淺談電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)在工(gong)廠(chang)車(che)間設(she)備電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)的設(she)計

安(an)科瑞(rui)電(dian)氣(qi)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司(si)  上海嘉定(ding)  201801

 

摘 要：基(ji)於(yu)車(che)間用電(dian)設(she)備的電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)架(jia)構思路及(ji)實(shi)施方法(fa)，從(cong)硬件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)方面(mian)對(dui)此(ci)方法(fa)進行(xing)了(le)闡述。對(dui)車(che)間舊設(she)備改(gai)造(zao)以及(ji)新(xin)的電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)提(ti)供壹種(zhong)思路和(he)便捷的方法(fa)。 

關(guan)鍵(jian)詞(ci)：電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)；多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)；PLC；組態(tai)軟(ruan)件(jian)

 

      目(mu)前，大(da)多數(shu)車(che)間的用電(dian)數(shu)據(ju)都是(shi)通(tong)過(guo)車(che)間配電(dian)室成套(tao)開(kai)關櫃上的電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)進行(xing)計量，往往壹(yi)臺(tai)開關櫃(gui)所(suo)帶的用電(dian)設(she)備很(hen)多，而(er)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)所(suo)計量的是(shi)多(duo)臺(tai)設(she)備的總(zong)電(dian)能(neng)數(shu)據(ju)，計量並分(fen)析(xi)單(dan)臺(tai)設(she)備的用電(dian)數(shu)據(ju)成為難題(ti)。本(ben)文(wen)提(ti)供了壹(yi)種(zhong)思路和(he)方法(fa)，用於(yu)對(dui)車(che)間的用電(dian)設(she)備進行(xing)低(di)成(cheng)本改(gai)造(zao)，僅需在設(she)備端(duan)增加(jia)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器和(he)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，與中控室的上位(wei)機(ji)組態(tai)軟(ruan)件(jian)組成(cheng)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)，用於(yu)對(dui)車(che)間用電(dian)設(she)備的用電(dian)檢(jian)測(ce)及(ji)耗(hao)電(dian)數(shu)據(ju)的記錄(lu)與分(fen)析，以(yi)便及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)耗(hao)電(dian)多(duo)的設(she)備和(he)異常(chang)狀態(tai)的設(she)備，為全廠(chang)的節電(dian)和(he)管(guan)理(li)者(zhe)的決策管(guan)理(li)提(ti)供數據(ju)支(zhi)撐。本文(wen)介紹兩種(zhong)方法(fa)組(zu)建車(che)間設(she)備電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)。方法(fa)壹(yi)：通過(guo)在設(she)備端(duan)增加(jia)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)及(ji)互(hu)感(gan)器，通(tong)過(guo)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)自帶的通訊口，壹般為RS232或RS485接(jie)口，進行(xing)組(zu)網(wang)通(tong)訊，實現(xian)電(dian)力(li)數(shu)據(ju)的采集(ji)，通過(guo)上位(wei)機(ji)軟(ruan)件(jian)實現(xian)電(dian)力(li)數(shu)據(ju)的顯(xian)示和(he)存(cun)儲(chu)。方法(fa)二:針對(dui)由PLC或(huo)其他可(ke)編程(cheng)控制(zhi)器控(kong)制(zhi)的設(she)備，利用控制(zhi)器自(zi)帶的通訊接(jie)口與多(duo)功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)組網(wang)通(tong)訊，將電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的數據(ju)讀(du)入控制(zhi)器，由控(kong)制器將(jiang)電(dian)力(li)數(shu)據(ju)發(fa)送至上位(wei)機(ji), 在上位(wei)機(ji)上進行(xing)顯(xian)示和(he)存(cun)儲(chu)。方法(fa)二的特點(dian)：壹是(shi)便於(yu)直(zhi)接(jie)在控制(zhi)器內進行(xing)電(dian)力(li)數(shu)據(ju)的換算計算;二是(shi)如(ru)果(guo)本(ben)地和(he)遠程(cheng)都有(you)上位(wei)機(ji)，則可(ke)以實現(xian)本(ben)地與遠程(cheng)數據(ju)的顯(xian)示和(he)存(cun)儲(chu)。

 

      圖1所(suo)示為方法(fa)壹(yi)對(dui)應(ying)的系統(tong)框(kuang)圖。對(dui)每(mei)臺(tai)設(she)備增加(jia)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器和(he)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，通過(guo)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)采集(ji)設(she)備的電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)，多(duo)臺(tai)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)通過(guo)RS485總(zong)線(xian)連(lian)接(jie)，接(jie)至串口服(fu)務器（串口轉以(yi)太網(wang)服(fu)務器），將(jiang)串口服(fu)務器通(tong)過(guo)以太網(wang)接(jie)至多網(wang)口(kou)交(jiao)換機,再(zai)連(lian)接(jie)工控機(ji)。圖2為單(dan)臺(tai)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)電(dian)氣(qi)原(yuan)理(li)圖(tu),負載為壹臺(tai)變頻器驅動(dong)的電(dian)機(ji)。三(san)相(xiang)電(dian)經(jing)空開(kai)接(jie)至變頻器輸(shu)入端，T1、T2、T3為電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器 ，接(jie)至該電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)輸(shu)入端。通(tong)過(guo)從(cong)三相(xiang)母線(xian)上取(qu)電(dian)結(jie)點(dian)，再(zai)經(jing)熔斷器接(jie)至該電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)輸(shu)入端。電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的報警(jing)輸(shu)出立而(er)口接(jie)中間繼電(dian)器KA1線(xian)圈，利用中間繼電(dian)器KA1的常開(kai)或常(chang)閉(bi)觸(chu)點(dian)實現(xian)過(guo)電(dian)壓(ya)過(guo)電(dian)流(liu)等實時(shi)報警(jing)功能(neng)。該電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的RS458接(jie)口通過(guo)通訊線(xian)纜與其(qi)他多(duo)功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的RS485接(jie)口連(lian)通，共同(tong)組(zu)成(cheng)RS485總(zong)線(xian)網(wang)絡，通(tong)過(guo)MODBUS RTU協議實(shi)現(xian)數(shu)據(ju)的遠程(cheng)通訊功能(neng)。

圖(tu)1 方法(fa)壹(yi)系統(tong)框(kuang)圖

      完(wan)成硬(ying)件(jian)布(bu)置後，需對(dui)軟(ruan)件(jian)進行(xing)設(she)置。軟(ruan)件(jian)設(she)置包括對(dui)串口服(fu)務器進行(xing)設(she)置，設(she)置好(hao)串口服(fu)務器的虛(xu)擬(ni)串口號、IP地址(zhi)、通訊方式等；在組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)中建立與(yu)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)對(dui)應(ying)的多臺(tai)通訊設(she)備，並(bing)設(she)置通訊方式、校(xiao)驗方式、地址(zhi)、波特(te)率等,再(zai)建(jian)立相(xiang)應(ying)寄(ji)存(cun)器變(bian)量(liang)，從(cong)而(er)獲取電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)中的數據(ju)。在組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)界面(mian)中可對(dui)獲取到的數據(ju)進行(xing)顯(xian)示並(bing)繪(hui)制成曲(qu)線(xian)、棒(bang)狀圖或餅(bing)狀圖等。電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)電(dian)氣(qi)原(yuan)理(li)圖(tu)見(jian)圖(tu)2。

圖2 電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)電(dian)氣(qi)原(yuan)理(li)圖(tu)

 

      對(dui)於(yu)PLC控制(zhi)的設(she)備，利用PLC的通訊端口，與多(duo)臺(tai)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)建立通(tong)訊，通過(guo)PLC讀(du)取(qu)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的電(dian)壓(ya)電(dian)流(liu)等數據(ju)，同(tong)時(shi)PLC分(fen)別(bie)與現(xian)場(chang)觸(chu)摸(mo)屏(ping)和(he)中控室的工控(kong)機建(jian)立通(tong)訊，可將電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)等數據(ju)進行(xing)本(ben)地觸(chu)摸(mo)屏(ping)的顯(xian)示和(he)存(cun)儲(chu)以(yi)及(ji)遠程(cheng)工控(kong)機上的顯(xian)示和(he)存(cun)儲(chu)。圖(tu)3為方法(fa)二對(dui)應(ying)的系統(tong)框(kuang)圖。利用PLC的RS485接(jie)口與多(duo)臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)組網(wang) 通(tong)訊,PLC的另壹(yi)個(ge)RS485通訊口與現(xian)場(chang)觸(chu)摸(mo)屏(ping)連(lian)通，通(tong)過(guo)PLC的以太網(wang)口(kou)和(he)中控室工控(kong)機通(tong)訊。利用PLC的兩個(ge)RS485口通訊，須註意其(qi)主(zhu)從(cong)關系：PLC相對(dui)於(yu)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，PLC為主(zhu)站(zhan)，電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)為從(cong)站;PLC相(xiang)對(dui)於(yu)觸(chu)摸(mo)屏(ping), PLC為從(cong)站, 觸(chu)摸(mo)屏(ping)為主(zhu)站(zhan)。

圖3 方法(fa)二系統(tong)框(kuang)圖

 

      采用SMART 200 PLC編寫梯(ti)形(xing)圖(tu)子(zi)程(cheng)序[2],對(dui)兩臺(tai)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)通過(guo)MODBUS RTU通訊協議實(shi)現(xian)電(dian)力(li)數(shu)據(ju)的讀(du)取(qu)，PLC作為MODBUS RTU的主(zhu)站(zhan)，兩臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)作為從(cong)站。圖(tu)4為程(cheng)序段(duan)壹，個(ge)掃描周(zhou)期(qi)先(xian)對(dui)各(ge)狀態(tai)位(wei)復位，然(ran)後調用MBUS_CTRL指令(ling)完(wan)成初(chu)始化，設(she)置好(hao)通訊模式、波(bo)特(te)率、校(xiao)驗方式、端(duan)□號、超(chao)時(shi)時間等。

圖4 程(cheng)序段(duan)壹

      圖5程(cheng)序段(duan)二首(shou)先(xian)對(dui)臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)調用MBUS_MSG指令(ling)啟(qi)動(dong)對(dui)從(cong)站的請求(qiu)並(bing)處(chu)理(li)響應(ying)。設(she)置好(hao)從(cong)站的地址(zhi)、讀(du)寫模式、需要讀(du)取(qu)的寄(ji)存(cun)器起始地址(zhi)、需要讀(du)取(qu)的寄(ji)存(cun)器數(shu)量(liang)以及(ji)PLC內部存(cun)儲(chu)數(shu)據(ju)的V寄(ji)存(cun)器地址(zhi)指針。每隔(ge)0.5s對(dui)兩臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)進行(xing)壹(yi)次數據(ju)讀(du)取(qu)。

圖5 程(cheng)序段(duan)二

      圖6 程(cheng)序段(duan)三在對(dui)臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)數據(ju)完(wan)成讀(du)取(qu)後 ，再(zai)對(dui)第(di)二臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)進行(xing)數(shu)據(ju)讀(du)取(qu)。同(tong)樣(yang)調用MBUS_MSG指令(ling)完(wan)成讀(du)取(qu)。當(dang)子(zi)程(cheng)序編與完(wan)成後，在(zai)PLC的主(zhu)程(cheng)序中調用該子(zi)程(cheng)序即(ji)可。

圖(tu)6 程(cheng)序段(duan)三

      以上選(xuan)用了較(jiao)為常用的SMART 200 PLC作為主(zhu)控(kong)制器，通(tong)過(guo)梯(ti)形(xing)圖(tu)編程(cheng)實現(xian)與(yu)兩臺(tai)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的通訊。不同(tong)品(pin)牌(pai)的PLC實現(xian)與(yu)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)通訊所(suo)調用的指令(ling)不(bu)同(tong)，但(dan)原(yuan)理(li)相(xiang)似，可參考本例實現(xian)其(qi)他品(pin)牌(pai)PLC對(dui)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的數據(ju)讀(du)取(qu)。

 

      電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)內部會(hui)對(dui)功率和(he)電(dian)度(du)數(shu)進行(xing)計算，可直(zhi)接(jie)在電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)上查(zha)看(kan)功率和(he)電(dian)量(liang), 或(huo)將(jiang)該數據(ju)通訊至上位(wei)機(ji)查看(kan)。對(dui)於(yu)有(you)些(xie)感(gan)性負載，電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)內部算法(fa)依照的功率因數(shu)往往與(yu)負載不(bu)匹(pi)配,其(qi)計算出的功率和(he)電(dian)量(liang)也與實際有(you)較(jiao)大(da)誤差(cha)。針對(dui)此(ci)缺點(dian)，可以(yi)在(zai)上位(wei)機(ji)上根(gen)據(ju)電(dian)壓(ya)電(dian)流(liu)等數據(ju)通過(guo)軟(ruan)件(jian)編程(cheng) ，計算出實時(shi)功率（有(you)功功率）和(he)累計電(dian)度(du)數(shu)(有(you)功電(dian)量(liang)），與(yu)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的內部數(shu)據(ju)進行(xing)對(dui)比(bi)。觸(chu)摸(mo)屏(ping)和(he)組態(tai)軟(ruan)件(jian)壹般都有(you)循(xun)環執(zhi)行(xing)策略(腳(jiao)本(ben)），可(ke)根(gen)據(ju)公(gong)式(1)和(he)公(gong)式(2), 利用上位(wei)機(ji)定(ding)時(shi)循(xun)環執(zhi)行(xing)腳(jiao)本(ben)程(cheng)序，對(dui)功率和(he)電(dian)量(liang)進行(xing)計算。

例如(ru)通(tong)過(guo)力控(kong)組態(tai)軟(ruan)件(jian)對(dui)三(san)相電(dian)爐的功率和(he)電(dian)量(liang)進行(xing)計算，根(gen)據(ju)負載的類型(xing)、接(jie)線(xian)方法(fa),選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的功率因數(shu)，編寫如(ru)下程(cheng)序：

//有(you)功功率計算(單(dan)位(wei)kW)

區(qu)域1單(dan)元(yuan)1\PowerZ1.PV=區(qu)域1單(dan)元(yuan)1\Z1_UaH.PV*區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Z1_laH.PV/1000+區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Z1_UbH.PV* 區(qu)域1單(dan)元(yuan)1\Z1_lbH.PV/1000+區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Z1_UcH.PV*區(qu)域1單(dan)元(yuan)1\Z1cH.PV/1000;

區(qu)域1單(dan)元(yuan)1\PowerZ2.PV=區(qu)域1單(dan)元(yuan)1\Z2_UaH.PV*區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Z2_laH.PV/1000+區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Z2_UbH.PV* 區(qu)域1單(dan)元(yuan) 1\Z2_lbH.PV/1000+區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Z2_UcH.PV*區(qu)域1單(dan)元(yuan)1\Z2_lcH.PV/1000;

//有(you)功電(dian)量(liang)(單(dan)位(wei)KWh)

區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\EnergyZ1.PV=區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Ener-gyZ1.PV+區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\PowerZ1.PV/3600;

區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\EnergyZ2.PV=區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\Ener-gyZ2.PV+區(qu)域1\單(dan)元(yuan)1\PowerZ2.PV/3600;

循環策略設(she)置為：每循(xun)環2s,進行(xing)壹(yi)次實時(shi)功率計算；每循環3s,將計算出的實時(shi)功率除以(yi) 

3600並(bing)進行(xing)累(lei)加(jia)得(de)到電(dian)度(du)數(shu)。因(yin)大(da)多負載不(bu)是(shi)恒功率運行(xing),如(ru)果(guo)需提(ti)高(gao)計算精(jing)度(du)，可(ke)減(jian)小循(xun)環時間(jian)，即(ji)提(ti)高(gao)采樣(yang)次數。

 

      在上位(wei)機(ji)可通(tong)過(guo)表(biao)格、曲(qu)線(xian)、棒(bang)狀圖、餅狀圖等形(xing)式對(dui)數(shu)據(ju)進行(xing)記(ji)錄(lu)和(he)顯(xian)示。圖(tu)7為利用力控(kong)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)繪(hui)制的電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)盤界(jie)面(mian)，直(zhi)觀(guan)地顯(xian)示了(le)電(dian)力(li)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju),並通(tong)過(guo)表(biao)格控(kong)件(jian)實現(xian)實(shi)時數(shu)據(ju)查看(kan)和(he)歷(li)史(shi)數(shu)據(ju)查詢(xun)的功能(neng)。圖(tu)8為電(dian)力(li)數(shu)據(ju)實時(shi)曲(qu)線(xian)和(he)歷(li)史(shi)曲(qu)線(xian)查詢(xun)界面(mian)。圖9為用電(dian)量(liang)餅(bing)圖(tu)和(he)棒(bang)狀圖分析(xi)界(jie)面(mian)。

圖7 電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)盤界(jie)面(mian)

圖8 歷(li)史(shi)曲(qu)線(xian)界面(mian)

圖9 餅(bing)圖(tu)和(he)棒(bang)圖界(jie)面(mian)

 

      在施(shi)工(gong)中,多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的通訊線(xian)纜須使(shi)用屏蔽雙(shuang)絞線(xian),且(qie)屏(ping)蔽層(ceng)單(dan)端(duan)可靠(kao)接(jie)地。盡量避免(mian)通訊線(xian)纜與動(dong)力線(xian)纜在同(tong)壹(yi)線(xian)槽或橋(qiao)架(jia)敷設(she)，可將(jiang)通訊線(xian)纜穿(chuan)KGB線(xian)管(guan)單(dan)獨敷(fu)設(she)且(qie)將(jiang)線(xian)管(guan)單(dan)端(duan)可靠(kao)接(jie)地。對(dui)於(yu)某壹(yi)區(qu)域的多臺(tai)用電(dian)設(she)備，將(jiang)其分(fen)別(bie)對(dui)應(ying)的多臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)通過(guo)RS485總(zong)線(xian)進行(xing)菊(ju)花鏈(lian)拓撲(pu)結(jie)構連(lian)接(jie),即(ji)手拉(la)手(shou)連(lian)接(jie)方式，接(jie)至串口轉以(yi)太網(wang)服(fu)務器,然(ran)後由串口服(fu)務器通(tong)過(guo)以太網(wang)連(lian)接(jie)至中控室交換機。建(jian)議屏(ping)蔽雙(shuang)絞線(xian)總(zong)長(chang)不易(yi)過(guo)長(chang)，如(ru)果(guo)總(zong)長(chang)超(chao)過(guo)30 m加(jia)壹(yi)個(ge)串口服(fu)務器，通(tong)過(guo)增加(jia)以(yi)太網(wang)總(zong)線(xian)的長(chang)度,減(jian)少RS485總(zong)線(xian)長(chang)度來保(bao)證(zheng)數據(ju)傳(chuan)輸(shu)的速度(du)和(he)穩(wen)定(ding)性。註意互(hu)感(gan)器和(he)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)連(lian)線(xian)時勿在(zai)負載帶電(dian)運行(xing)的同(tong)時(shi)將(jiang)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器進行(xing)開(kai)路接(jie)線(xian)。多臺(tai)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)通過(guo)RS485總(zong)線(xian)組網(wang)時(shi)註意網(wang)路終端(duan)的電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)是(shi)否需要加(jia)終(zhong)端(duan)電(dian)阻(zu)。

 

7.1概述(shu)

      用戶(hu)端(duan)消(xiao)耗著整個(ge)電(dian)網(wang)80%的電(dian)能(neng)，用戶(hu)端(duan)智(zhi)能(neng)化用電(dian)管(guan)理(li)對(dui)用戶(hu)可(ke)靠(kao)、節約(yue)用電(dian)有(you)十(shi)分重(zhong)要的意義(yi)。構建(jian)智(zhi)能(neng)用電(dian)服(fu)務體系，推廣用戶(hu)端(duan)智(zhi)能(neng)儀(yi)表(biao)、智(zhi)能(neng)用電(dian)管(guan)理(li)終(zhong)端(duan)等設(she)備用電(dian)管(guan)理(li)解(jie)決方案，實(shi)現(xian)電(dian)網(wang)與(yu)用戶(hu)的雙向(xiang)良性互(hu)動(dong)。用戶(hu)端(duan)急需解(jie)決的研究(jiu)內容主(zhu)要(yao)包括：先(xian)進的表(biao)計，智(zhi)能(neng)樓(lou)宇(yu)、智(zhi)能(neng)電(dian)器、增值(zhi)服(fu)務、客戶(hu)用電(dian)管(guan)理(li)系統(tong)、需求(qiu)側管(guan)理(li)等課題。

Acrel-3000WEB電(dian)能(neng)管(guan)理(li)解(jie)決方案通(tong)過(guo)對(dui)用戶(hu)端(duan)用電(dian)情(qing)況進行(xing)細(xi)分(fen)和(he)統(tong)計，以直(zhi)觀(guan)的數據(ju)和(he)圖表(biao)向管(guan)理(li)人(ren)員(yuan)或決策層展(zhan)示(shi)各(ge)分(fen)項用電(dian)的使用消(xiao)耗情(qing)況，便於(yu)找出高耗(hao)能(neng)點(dian)或不(bu)合(he)理(li)的耗能(neng)習慣(guan)，有(you)效節(jie)約(yue)電(dian)能(neng)，為用戶(hu)進壹步節能(neng)改(gai)造(zao)或設(she)備升(sheng)級提(ti)供準確的數據(ju)支(zhi)撐。

7.2應(ying)用場(chang)所(suo)

      （1）辦(ban)公(gong)建築（商(shang)務(wu)辦(ban)公(gong)、大(da)型公(gong)共建築等）；

      （2）商(shang)業(ye)建(jian)築（商(shang)場(chang)、金(jin)融(rong)機(ji)構建(jian)築等）；

      （3）旅遊建(jian)築（賓館(guan)飯(fan)店(dian)、娛(yu)樂場(chang)所(suo)等）；

      （4）科教(jiao)文(wen)衛(wei)建築（文(wen)化、教育(yu)、科研、醫療(liao)衛(wei)生、體育(yu)建(jian)築等）；

      （5）通信建(jian)築（郵電(dian)、通(tong)信、廣播、電(dian)視(shi)等）；

      （6）交通(tong)運輸建築（機場(chang)、車(che)站、碼頭建築等）。

7.3系統(tong)結(jie)構

7.4系統(tong)功能(neng)

1）實(shi)時(shi)監測(ce)

      系統(tong)人(ren)機(ji)界面(mian)友(you)好(hao)，以配電(dian)壹(yi)次圖的形(xing)式直(zhi)觀(guan)顯(xian)示配電(dian)線(xian)路的運行(xing)狀態(tai)，實(shi)時監測(ce)各(ge)回(hui)路電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、功率、功率因數(shu)、電(dian)能(neng)等電(dian)參數信息(xi)，動(dong)態(tai)監視(shi)各(ge)配電(dian)回(hui)路斷路器、隔(ge)離(li)開關(guan)、地刀(dao)等合、分(fen)狀態(tai)，以(yi)及(ji)有(you)關(guan)故障(zhang)、告警(jing)等信號。

2）電(dian)能(neng)統(tong)計報表(biao)

      系統(tong)以豐(feng)富(fu)的報表(biao)支(zhi)撐計量體系的完(wan)整性。系統(tong)具(ju)備定(ding)時(shi)抄表(biao)匯(hui)總(zong)統(tong)計功能(neng)，用戶(hu)可(ke)以自由查(zha)詢(xun)自系統(tong)正常運行(xing)以(yi)來任(ren)意(yi)時間(jian)段內各配電(dian)節(jie)點(dian)的用電(dian)情(qing)況，即(ji)該節點(dian)進線(xian)用電(dian)量(liang)與(yu)各(ge)分(fen)支(zhi)回(hui)路消(xiao)耗電(dian)量(liang)的統(tong)計分析報(bao)表(biao)。該功能(neng)使(shi)得(de)用電(dian)可(ke)視(shi)透(tou)明，並(bing)在(zai)用電(dian)誤(wu)差(cha)偏大(da)時可(ke)分析追(zhui)溯(su)，維護(hu)計量體系的正確性。

3）詳細(xi)電(dian)參量查詢(xun)

      在配電(dian)壹(yi)次圖中，當(dang)鼠標移動(dong)到每個(ge)回(hui)路附近時，鼠(shu)標指(zhi)針變為手形(xing)，鼠(shu)標單(dan)擊(ji)可(ke)查看該回(hui)路詳細(xi)電(dian)參量，包括三(san)相(xiang)電(dian)流(liu)、三(san)相(xiang)電(dian)壓(ya)、三(san)相(xiang)總(zong)有(you)功功率、總(zong)無(wu)功功率、總(zong)功率因數(shu)、正向有(you)功電(dian)能(neng)，並(bing)可(ke)以(yi)查(zha)看24小時(shi)相(xiang)電(dian)流(liu)趨(qu)勢曲線(xian)及(ji)24小時(shi)電(dian)壓(ya)趨(qu)勢曲線(xian)。

4）運行(xing)報(bao)表(biao)

      系統(tong)具(ju)有(you)實(shi)時電(dian)力(li)參數和(he)歷(li)史(shi)電(dian)力(li)參數的存(cun)儲(chu)和(he)管(guan)理(li)功能(neng)，所(suo)有(you)實(shi)時采集(ji)的數據(ju)、順序(xu)事(shi)件(jian)記錄(lu)等均(jun)可保(bao)存(cun)到數據(ju)庫(ku)，在(zai)查詢(xun)界面(mian)中能(neng)夠自定(ding)義(yi)需要查詢(xun)的參數、時間或選(xuan)擇(ze)查(zha)詢(xun)更(geng)新(xin)的記錄(lu)數據(ju)等，並通(tong)過(guo)報表(biao)方式顯(xian)示出來。用戶(hu)可(ke)以根(gen)據(ju)需要定(ding)制(zhi)運行(xing)日(ri)報(bao)、月報，支(zhi)持導出Excel格式文(wen)件(jian)，還可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)用戶(hu)要(yao)求(qiu)導(dao)出PDF格式文(wen)件(jian)。

5）變壓(ya)器運行(xing)監視(shi)

      系統(tong)對(dui)配電(dian)系統(tong)總(zong)進線(xian)、主(zhu)變(bian)壓器、重(zhong)要負荷出線(xian)的運行(xing)狀態(tai)進行(xing)在(zai)線(xian)實時監視(shi)，用曲線(xian)顯(xian)示電(dian)流(liu)、變(bian)壓(ya)器運行(xing)溫(wen)度(du)、有(you)功需量、有(you)功功率、視在(zai)功率、變壓(ya)器負荷率等運行(xing)趨(qu)勢，分析(xi)變(bian)壓器負荷率及(ji)損耗，方便運行(xing)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)及(ji)時(shi)掌握運行(xing)水(shui)平(ping)和(he)用電(dian)需求(qiu)，確保(bao)供電(dian)安(an)全可(ke)靠(kao)。

6）實時(shi)報警(jing)

      系統(tong)具(ju)有(you)實(shi)時報(bao)警(jing)功能(neng)，系統(tong)能(neng)夠對(dui)配電(dian)回(hui)路斷路器、隔(ge)離(li)開關(guan)、接(jie)地刀(dao)分、合(he)動(dong)作等遙(yao)信變(bian)位(wei)，保(bao)護動(dong)作、事(shi)故(gu)跳閘(zha)，以(yi)及(ji)電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、功率、功率因數(shu)越(yue)限(xian)等事(shi)件(jian)進行(xing)實(shi)時(shi)監測(ce)，並(bing)根(gen)據(ju)事(shi)件(jian)等級發(fa)出告警(jing)。系統(tong)報警(jing)時(shi)自動彈出實時(shi)報(bao)警(jing)窗口(kou)，並(bing)發(fa)出聲(sheng)音或語音提(ti)醒(xing)。

7）歷(li)史(shi)事(shi)件(jian)查詢(xun)

      系統(tong)能(neng)夠對(dui)遙(yao)信變(bian)位(wei)，保(bao)護動(dong)作、事(shi)故(gu)跳閘(zha)，以(yi)及(ji)電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、功率、功率因數(shu)越(yue)限(xian)等事(shi)件(jian)記錄(lu)進行(xing)存(cun)儲(chu)和(he)管(guan)理(li)，方便用戶(hu)對(dui)系統(tong)事(shi)件(jian)和(he)報警(jing)進行(xing)歷(li)史(shi)追(zhui)溯(su)，查詢(xun)統(tong)計、事(shi)故(gu)分析(xi)。

8）電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)監測(ce)

      系統(tong)可以(yi)對(dui)整(zheng)個(ge)配電(dian)系統(tong)範圍內的電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)進行(xing)持續(xu)性的監測(ce)，運行(xing)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)可以通過(guo)諧(xie)波分析棒(bang)圖、報(bao)表(biao)掌握進線(xian)、變壓器、重(zhong)要回(hui)路的電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)諧(xie)波畸變率、諧(xie)波含量、電(dian)壓(ya)不(bu)平(ping)衡(heng)度等，及(ji)時(shi)采取相應(ying)的措施(shi)，降低(di)諧(xie)波損耗，減(jian)少因(yin)諧(xie)波造(zao)成的異常(chang)和(he)事(shi)故(gu)(該功能(neng)需要選(xuan)配帶諧(xie)波監測(ce)功能(neng)的電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，不需要可刪除。

9）遙(yao)控操(cao)作

      系統(tong)支(zhi)持對(dui)斷(duan)路器、隔(ge)離(li)開關(guan)、接(jie)地刀(dao)等進行(xing)分(fen)、合(he)遙(yao)控操(cao)作。系統(tong)具(ju)有(you)嚴(yan)格的密碼保(bao)護和(he)操(cao)作權限管(guan)理(li)功能(neng)，對(dui)於(yu)每次遙(yao)控操(cao)作，系統(tong)自動(dong)生成操(cao)作記(ji)錄(lu)，記錄(lu)內容包含(han)操(cao)作人(ren)、操(cao)作時(shi)間、操(cao)作類(lei)型等。實現(xian)該功能(neng)需要斷路器本(ben)身(shen)具(ju)有(you)電(dian)操(cao)機構及(ji)保(bao)護保(bao)測(ce)控(kong)裝置具(ju)備遙(yao)控功能(neng)等硬件(jian)設(she)備的支(zhi)持。

10）用戶(hu)權限管(guan)理(li)

      系統(tong)為保(bao)障系統(tong)安(an)全穩(wen)定(ding)運行(xing)，設(she)置了用戶(hu)權限管(guan)理(li)功能(neng)。通(tong)過(guo)用戶(hu)權限管(guan)理(li)能(neng)夠防止(zhi)未經的操(cao)作（如(ru)配電(dian)回(hui)路名稱(cheng)修改(gai)等）。可以(yi)定(ding)義(yi)不(bu)同(tong)級(ji)別(bie)用戶(hu)的登錄(lu)名、密(mi)碼及(ji)操(cao)作權限，為系統(tong)運行(xing)、維(wei)護(hu)、管(guan)理(li)提(ti)供可靠(kao)的安(an)全保(bao)障。

11）通(tong)訊狀態(tai)圖(tu)

      系統(tong)支(zhi)持實時監視(shi)接(jie)入系統(tong)的各設(she)備的通訊狀態(tai)，能(neng)夠完(wan)整的顯(xian)示整(zheng)個(ge)系統(tong)網(wang)絡結(jie)構；可(ke)在線(xian)診斷設(she)備通(tong)訊狀態(tai)，發(fa)生(sheng)網(wang)絡異(yi)常時能(neng)自(zi)動(dong)在(zai)界(jie)面(mian)上顯(xian)示故(gu)障設(she)備或(huo)元(yuan)件(jian)及(ji)其(qi)故障部位(wei)。從(cong)而(er)方便運行(xing)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)實時掌握現(xian)場(chang)各(ge)設(she)備的通訊狀態(tai)，及(ji)時(shi)維護出現(xian)異(yi)常的設(she)備，保(bao)證(zheng)系統(tong)的穩(wen)定(ding)運行(xing)。

12）視(shi)頻監控(kong)

      視(shi)頻監控(kong)展(zhan)示了(le)當(dang)前實時(shi)畫(hua)面(mian)（視頻直(zhi)播(bo)），選(xuan)中某壹(yi)個(ge)變配電(dian)站(zhan)，即(ji)可查(zha)看(kan)該變配電(dian)站(zhan)內視頻信息(xi)。

13）用戶(hu)報(bao)告

      用戶(hu)報(bao)告頁(ye)面(mian)主(zhu)要(yao)用於(yu)對(dui)選(xuan)定(ding)的變配電(dian)站(zhan)自(zi)動(dong)匯(hui)總(zong)壹(yi)個(ge)月的運行(xing)數(shu)據(ju)，對(dui)變(bian)壓器負荷、配電(dian)回(hui)路用電(dian)量(liang)、功率因數(shu)、報(bao)警(jing)事(shi)件(jian)等進行(xing)統(tong)計分析。

14）APP支(zhi)持

      電(dian)力(li)運維手機支(zhi)持“監控(kong)系統(tong)"、“設(she)備檔(dang)案"、“待(dai)辦(ban)事(shi)項(xiang)"、“巡檢(jian)記(ji)錄(lu)"和(he)“缺陷(xian)記錄(lu)"五(wu)大(da)模塊(kuai)，支(zhi)持壹次圖、需量、用電(dian)量(liang)、視(shi)頻、曲線(xian)、溫濕度(du)、同(tong)比(bi)、環比、電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)、各(ge)種(zhong)事(shi)件(jian)報警(jing)查(zha)詢(xun)，設(she)備檔(dang)案查(zha)詢(xun)、待(dai)辦(ban)事(shi)件(jian)處(chu)理(li)、巡(xun)檢(jian)記(ji)錄(lu)查詢(xun)等。

7.5系統(tong)硬件(jian)配置

 

      本文(wen)結(jie)合工(gong)程(cheng)實際提(ti)供了壹(yi)種(zhong)建(jian)立電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)的思路和(he)方法(fa),可(ke)在車(che)間用電(dian)設(she)備的控制(zhi)箱(xiang)內加(jia)裝電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器和(he)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao),通過(guo)現(xian)場(chang)敷(fu)設(she)通訊線(xian)纜將車(che)間的用電(dian)設(she)備進行(xing)組(zu)網(wang)，結(jie)合上位(wei)機(ji)組態(tai)軟(ruan)件(jian)建立電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)。如(ru)果(guo)在(zai)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)的基(ji)礎(chu)上再(zai)添(tian)加(jia)用水、用氣等能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju)則可(ke)組(zu)成(cheng)車(che)間能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)系統(tong),將獲得的電(dian)力(li)數(shu)據(ju)上傳(chuan)雲(yun)端(duan)或與MES系統(tong)、ERP 系統(tong)對(dui)接(jie)。總(zong)之(zhi)，電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)是(shi)組(zu)建(jian)數(shu)字(zi)化工廠(chang)、智(zhi)慧(hui)工廠(chang)的壹部(bu)分。

 

【1】侯冉，徐春(chun)風.基(ji)於(yu)多功能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的車(che)間設(she)備電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系統(tong)設(she)計

【2】多功能(neng)網(wang)絡電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)使用手冊(ce)[2].鄭(zheng)州淩鑫(xin)電(dian)力(li)科技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司(si)

【3】SIMATIC S7 S7-200 SMART 系統(tong)手冊(ce),V2.4,03/2019[Z].西(xi)門子(zi)(中國)有(you)限(xian)公(gong)司(si).

【4】安(an)科瑞(rui)企業微電(dian)網(wang)設(she)計與應(ying)用手冊(ce).2022.05