涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：在信息化技術(shù)應(yīng)用日益發(fā)展的今天，各類(lèi)用電商業(yè)對(duì)于電能的管理已經(jīng)不僅局限于按月的電能計(jì)量結(jié)算了，對(duì)供電系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、對(duì)電能量按工序或設(shè)備的考核、甚至是成本核算，都需要建立起動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的電能管理系統(tǒng)。本文介紹了基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用情況，對(duì)實(shí)時(shí)電能管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、功能結(jié)構(gòu)及各環(huán)節(jié)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵字：電能管理系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；集中抄表系統(tǒng)；用電管理系統(tǒng)；

0、引言

  電能管理系統(tǒng)以智能電表（以下簡(jiǎn)稱(chēng)電能表）為數(shù)據(jù)采集的源頭，利用互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)通訊方式與實(shí)時(shí)電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，實(shí)時(shí)電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將處于分散狀態(tài)的電能數(shù)據(jù)讀取到實(shí)時(shí)電能采集數(shù)據(jù)庫(kù)；依靠實(shí)時(shí)電能采集數(shù)據(jù)庫(kù)，電能采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提供動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的電能采集網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)功能；再通過(guò)電能數(shù)據(jù)上傳接口定時(shí)將電能管理數(shù)據(jù)保存到電能數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫(kù)，按照設(shè)定的處理周期進(jìn)行電量結(jié)算，zui后利用電能管理信息系統(tǒng)提供電能管理信息。

1、項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

  隨著電網(wǎng)的發(fā)展和相關(guān)政策的出臺(tái)，用電管理也逐步實(shí)現(xiàn)了家表，抄表到戶(hù)的制度。 但是隨之而來(lái)的問(wèn)題是大量用電數(shù)據(jù)的回抄和管理。 同時(shí)，用電的客戶(hù)群體的多類(lèi)型決定了高質(zhì)量的供電要求。

  伴隨著各類(lèi)現(xiàn)代化的智能產(chǎn)品不斷出現(xiàn) ，在電能管理方面 ，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)管理電能系統(tǒng)的研究逐漸成為電能系統(tǒng)的主流。 而對(duì)電能的遠(yuǎn)程操控通過(guò)人機(jī)界面對(duì)電能采取遠(yuǎn)程管理控制 ，并對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)的進(jìn)行高速的分析、計(jì)算、控制，從而節(jié)省了大量的人力資源，提高了管理效率。

  現(xiàn)中駿石獅黃金海岸保證該設(shè)施供配電可靠故配置電能管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并保存數(shù)據(jù)以便后期管理。

2、電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮客戶(hù)的實(shí)際需求，以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。   

   本項(xiàng)目的電能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示站內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線(xiàn)圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動(dòng)更加安全，從而保證站內(nèi)人員的生命安全，提高車(chē)站工作人員的工作效率。  

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)   

  依據(jù)中駿石獅黃金海岸的配電情況分布情況，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示：

  站控管理層管理人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。

  通訊層使用的設(shè)備為串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。

  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測(cè)量的各類(lèi)型的安科瑞DDSF1352-C及DTSF1352-C儀表，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場(chǎng)配置居正的電能表，實(shí)現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、四象限電能等電參量監(jiān)測(cè)；并對(duì)每個(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 

  電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時(shí)的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)設(shè)備就地與總線(xiàn)連接，之后在把各條總線(xiàn)全部接入串口服務(wù)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)依據(jù)客戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了次主接線(xiàn)圖界顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；報(bào)表查詢(xún)與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權(quán)限管理等主要功能。

2.3.1購(gòu)電情況顯示

  安科瑞電能管理系統(tǒng)具備友好的人機(jī)界面，能夠以圖表形式直觀(guān)顯示配電線(xiàn)路的分布情況且數(shù)據(jù)采集頻率為1S，同時(shí)將實(shí)時(shí)采集的各回路的電參量信息，并在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示購(gòu)電狀態(tài)，如電量較低會(huì)報(bào)警。如下圖所示：

2.3.2電能報(bào)表分析

  安科瑞電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況（本項(xiàng)目電能報(bào)表為客戶(hù)定制），即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。具體如下圖：

2.3.3報(bào)警信息設(shè)置及查詢(xún)

  安科瑞電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能它要求系統(tǒng)中必須有足夠的內(nèi)存空間，進(jìn)而長(zhǎng)時(shí)間的、大量的對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對(duì)故障信息的記錄，即對(duì)故障發(fā)生時(shí)的實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。電能管理系統(tǒng)能通過(guò)管理人員對(duì)電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。

2.3.4手機(jī)短信報(bào)警

  安科瑞電能管理系統(tǒng)為了本項(xiàng)目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，業(yè)主可通過(guò)短信報(bào)警。業(yè)主在輸入后，系統(tǒng)設(shè)置好低電量發(fā)送后，在低電量情況下會(huì)自動(dòng)短息通知商戶(hù)，讓商戶(hù)購(gòu)電。

3、電能管理系統(tǒng)的意義

  綜上所述，針對(duì)以上問(wèn)題，并根據(jù)客戶(hù)要求，對(duì)各個(gè)配電回路的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和集中管理，而且還實(shí)現(xiàn)了根據(jù)各監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行分項(xiàng)電能統(tǒng)計(jì)。通過(guò)對(duì)電能管理系統(tǒng)設(shè)置，工作人員可以在短時(shí)間內(nèi)做出正確的判斷并進(jìn)項(xiàng)操作。在全面了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確的處理故障。除此之外，他更有重要的社會(huì)效益。減少人類(lèi)在強(qiáng)電場(chǎng)中的工作時(shí)間，對(duì)從業(yè)人員的身體健康更有著重要的意義，可以避免很多職業(yè)病、人為觸電事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

  [1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中電力出版社

  [2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng) 

作者簡(jiǎn)介：

  涂志燕，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電