采埃孚〔中国〕投资有限公司项目中电能管理系统的设计与应用.docx

采埃孚中国投资有限公司项目中电能管理系统的设计与应用摘要：介绍采埃孚中国投资有限公司电能管理系统，采用智能电力仪表收集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-3000型电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控。关键词：工厂;采埃孚中国投资有限公司;变电所；智能电力仪表;Acrel-3000型;电能管理系统0概述采埃孚中国投资有限公司位于上海市松江区九亭镇九泾路889号，主要从事汽车零部件、船用零部件的批发，上述商品和相关技术的进出口。本项目为采埃孚中国投资有限公司的电能管理系统。根据配电系统管理的要求，需要对变电所配电箱出线分别进行电力监控，以保证用电的安全、可靠和高效。Acrel-3000型低压智能配电系统，充分利用了当代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的新发展，对变配电系统进行分散数据收集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。1系统构造描绘本监控系统主要实现采埃孚中国投资有限公司变电所的0.4kV配电系统进行用电监控与电能管理。监控范围为安科瑞自制108台多功能PZ系列仪表。该系统108台多功能电力仪表，分6条总线，这两条总线通过屏蔽双绞线拉至收集器，后直接拉至值班室连接到监控主机，实现总线上仪表与监控主机的数据连通。本监控系统采用分层分布式构造，即站控层，通讯层与间隔层；如图1所示：图1低压网络拓扑图间隔设备层主要为：安科瑞多功能网络电力仪表、开关量、模拟量收集模块和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场收集。网络通讯层主要为：串口服务器，其主要功能为把RS485信号转换成RS232信号，完成现场层和站控层之间的数据交互。站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中收集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都能够接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据传输速率到达10Mbps。RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力加强，总线上允许连接多达32个设备，传输距离到达1.2km。2电能管理系统主要功能2.1数据收集与处理数据收集是配电监控的基础，数据收集主要由底层多功能网络仪表收集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成收集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COS、电度Epi、远程设备运行状态等数据。数据处理主要是把按要求收集到的电参量实时准确的显示给用户，到达配电监控的自动化化和智能化要求，同时把收集到的数据存入数据库供用户查询。2.2人机交互系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。2.3历史事件历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您能够根据本人的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。2.4数据库建立与查询主要完成遥测量和遥信量定时收集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。2.5用户权限管理针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。能够通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。2.6远程报表查询报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过挑选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还能够根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印形式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。3案例分析采埃孚中国投资有限公司电能管理系统监控区域为变电所配电箱，本项目针对变电所配电系统进行用电监控与电能管理。现场所有回路均采用PZ及DTSD系列多功能仪表，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等多种电参量。并且本仪表带有2路光电隔离开关量输入接点，这些接点能够配合智能断路器实现断路器的遥信操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。低压配电二次图见图2，功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量，其中包括：线三相电压，电流，功率，功率因数，电能，频率等电参量及配出回路的三相电流；遥信功能实现显示现场设备的运行状态，主要包括：开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警；断路器变位时会发出报警信号，提醒用户及时处理故障。图2低压配电二次图功率运行曲线功能，主要完成对低压各出线回路的功率进行监控。可查询负载的实时和历史运行状态，进而分析开关异常的原因。具备历史查询功能。见图3。图3实时及历史遥信遥测报警信息查询参数抄表功能，主要对低压各出线回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询，具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询楼层各低压回路的电参数，主要包括：三相电流、有功功率和有功电度及变压器温度。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。见图4。图4参数抄表用电量报表功能，可选择时间段进行查询，支持任意时间段电度累计查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了准确可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下列图所示，某段时间内的各配电回路的准确用电量，用户能够直接打印报表，能够以EXCEL格式另存到其他位置。见图5。图5电能报表系统通讯构造示意图，主要显示系统的组网构造，系统采用分层分布式构造，同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯故障，绿色表示通讯正常。见图6。图6系统通讯构造示意图4结束语随着社会的发展及电力的广泛应用，电力监控系统已成为全国各地工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的必然选择，本文介绍的Acrel-3000电能管理系统在采埃孚中国投资有限公司的应用，能够实现对变电所配电回路用电的实时监控与电能管理，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，能够与串口服务器、计算机等组成电力监控系统，方便值班人员的远程管理，利于节省电能抄表的时间，将信息化带入配电监控。系统实现对收集数据的分析、处理，实时显示变电所内各配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定，为变电所用户解决用电问题提供了真实可靠的根据，获得了较好的社会效益。2参考文献：1.任致程周中.电力电测数字仪表原理与应用指南M.北京.中国电力出版社.2007.42.周中等编著.智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案M.北京.机械工业出版社.2020.10