摘要:本文介紹了基于上海四季廣場電能管理系統(tǒng)的設計、系統(tǒng)構成以及系統(tǒng)的功能,上海安科瑞股份有限公司為四季廣場設計的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的系統(tǒng)集成,數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及存儲,從而實現(xiàn)對商業(yè)區(qū)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計、開關量的遙測等功能。系統(tǒng)實現(xiàn)遠程精細化和實時性數(shù)據(jù)采集,避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差,提高了供電質量和管理水平,具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。
關鍵詞:電能管理 電力系統(tǒng) 電能計量 系統(tǒng)集成 MD
0 引言
隨著電力行業(yè)市場化改革的推進,電能計量裝置異常問題越來越受到人們的重視,但是原有的電能計量監(jiān)測方法已不能適應形勢需要。傳統(tǒng)電能計量監(jiān)測手段存在的不足說明,我們有必要采取新的、自動化和信息化程度較高的監(jiān)測方式,以提高電能計量監(jiān)測工作水平,控制電能計量裝置異常問題,挽回電力企業(yè)的損失。
本課題提出了利用安科瑞公司網(wǎng)絡電能管理儀表和Acrel-3000組態(tài)軟件研制了一套適用于商業(yè)區(qū)的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng),簡單分析造成電能計量裝置異常問題的原因,提出相應的監(jiān)測原理,然后完成監(jiān)測系統(tǒng)的整體設計。這些工作完善整個系統(tǒng),使系統(tǒng)具備實用性。該課題的研究和實施,可實現(xiàn)商業(yè)區(qū)高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟運行指標,供電系統(tǒng)管理的科學化、現(xiàn)代化,有著非常重要的現(xiàn)實意義。
1 項目概況
上海四季生態(tài)廣場位于奉賢區(qū)南橋,總建筑面積30000平方米。規(guī)劃建設為餐飲、休閑娛樂、婚慶服務的綜合型商業(yè)區(qū)廣場。
以奉賢區(qū)的外資企業(yè)奠定化社區(qū)的客源基礎和產業(yè)依托,以先期開發(fā)形成一個獨立的“城鎮(zhèn)概念”,全力突現(xiàn)化社區(qū)的規(guī)模性效應及與當?shù)亟ㄖL格的差異性。另外,對于項目中的商業(yè)和生活配套方面,將充分利用園林資源,分步打造及發(fā)展成為一個南上海地區(qū)的化休閑勝地。zui終營造一個由品牌的鄉(xiāng)村俱樂部、化的品牌店、*別的生態(tài)園林組成的化社區(qū)環(huán)境,從而提高城市景觀,帶動周邊區(qū)域產業(yè),zui終為城市的可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻。
2 用戶需求
該廣場內的配電分布為:兩路10kV進線拉入,經(jīng)10/0.4kV變壓器進行降壓,于主變電所內低壓出線柜分53路配出,幾乎為每路出線對應一個租戶,也有出線拉往層配箱再按用戶進行分配的情況。
物業(yè)根據(jù)各租戶的月用電實際情況向其收取電費,用電量參照各配出回路的電表計量參數(shù),因原柜體未安裝電能計量儀表,需對其進行改造。
綜合上述需求須對現(xiàn)場進行必要的改造,安裝多功能電力儀表并實現(xiàn)遠程監(jiān)測。監(jiān)控室設置在主變電所值班室,實現(xiàn)遠程集抄。
3 設計方案
上海安科瑞公司根據(jù)上海四季廣場實際情況為其選用了ACREL-3000電能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以智能電力監(jiān)控裝置、微機繼電保護裝置、計算機網(wǎng)絡、能量管理應用組態(tài)軟件為基礎,滿足中國電力行業(yè)規(guī)范及相關行業(yè)標準,采用*分層分布式結構,是一種智能化、網(wǎng)絡化、單元化、全開放的能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)根據(jù)低壓能量管理的特點,完成對變配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)視、事故預警、事故記錄和分析、自動控制、繼電保護等功能,同時把能耗預警、電源質量管理系統(tǒng)融為一體,大提高了用電的可靠性、安全性、管理水平,是一個面向用戶的、真正的能量管理系統(tǒng)。
3.1 Acrel -3000符合的標準
本技術方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的標準為依據(jù),國標未列入部分應參考IEC標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時,應以較高標準為準。
GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范
GB50054-2011 低壓配電設計規(guī)范
IEC 61587 電子設備機械結構系列
(并參考國家電網(wǎng)公司2009年發(fā)布的《智能變電站智能控制柜技術規(guī)范》)
DL/T448-2000 《電能計量裝置技術管理規(guī)程》
DL/T 698 電能信息采集與管理系統(tǒng)
DL/T 698.1-2009 第1部分:總則
DL/T 698.2-2010 第2部分:主站技術規(guī)范
DL/T 698.31-2010 第3.1部分:電能信息采集終端技術規(guī)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(guī)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(xié)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(xié)議-集中器下行通信協(xié)議
DL/T/814-2002 配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范
GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程》
GB2887 計算站場地技術條件
3.2網(wǎng)絡結構拓撲圖
上海四季廣場配電房內含有1#變壓器及其饋線回路,2#變壓器及其饋線回路,現(xiàn)場總共56臺智能儀表,現(xiàn)場布線方式采用總線型。系統(tǒng)的具體組網(wǎng)方式分為3層結構:現(xiàn)場設備層、中間通訊層及站控管理層。
3.3 ACREL-3000設計方案
變電所低壓進線、出線柜及母聯(lián)柜原安裝儀表為機械式指針表,需重新加裝多功能網(wǎng)絡電力儀表??紤]計量的精度需求,須將現(xiàn)場安裝的電流互感器重新更換。如下圖:
儀表取信號為:輔助電源(AC220V)取自當前抽屜內開關上端A相電壓;測量電壓信號取自當前抽屜內開關下端各相電壓;電流信號取自電流互感器電流二次輸出信號。需加裝或改造的回路數(shù)統(tǒng)計入下:
序號 | 柜體編號 | 回路名稱 | 圖紙變比 | 互感器AKH-0.66G | 數(shù)量 | ||
型號 | CT變比 | ||||||
1 | D1 | D1 | 進線柜 | 4000/5 | 120×50II | 4000/5 | 2 |
2 | D4 | D4 | 聯(lián)絡柜 | 4000/5 |
| ||
3 | D5 | D5-1 | ATA變電所雙切箱 | 75/5 | 30×30I | 75/5 | 2 |
4 | D5-2 | ATB消控室雙切箱 | 75/5 |
| |||
5 | D5-3 | ATE消防泵房雙切箱 | 150/5 |
| 150/5 | 1 | |
6 | D5-4 | AX小負荷用戶照明空調總控制 | 600/5 | 40I | 600/5 | 1 | |
7 | D5-5 | ATBH百貨商場弱電總控室雙切 | 75/5 | 30×30I | 100/5 | 1 | |
8 | D5-6 | 備 用 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 | |
9 | D6 | D6-1 | ATC監(jiān)控室雙切箱 | 75/5 | 30×30I | 75/5 | 2 |
10 | D6-2 | ATD電信有線電視雙切箱 | 75/5 |
| |||
11 | D6-3 | ATF生活泵雙切箱 | 150/5 |
| 150/5 | 1 | |
12 | D6-4 | ALE餐飲一配電柜 | 500/5 | 40I | 500/5 | 1 | |
13 | D6-5 | ALHA百貨商場配電間A | 400/5 |
| 400/5 | 2 | |
14 | D6-6 | 備 用 | 400/5 |
| |||
15 | D7 | D7-1 | AEA應急照明常用電源配電柜 | 250/5 | 30×30I | 250/5 | 1 |
16 | D7-2 | APA排煙風機備用電源配電柜 | 500/5 | 40I | 500/5 | 1 | |
17 | D7-3 | ALF餐飲二配電柜 | 600/5 |
| 600/5 | 1 | |
18 | D7-4 | ALHB百貨商場配電間B | 500/5 |
| 500/5 | 1 | |
19 | D8 | D8-1 | ADA電梯電力常用電源配電柜 | 600/5 |
| 600/5 | 1 |
20 | D8-2 | ALG 餐飲三配電柜 | 500/5 |
| 500/5 | 1 | |
21 | D8-3 | 空 位 | 400/5 |
| 400/5 | 1 | |
22 | D8-4 | 空 位 | 150/5 | 30×30I | 150/5 | 2 | |
23 | D8-5 | 空 位 | 150/5 |
| |||
24 | D9 | D9-1 | ALHC百貨商場配電間C | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 |
25 | D9-2 | 空 位 | 500/5 |
| 500/5 | 1 | |
26 | D9-3 | ALT 行政辦公配電箱 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 | |
27 | D9-4 | 空 位 | 250/5 |
| 250/5 | 1 | |
28 | D9-5 | 空 位 | 200/5 |
| 200/5 | 1 | |
29 | D9-6 | 空 位 | 250/5 |
| 250/5 | 1 | |
30 | D10 | D10-1 | ADB電梯電力備用電源配電柜 | 600/5 | 40I | 600/5 | 1 |
31 | D10-2 | ALM 商場一配電柜 | 500/5 |
| 500/5 | 1 | |
32 | D10-3 | 備用 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 | |
33 | D10-4 | ALR 酒吧配電柜 | 250/5 |
| 250/5 | 3 | |
34 | D10-5 | 空 位 | 250/5 |
| |||
35 | D11 | D11-1 | AEB應急照明備用電源配電柜 | 250/5 |
| ||
36 | D11-2 | APB排煙風機常用電源配電柜 | 500/5 | 40I | 500/5 | 1 | |
37 | D11-3 | ALK KTV配電柜 | 300/5 | 30×30I | 300/5 | 1 | |
38 | D11-4 | ALQ 茶藝配電柜 | 200/5 |
| 200/5 | 1 | |
39 | D11-5 | AG 公共照明配電柜 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 | |
40 | D11-6 | 空 位 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 | |
41 | D12 | D12-1 | ATC 監(jiān)控室雙切箱 | 75/5 |
| 75/5 | 2 |
42 | D12-2 | ATD 電信有線電視雙切箱 | 75/5 |
| |||
43 | D12-3 | ATF 生活泵雙切箱 | 150/5 |
| 150/5 | 1 | |
44 | D12-4 | ALI美食A配電柜 | 200/5 |
| 200/5 | 4 | |
45 | D12-5 | ALP 商場四配電柜 | 200/5 |
| |||
46 | D12-6 | ALU 二區(qū)配電箱 | 200/5 |
| |||
47 | D12-7 | 空 位 | 200/5 |
| |||
48 | D12-8 | 空 位 | 250/5 |
| 250/5 | 1 | |
49 | D13 | D13-1 | ATA 變電所雙切箱 | 75/5 |
| 75/5 | 2 |
50 | D13-2 | ATB 消控室雙切箱 | 75/5 |
| |||
51 | D13-3 | ATE 消防泵房雙切箱 | 150/5 |
| 150/5 | 1 | |
52 | D13-4 | ALA 健身俱樂部配電柜 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 | |
53 | D13-5 | ALN 商場二配電柜 | 200/5 | 30×30I | 200/5 | 1 | |
54 | D13-6 | ATBH百貨商場弱電總控室雙切 | 75/5 |
| 75/5 | 1 | |
55 | D13-7 | 空 位 | 400/5 | 40I | 400/5 | 1 | |
56 | D16 | D16 | 進線柜 | 4000/5 | 120×50II | 4000/5 | 1 |
層配中AX柜需對總開關及各分支回路進行儀表加裝,其余柜體僅改裝總表。改裝仍采用多功能網(wǎng)絡電力儀表。
4 設計變更
4.1電費計量報表變更:
變更內容:運行系統(tǒng)中所有下拉菜單(曲線、電能計費報表)中的回路名稱改為儀表位置。
變更原因:客戶更改回路用戶名稱后,下拉菜單里回路名稱沒有關聯(lián),不方便用戶查詢。儀表位置是不變化的。
上海安科瑞電氣股份有限公司軟件設計部對客戶的要求經(jīng)過評審,同意對該項目進行電費計量報表變更。
4.2 添加功能:
為了實現(xiàn)上海四季廣場系統(tǒng)的電能管理以及客戶電費計量的直觀性,四季廣場物業(yè)管理部門經(jīng)過討論需要增加以下附加功能:
月電能(總電能)對比報表
含一年內十二個月各月電能對比和查詢任意兩個月的電能對比。
日電能(總電能)對比報表
含一月內各日電能對比和查詢任意兩日的電能對比。
電費計量(原復費率電費計量保存)
總用電量不分復費率,單價計量電費。
月MD值對比(要求同*條)
電流變比
做出電流變比報表,并能打印。電流變比報表里要有儀表出廠編號。
上海安科瑞電氣股份有限公司軟件設計部對客戶的要求經(jīng)過評審,同意對該項目進行軟件添加以上功能。
5 系統(tǒng)功能
5.1系統(tǒng)主界面
系統(tǒng)開機后會自動進入操作系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡單方便;運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示(顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息),模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示;系統(tǒng)具有人機界面友好,顯示數(shù)據(jù)直觀,方便用戶查閱。
1#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖
2#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖
5.2報表查詢功能
5.2.1遙測報表查詢
報表可以查詢任意時刻所有回路的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù),并有報表打印及導出功能。
遙測報表
5.2.2歷史電度報表查詢
報表可以查詢所有回路任意時間間隔段所用的電度數(shù),同時報表具有打印及導出功能
歷史報表
5.2.3復費率報表查詢
含有任意時段復費率電能查詢,本月復費率查看功能。
付費率報表
本月付費率報表
5.2.4電費計量
A、電費計量有權限登錄,如果沒有權限人員無法登錄此界面查看電費,更改數(shù)值。
MD申請值報表含有對各回路用電客戶MD值修改、電費修改、MD單價修改功能。
MD申請值輸入
B、現(xiàn)場2種不同智能儀表電費計量方式
B1、電費計量為帶MD的儀表,時段可以任意設定查詢。復費率時段電費自動算出。設定好要查時段,選擇回路,就自動算出電費。
注:平2電費7、8、9三個月按峰電費計量,其余各月按平電費計量(自動生成)。
電費清單報表
B2、無MD電費的智能儀表,電費根據(jù)復費率時段自動算出。
電費清單報表
5.2.4 CT報表查詢
報表可以查詢所有回路的CT值,具有打印及導出功能,方便管理人員后期維護的工作。
CT報表
5.3趨勢曲線功能
曲線趨勢:實現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流、MD繪制趨勢曲線,分析該回路配電運行狀況。曲線可對測量數(shù)據(jù)量程進行設置,還可設置開始時間和時間間隔,方便用戶進行任意時間的曲線查看。
電流趨勢曲線
MD趨勢曲線
5.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報警
在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時,會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路,同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱,以便用戶查詢,追憶故障原因。
實時性:項目實施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄,1天2次,各回路時間不統(tǒng)一,可對性差;項目實施后后臺實時采集,50mS一次,可比性強。
存儲管理:項目實施前紙質記錄,查詢時翻箱倒柜,年久易失,數(shù)據(jù)日期管理復雜;項目實施后計算機存儲,數(shù)據(jù)可存儲10年以上,查詢速度快,只需鼠標一點,迅速準確。
整體分析:項目實施前各個時段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比;項目實施后通過曲線分析,峰平谷時段對比明顯,便于削峰填谷,而且三相用電的調配相對均衡。
數(shù)據(jù)安全:項目實施前分散管理,手工定時備份,對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準確;項目實施后同步集中管理,系統(tǒng)自動即時備份。
設備管理:項目實施前各個抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看,斷電時無報警;項目實施后通過后臺一次系統(tǒng)圖清晰展示,回路跳閘時,后臺自動記錄,并伴隨自動報警。
負荷調整:項目實施前調整三相回路負荷平衡比較困難;項目實施后實時管理分配各個回路電流任務,使三相電流平衡,日志記錄。
7 結束語
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點,在上海四季廣場項目上得以成功應用。隨著計算機信息技術的普及,低壓配電智能化的要求也越來越高,變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實,系統(tǒng)對各種用電設備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析,便于維護人員明確設備狀況,制定詳細的設備維護計劃,減少人力投入,提高工作效率,從而降低整個系統(tǒng)的運營成本。
參考文獻:
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
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上海安科瑞電氣股份有限公司
:徐霜 :
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