處理的數(shu)據經(jing)過篩(shai)選、組(zu)合和(he)統(tong)計生(sheng)成用(yong)戶需(xu)要(yao)的報(bao)表(biao)數據。本程(cheng)序還可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)用(yong)戶的(de)需(xu)要(yao)對報(bao)表(biao)文件采用(yong)定時(shi)保存(cun)、打印(yin)。同時本程(cheng)序還向(xiang)用(yong)戶提供(gong)了對(dui)生成的(de)報(bao)表(biao)文件管(guan)理功(gong)能(neng)。

報(bao)表(biao)具(ju)有自由設(she)置(zhi)查(zha)詢時(shi)間實現日、月(yue)、年(nian)的電(dian)能統(tong)計，數(shu)據導(dao)出和報(bao)表(biao)打印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。

3  案例(li)分析

沃爾(er)瑪東側(ce)綠地(di)公園(yuan)人防(fang)工(gong)程(cheng)-變電(dian)所(suo)電(dian)能管(guan)理系統(tong)包(bao)含(han)變電(dian)所(suo)電(dian)表，對變電(dian)所(suo)配電回路(lu)進行(xing)遠(yuan)程(cheng)實(shi)時監(jian)控(kong)和(he)電(dian)能(neng)管(guan)理。

變電(dian)所(suo)采用(yong)的多(duo)功(gong)能(neng)儀表(biao)，其(qi)是針對(dui)電力(li)系統(tong)、工(gong)礦(kuang)企(qi)業、公共設(she)施、智(zhi)能(neng)大(da)廈的(de)電能管(guan)理需求而(er)設(she)計的(de)網(wang)絡(luo)電力(li)儀表(biao)，它(ta)能測量常規電(dian)力(li)參數，如：三(san)相(xiang)電壓(ya)、電流、有功(gong)功(gong)率、無功(gong)功(gong)率、功(gong)率因數、頻率、有功(gong)電(dian)度(du)、無功(gong)電(dian)度(du)等多(duo)種電參(can)量。該系列(lie)網(wang)絡(luo)電力(li)儀表(biao)主要(yao)應(ying)用(yong)於變電(dian)站自動(dong)化、配(pei)電(dian)網(wang)自(zi)動(dong)化(hua)、小區電力(li)監(jian)控(kong)、工(gong)業自(zi)動(dong)化(hua)、能(neng)源(yuan)管(guan)理系統(tong)及(ji)智(zhi)能(neng)建(jian)築等(deng)領(ling)域(yu)。

低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)壹(yi)次(ci)圖(tu)見圖(tu)（2），遙(yao)測功(gong)能(neng)主要(yao)監(jian)測運行(xing)設(she)備的電參量，其(qi)中(zhong)包(bao)括：三(san)相(xiang)電壓(ya)，電流，功(gong)率，功(gong)率因數和電(dian)量等電參(can)量；遙信功(gong)能(neng)實(shi)現顯(xian)示現場設(she)備的運行狀態(tai)，主要(yao)包(bao)括：開(kai)關的分、合閘運(yun)行(xing)狀態(tai)和通訊(xun)故(gu)障(zhang)報(bao)警(jing)。 

圖(tu)（2）低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)壹(yi)次(ci)圖(tu)

遙信和(he)遙(yao)測報(bao)警(jing)功(gong)能(neng)，主要(yao)完成對(dui)各(ge)出線(xian)回路(lu)的(de)開(kai)關運行狀態(tai)監(jian)控(kong)，對(dui)開(kai)關變位(wei)彈出報(bao)警(jing)界面(mian)，指(zhi)示具(ju)體(ti)的報(bao)警(jing)位置並(bing)聲音(yin)報(bao)警(jing)，提醒值(zhi)班(ban)人員及(ji)時(shi)處理。具(ju)備歷(li)史(shi)查(zha)詢功(gong)能(neng)。

曲線(xian)分析功(gong)能(neng)見圖(tu)（3）：可以(yi)曲(qu)線(xian)形式(shi)展(zhan)示實(shi)時數(shu)據庫和歷(li)史(shi)數(shu)據庫(ku)中(zhong)的模(mo)擬(ni)量，以(yi)便(bian)分析其(qi)當前運行(xing)狀態(tai)及(ji)有關歷(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)

圖(tu)（3） 負(fu)荷曲(qu)線(xian)

電參量報(bao)表(biao)功(gong)能(neng)，主要(yao)對各回路(lu)的(de)電(dian)參(can)數(shu)進行(xing)查(zha)詢。支持(chi)任(ren)意時刻電(dian)參(can)數查(zha)詢，具(ju)備數據導出和報(bao)表(biao)打印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。該報(bao)表(biao)查(zha)詢各(ge)回路(lu)的電參(can)數(shu)，主要(yao)包(bao)括：三(san)相(xiang)線(xian)電壓(ya)、電(dian)流、功(gong)率因數、有功(gong)功(gong)率和有功(gong)電(dian)度(du)。該報(bao)表(biao)各回路(lu)名(ming)稱(cheng)和(he)數(shu)據(ju)庫(ku)關(guan)聯，方便(bian)用(yong)戶修改(gai)回路(lu)名(ming)稱(cheng)。見圖(tu)（4）。

                    圖(tu)（4） 電(dian)參(can)量報(bao)表(biao)

電能報(bao)表(biao)功(gong)能(neng)，可(ke)選擇(ze)時(shi)間段進行(xing)查(zha)詢，支持(chi)任(ren)意時間(jian)段電度(du)累計查(zha)詢，具(ju)備數據導出和報(bao)表(biao)打印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。為(wei)值(zhi)班(ban)人員提供(gong)了精確可(ke)靠(kao)的電能(neng)報(bao)表(biao)。該報(bao)表(biao)各回路(lu)名(ming)稱(cheng)和(he)數(shu)據(ju)庫(ku)關(guan)聯，方便(bian)用(yong)戶修改(gai)回路(lu)名(ming)稱(cheng)。用(yong)戶可(ke)以(yi)直接打印(yin)報(bao)表(biao)，可以(yi)以(yi)EXCEL格式(shi)另(ling)存(cun)到其(qi)他(ta)位置(zhi)。 見圖(tu)（5）。

圖(tu)（5） 電(dian)能(neng)報(bao)表(biao)

系統(tong)通(tong)訊結構(gou)示意(yi)圖(tu)，主要(yao)顯(xian)示系(xi)統(tong)的(de)組(zu)網(wang)結(jie)構(gou)，系統(tong)采用(yong)分層分布式(shi)結構(gou)，同時監(jian)測間隔(ge)層(ceng)設(she)備的通信狀態(tai)。紅色表(biao)示通(tong)訊正(zheng)常，綠色(se)表示通(tong)訊故(gu)障。見圖(tu)（6）。

圖(tu)（6）系(xi)統(tong)通(tong)訊結構(gou)示意(yi)圖(tu)

4  結束語

隨(sui)著(zhe)社會(hui)的發(fa)展及(ji)電(dian)力(li)的廣泛應(ying)用(yong)，電能(neng)管(guan)理系統(tong)已成為(wei)全(quan)國各(ge)地重點工(gong)程(cheng)項(xiang)目(mu)、標(biao)誌(zhi)性(xing)建(jian)築/大(da)型公共設(she)施等(deng)大(da)面(mian)積(ji)多(duo)變電(dian)所(suo)用(yong)戶的(de)必然(ran)選擇(ze)，本文介紹的Acrel-3000電能管(guan)理系統(tong)在(zai)沃爾(er)瑪東側(ce)綠地(di)公園(yuan)人防(fang)工(gong)程(cheng)-變電(dian)所(suo)項(xiang)目(mu)的應(ying)用(yong)，可以(yi)實(shi)現對變電(dian)所(suo)配電回路(lu)用(yong)電的(de)實時監(jian)控(kong)與電(dian)能(neng)管(guan)理，不僅(jin)能顯(xian)示回路(lu)用(yong)電狀況(kuang)，還具(ju)有網(wang)絡(luo)通訊(xun)功(gong)能(neng)，可(ke)以(yi)與通(tong)訊(xun)管(guan)理機、計算(suan)機等(deng)組(zu)成電(dian)能(neng)管(guan)理系統(tong)。系(xi)統(tong)實(shi)現對采集(ji)數據(ju)的(de)分析、處理，實時(shi)顯(xian)示變電(dian)所(suo)內(nei)各配電(dian)回路(lu)的(de)運(yun)行(xing)狀態(tai)，對分合閘彈出報(bao)警(jing)對話框，並(bing)生成各(ge)種電能(neng)報(bao)表(biao)、分析曲線(xian)、圖(tu)形(xing)等(deng)，便(bian)於(yu)電能的遠(yuan)程(cheng)抄(chao)表以(yi)及(ji)分析、研(yan)究(jiu)。該系(xi)統(tong)運(yun)行安全、可(ke)靠(kao)、穩(wen)定，為(wei)用(yong)戶解(jie)決用(yong)電問(wen)題(ti)提供(gong)了真(zhen)實可靠的依(yi)據，取(qu)得了較好(hao)的社(she)會效(xiao)益(yi)。［2］

參考文(wen)獻(xian)：

[1].任(ren)致程(cheng) 周(zhou)中(zhong). 電力(li)電測數字(zi)儀表(biao)原理(li)與應(ying)用(yong)指南[M]. 北京(jing). 中(zhong)國電(dian)力(li)出版社. 2007. 4

[2].周(zhou)中(zhong)等編著(zhu). 智能電(dian)網(wang)用(yong)戶端(duan)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)與電(dian)能(neng)管(guan)理系統(tong)產(chan)品選型及(ji)解(jie)決方案[M]. 北京(jing). 機械(xie)工(gong)業出版社. 2011.10