電能管理系統在上海虹橋商務區新地中心04、09地塊項目中的應用

艾優花
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：用戶對自身用能的管理意識提升，促使用戶側電力配電系統在商業、工業以及民用區域的普及。系統針對用戶側主要的用能節點，設計安裝智能儀表，再通過后臺系統來實時監控各用能回路的工作狀態、用電量等數據的采集。通過實時監控用能以及相關電力參數、提升用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了配電系統監控的智能管理。同時通過用能的實時監測，數據的采集及存儲，明確供配電系統的運行狀態，為用戶節約電力維護成本提供數據依據。現以上海虹橋商務區新地中心04、09地塊項目中使用的ACREL-3000電能管理系統為例。對用戶側用能智能化做簡要介紹。
關鍵詞：上海虹橋商務區新地中心04、09地塊  電能管理  無人值守    智能配電系統  配電自動化

0引言
  在商辦一體式廣場項目中配電體系內、原始的人工抄表，數據采集早已滿足不了當前的商業管理體系。供配電體系的智能化，數據化已經成為商辦一體式廣場項目中智能化、數據化的基本要求。通過智能化系統對用戶側的用能實時監測，數據的積累，分析，為管理者提供準確的商業用能數據。
  ACREL-3000電能管理系統正是針對以上趨勢而研發的用戶端電能管理系統。本系統通過對上海虹橋商務區新地中心04、09地塊項目變電所進出線回路用能的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個配電體系用能以及運作狀況，量化系統的運行狀態，為管理者日常管理，維護提供數據依據。
  本文以上海虹橋商務區新地中心04、09地塊為例，簡單介紹ACREL-3000電能管理系統在上海虹橋商務區新地中心04、09地塊項目配電系統中的應用。

1項目介紹
  上海虹橋商務區新地中心04、09地塊項目概況： 該項目為新建商辦樓，項目總建筑面積為88749平方米，其中地上面積為50240平方米，地下預計開發面積為38509平方米。需要安裝客梯和扶梯。包括： 商業辦公樓 會展中心 地下停車庫 上海虹橋新地中心 1號樓，地上：9層，地下：3層。 上海虹橋新地中心 2號樓 ，地上：8層，地下：1層。 
  本項目為1號樓做一套電能管理系統，1號樓包括5個核心筒，共315個計量點，通過屏蔽雙絞線手拉手連接成16條總線。再通過2臺串口服務器將數據上傳至電能監控網絡，可以通過本地電能管理平臺進行監測，通時也可通過能耗網關上傳至上級能耗監測平臺。 
  ACREL-3000電能管理系統對智能計量儀表的數據采集、存儲、處理，并以圖形、報表的形式導出，為管理人員提供具體的用電明細。

2用戶需求
  前期經過現場勘察以及和業主方溝通后，基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：
1)    數據采集及處理：通過間隔層單元實時采集現場各種模擬量、開關量、溫度量、電度抄表等；
2)    畫面顯示：全部設備的位置狀態、變位信息、保護設備動作及復歸信息、直流系統及所用變系統的信息、各測量值的實時數據、各種告警信息、計算機監控系統的狀態信息；
3)    記錄功能：具有對各種歷史數據的記憶功能，以供隨時查詢、回顧、打印。
4)    報警處理：用戶可以按照自己的意愿分類、篩選報警，并將報警歸納于不同的報警窗口中，根據不同的報警級別，采用推出畫面、光顯示、條紋閃爍及不同聲音級別的音響進行報警；
5)    應具有完善的用戶管理功能，避免越權操作；
6)    歷史曲線顯示：可顯示存于歷史數據庫中的任意模擬量、電度量以及母線電壓任意時間的歷史波形圖；
7)    報表打印功能：可召喚打印、定時打印各種歷史數據，運行參數，事故報告統計，電度量統計報表，主接線圖，負荷曲線。

3設計方案
3.1參考標準
  系統的設計滿足以下所列制造和試驗標準：
JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設計規范》
GB/J63-90  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》
GB/T13730  《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》
GB2887  《計算站場地技術要求》
GB/50198-94      《監控系統工程技術規范》
DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求》
DL/T 698.35-2010     《第3-5部分：電能信息采集終端技術規范-低壓集中抄表終端特殊要求》
DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》
DL/T 698.42-2010     《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》
DL/T/814-2013       《配電自動化系統功能規范》
3.2 系統架構設計
  鑒于上海虹橋商務區新地中心04、09地塊的建筑規模、性質，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統部根據用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經驗，對該建筑的智能配電系統的搭建做以下設計：上海虹橋商務區新地中心04、09地塊所有變電所進出線監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。將現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，其中1#樓的數據總線直接鋪設至系統后臺處的數據采集器；2#樓的數據總線鋪設至數據采集箱，再經過光纖通訊以TCP/IP協議將數據傳輸至系統主機，系統示意圖1所示。

圖1

4 系統功能
  上位機軟件采用ACREL-3000電能管理系統，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電能管理的功能。
4.1 功能特點
  ACREL-3000電能管理系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。
4.2 軟件功能：
4.2.1通訊示意圖
  通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統各個監控點位的運行狀態。界面如圖2所示。

圖2 通訊示意

4.2.2 監測詳圖
  監測詳圖反應了整個系統配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數據的顯示，直觀反映本項目各個監測回路的運行數據，便于管理者實時了解系統運行狀態。界面如圖3所示。

圖3 監測詳圖

4.2.3 參數抄表
  參數報表反映了本項目監測回路的在過去某時間點的運行數據，通過當前或者過去某時間點的實時參量數據反映回路狀態。主要的數據包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數，頻率。界面如圖4所示

 
圖4參數抄表

4.2.4 電能報表
  電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以實現系統運行期間的任意時間段內的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，且可以Excel形式導出或打印。界面如圖5所示。

 
圖5電能報表

5 結束語 
  商辦綜合建筑配電體系的智能化，透明化，率等要求，促使市場為其提供相應的解決方案。當前主要是通過在商辦綜合建筑的供配電系統即變電所的進出線節點安裝智能儀表，利用計算機網絡集成技術，為客戶提供遠程抄表、數據存儲、數據處理等服務，幫助客戶實時掌握建筑的用能狀況，實現建筑用能的智能化管理。
  上海虹橋商務區新地中心04、09地塊電能管理系統實現配電系統數據的實時采集、存儲、顯示、導出。在配電系統的重要節點安裝智能儀表，由此配電系統的實時數據監測體系。系統的設計、安裝、調試的同時，也是同時對配電系統的各項參數進行詳細梳理，核對；通過對現場各個電力參數的核對，從而了解配電體系的運作狀態。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示業主各配電回路的電能使用狀況，并生成各種電能報表等。系統的安裝便于各項電力參數的采集。管理方通過對數據的分析、研究，制定相應的生產工藝調整計劃。該系統運行安全、可靠、穩定，還為配電系統終端用戶解決各個配電回路的具體用電不明的問題，為后期電力系統的維護及制定合理的物業服務提供了真實可靠的依據。
 
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.電力儀表在大型商業酒店電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6