能耗電力監測系統在上海*超短激光實驗裝置項目中的應用

艾優花
安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定

摘要：智能變配電監控系統對配電系統進行監測管理，可連接智能電力監控儀表、實現四遙功能。系統對配電回路各運行電量參數進行實時采集和顯示，可幫助管理人員完整地掌握變配電系統的運行狀態，及時發現故障并做出相應的決策和處理。同時可以使值班管理人員根據電網運行情況或變配電系統的運行情況進行負荷分析、合理調度、擬制合理的配電系統維護計劃。
  配電系統的智能化、精細化、無人值守作為當下配電管理的必然趨勢。現就上海*超短激光實驗裝置項目中使用的安科瑞能耗電力監測系統做一簡要介紹。  
關鍵詞：上海*超短激光實驗裝置項目   智能配電系統  無人值守
0引言
  用戶側配電系統的智能化，科學化管理已經成為當前配電系統的主流需求。針對用戶側配電體系設計的智能配電系統已經是當下業主方日常管理的系統。通過搭建配電系統，對用戶側配電架構的梳理，在關鍵節點安裝智能儀表，搭建供配電監測體系，完成用戶配電系統的智能化管理。
  安科瑞能耗電力監測系統正是針對以上趨勢而研發的用戶端電力監測系統。本系統通過對上海*超短激光實驗裝置項目變電所內進出線回路進行計量，通過對監測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的運轉狀態，為管理者智能化管理，提供數據依據。
本文以上海*超短激光實驗裝置項目為例，簡單介安科瑞能耗電力監測系統在上海*超短激光實驗裝置項目中的應用。
1項目介紹
  上海*超短激光實驗裝置項目分為變電所以及樓層部分。變電所的進出線、變壓器的溫控儀；樓層部分強電間配電柜進線智能儀表均在本次工程范圍內。
現針對本項目中的多功能儀表設計一套能耗電力監測系統。系統通過采集現場各種智能設備的數據，后臺集中顯示、存儲，并通過相應的報表等形式顯示導出。
2用戶需求
  本項目中主要是變電所進出線用能數據的采集、存儲、統計、顯示?；镜男枨笳矸治龊蠓譃橐韵聨讉€方面：
  1)數據采集及處理：通過間隔層設備實時采集現場各種電參數、開關量及溫度量、電能抄表值等；
  2)畫面顯示：各回路的合、分狀態、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、各種告警等信息；
  3)記錄功能：具有電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數據的存儲功能，以供查詢、分析、打印。
  4)報警處理：用戶可以按照自己的意愿分類、篩選報警，并設置報警限值；
  5)應具有完善的用戶權限管理功能，避免越權操作；
  6)曲線分析功能：可以曲線形式展示實時數據庫和歷史數據庫中的模擬量、電度量數據，以便分析其當前運行狀態及有關歷史趨勢；

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/T16-2016 《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*超短激光實驗裝置項目的建筑規模、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*超短激光實驗裝置項目所有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，數據總線直接鋪設至系統后臺配置的協議轉換隔離器，協議轉換隔離器直接通過主機串口傳輸數據。系統拓撲圖如下：

系統拓撲圖

4 系統功能
  上位機軟件采用安科瑞電力監測系統，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力監控的功能。
4.1 功能特點
  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運行系統
   軟件的界面可以根據項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過用戶名，輸入相應密碼，方能進入本系統。界面如圖1所示。

圖1登陸界面

4.2.2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

4.2.3 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

4.2.4 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

4.2.5 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
  上海*超短激光實驗裝置項目電力監測系統實現用電數據的實時采集、存儲、顯示、導出。項目從配電系統的搭建，到后期調試，系統數據的核對，整個過程我方提供了相應階段的技術支持。本系統在設計、安裝、調試的同時，也是對建筑的配電架構的詳細梳理，通過對用能情況的細致分類，明確建筑內配電體系的運作模式和狀態。
  在本項目中的實際實施過程中，我方還多次安排技術人員提供施工指導相關的技術支持，保證了項目的通訊線纜的鋪設質量，規避了很多施工方面常見的錯誤，提高了項目質量。本項目中還為客戶定制了溫控儀，綜保等第三方設備的監控界面。滿足了客戶相關的定制化需求，為客戶提供了多樣性的數據分析處理方式，以及導出方式，便于后期物業的相關管理，提高為客戶服務的效率。
  在類似學校的公共建筑項目中，管理者對于數據的穩定性，以及及時性都有相對較高的要求。針對學校性質的建筑項目建議配置安科瑞品牌PZ系列智能儀表，實現前端以及后臺的統一性，此類設計一定程度上提高了系統的穩定性，在系統架構搭建以及后期系統軟硬件服務上都有很大的優勢。除此之外系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示各配電回路的電能使用狀況、負載越限報警提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究制定相應的用能維護計劃。該系統運行安全、可靠、穩定，為配電系統終端用戶實現各個配電回路的工作狀態實時監測、重要電參量實時顯示的功能，為后期管理者的配電系統維護提供了真實可靠的數據依據。
  
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
[3].韓月 ， 耿寶宏 ， 高強.智能變電站變電設備在線監測系統研究[J].東北電力技術 2011. 6
[4].侯雨辰 ， 田瑛.智能變電站設備在線監測系統[J].城市建設理論研究 2012. 10