探討江蘇曙光光電有限公司電能管理系統的設計與應用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定201801；

摘要：介紹江蘇曙光光電有限公司電能管理系統系統，采用智能電力儀表采集配電現場的各種電參量和開關信號。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統實現變電所配電回路用電的實時監控和電能管理。

關鍵詞：工業項目;曙光廣電;變電所;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統

0  概述 

        江蘇曙光光電有限責任公司，是中國兵器工業集團公司直屬骨干企業，計量單位，江蘇省高新技術企業，地處揚州市新城區，南臨寧通高速公路，交通十公便捷。本廠建有機械加工、光學冷加工、光學鍍膜、表面處理、薄壁鑄造、印制線路板加工、電子裝配；激光加工設備的生產制造、機床數控及交流伺服系統、紡織機械電控系統等生產線。

       Acrel-3000型電能管理系統對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進行組網，通過計算機和通訊網絡將分散的配電所的現場設備連接為一個有機的整體，實現電網運行的遠程監控和集中管理。

1  系統結構描述

        本項目共126只AEM96/CFK多功能儀表、24只DTSD1352多功能儀表、3只PZ80L-AI3儀表。在配電室內放置采集裝置，現場多功能儀表經RS485總線連接至對應的采集裝置，現場串口服務器經網線將數據傳輸至監控主機上。

       本監控系統采用分層分布式結構，即設備層，通訊層與站控管理層。

       現場設備層主要為多功能網絡電力儀表，這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

        網絡通訊層主要為：工業串口服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

       站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

2  電能管理系統主要功能

2.1  數據采集與處理

        數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度EpI、遠程設備運行狀態等數據。

        數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

2.2  人機交互

       系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

2.3  歷史事件

        歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數據庫建立與查詢

       主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

2.5  用戶權限管理

        針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

2.6  報表查詢

        報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

        報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

3  案例分析

        進線回路采用DTSD1352多功能電力儀表，其是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電能管理需求而設計的網絡電力儀表，它能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度等。

       低壓配電一次圖見圖（1），功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態，主要包括：開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警；斷路器變位時會發出報警信號，提醒用戶及時處理故障。

 

                                                         圖（1）低壓配電一次圖

         參數抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢電參數主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。見圖（2）。

 

圖（2） 參數抄表

          用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示健身中心某段時間內的各配電回路的精確用電量，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（3）。

 

負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（5）。

 

圖（5）趨勢曲線圖

4  結束語

        供配電產業的發展及可靠性對國民經濟的發展起著舉足輕重的作用，全國各地工程項目、標志性建筑、大型公共設施等用戶的急劇增加，對供配電系統的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。電能管理系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，為變配電系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統，在變配電監控中發揮了核心作用，可以幫助企業降低運作成本，提高生產效率，加快變配電過程中異常的反應速度。

參考文獻：

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

[2].周中等編著. 智能電網用戶端電能管理與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10