深圳市康和盛大樓電能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
韓來發(fā)
上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘 要：隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長、各種新型負(fù)載的不斷出現(xiàn)和國家對(duì)節(jié)能減排的嚴(yán)格要求，使得用戶更加需要有效的電能管理方案來應(yīng)對(duì)上訴變化所帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)輸配電系統(tǒng)的可靠、高效、低耗的運(yùn)行。
本文介紹基于PZ系列可編程智能電測(cè)表的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在深圳市康和盛大樓的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化電能計(jì)量管理。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；智能電表；電能管理軟件。
1 項(xiàng)目概況
深圳市康和盛大樓位于深圳市西麗火車站15號(hào)路西側(cè)，總建筑面積28287.51m²。建筑高度36米，有1棟7層倉庫用房及兩層地下室組成。
本項(xiàng)目共有一個(gè)配電室，位于地下二層，本棟大樓所有供電均從該配電室配出。另外，本工程還配備一臺(tái)360KW柴油發(fā)電機(jī)組，作為備用電源，當(dāng)市電停電時(shí)，從變電所市電開關(guān)輔助接點(diǎn)取發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)信號(hào)至發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組自啟動(dòng)。
在低壓配電，共有2兩路低壓配電進(jìn)線，兩面電容補(bǔ)償柜，一面雙電源切換柜，53路出線回路以及聯(lián)絡(luò)柜。所有回路安裝安科瑞電氣股份有效公司的PZ系列可編程電測(cè)表，對(duì)本回路用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，處理。詳細(xì)清單如表1所示：
表1：
|
柜號(hào) |
回路編號(hào) |
回路名稱 |
儀表型號(hào) |
地址 |
波特率 |
CT |
|
1AA |
1AA-N1 |
消防電梯動(dòng)力1 |
PZ80 |
51 |
9600 |
100/5 |
|
1AA-N2 |
消防電梯動(dòng)力2 |
PZ80 |
52 |
9600 |
100/5 |
|
1AA-N3 |
備用 |
PZ80 |
53 |
9600 |
75/5 |
|
1AA-N4 |
備用 |
PZ80 |
54 |
9600 |
400/5 |
|
1AA-N5 |
備用 |
PZ80 |
55 |
9600 |
400/5 |
|
1AA-N6 |
備用 |
PZ80 |
56 |
9600 |
400/5 |
|
2AA |
2AA-N1 |
地下1層消防風(fēng)機(jī) |
PZ80 |
57 |
9600 |
100/5 |
|
2AA-N2 |
地下2層消防設(shè)備 |
PZ80 |
58 |
9600 |
150/5 |
|
2AA-N3 |
地下2層設(shè)備房風(fēng)機(jī) |
PZ80 |
59 |
9600 |
75/5 |
|
2AA-N4 |
備用 |
PZ80 |
60 |
9600 |
100/5 |
|
2AA-N5 |
備用 |
PZ80 |
61 |
9600 |
150/5 |
|
2AA-N6 |
地下2層消防水泵 |
PZ80 |
62 |
9600 |
300/5 |
|
2AA-N7 |
備用 |
PZ80 |
63 |
9600 |
300/5 |
|
3AA |
3AA-N1 |
地下1層應(yīng)急照明 |
PZ80 |
64 |
9600 |
40/5 |
|
3AA-N2 |
地下2層應(yīng)急照明 |
PZ80 |
65 |
9600 |
40/5 |
|
3AA-N3 |
地下1層消防控制室 |
PZ80 |
66 |
9600 |
75/5 |
|
3AA-N4 |
地下2層弱點(diǎn)房 |
PZ80 |
67 |
9600 |
75/5 |
|
3AA-N5 |
地下2層變配電房 |
PZ80 |
68 |
9600 |
75/5 |
|
3AA-N6 |
備用 |
PZ80 |
69 |
9600 |
100/5 |
|
3AA-N7 |
備用 |
PZ80 |
70 |
9600 |
100/5 |
|
3AA-N8 |
地下1,2層照明總箱 |
PZ80 |
71 |
9600 |
75/5 |
|
3AA-N9 |
備用 |
PZ80 |
72 |
9600 |
100/5 |
|
4AA |
4AA-N1 |
1F~3F倉儲(chǔ) |
PZ80 |
51 |
9600 |
1500/5 |
|
4AA-N2 |
備用 |
PZ80 |
52 |
9600 |
400/5 |
|
4AA-N3 |
備用 |
PZ80 |
53 |
9600 |
100/5 |
|
4AA-N4 |
1F~4F應(yīng)急照明 |
PZ80 |
54 |
9600 |
300/5 |
|
5AA |
5AA |
電容補(bǔ)償柜 |
PZ80 |
55 |
9600 |
800/5 |
|
6AA |
6AA |
1TM進(jìn)線 |
PZ80 |
56 |
9600 |
2000/5 |
|
7AA |
7AA |
聯(lián)絡(luò) |
PZ80 |
57 |
9600 |
2000/5 |
|
8AA |
8AA |
2TM進(jìn)線 |
PZ80 |
51 |
9600 |
2000/5 |
|
9AA |
9AA |
電容補(bǔ)償柜 |
PZ80 |
52 |
9600 |
800/5 |
|
10AA |
10AA-N1 |
4F~7F倉儲(chǔ) |
PZ80 |
53 |
9600 |
1500/5 |
|
10AA-N2 |
備用 |
PZ80 |
54 |
9600 |
400/5 |
|
10AA-N3 |
備用 |
PZ80 |
55 |
9600 |
400/5 |
|
10AA-N4 |
備用 |
PZ80 |
56 |
9600 |
200/5 |
|
11AA |
11AA |
發(fā)電機(jī) |
PZ80 |
57 |
9600 |
1000/5 |
|
11AA |
11AA |
市電 |
PZ80 |
58 |
9600 |
1000/5 |
|
12AA |
12AA-N1 |
地下1層應(yīng)急照明 |
PZ80 |
51 |
9600 |
40/5 |
|
12AA-N2 |
地下2層應(yīng)急照明 |
PZ80 |
52 |
9600 |
40/5 |
|
12AA-N3 |
地下3層消防控制室 |
PZ80 |
53 |
9600 |
75/5 |
|
12AA-N4 |
地下2層弱點(diǎn)機(jī)房 |
PZ80 |
54 |
9600 |
75/5 |
|
12AA-N5 |
地下2層變配電房 |
PZ80 |
55 |
9600 |
75/5 |
|
12AA-N6 |
消防電梯動(dòng)力1 |
PZ80 |
56 |
9600 |
100/5 |
|
12AA-N7 |
屋頂人防報(bào)警 |
PZ80 |
57 |
9600 |
40/5 |
|
12AA-N8 |
消防電梯動(dòng)力2 |
PZ80 |
58 |
9600 |
100/5 |
|
12AA-N9 |
備用 |
PZ80 |
59 |
9600 |
75/5 |
|
13AA |
13AA-N1 |
地下1層消防風(fēng)機(jī) |
PZ80 |
60 |
9600 |
100/5 |
|
13AA-N2 |
地下2層消防設(shè)備 |
PZ80 |
61 |
9600 |
150/5 |
|
13AA-N3 |
地下3層設(shè)備房風(fēng)機(jī) |
PZ80 |
62 |
9600 |
75/5 |
|
13AA-N4 |
1F~7F應(yīng)急照明 |
PZ80 |
63 |
9600 |
300/5 |
|
13AA-N5 |
備用 |
PZ80 |
64 |
9600 |
150/5 |
|
13AA-N6 |
地下2層消防水泵 |
PZ80 |
65 |
9600 |
300/5 |
|
13AA-N7 |
備用 |
PZ80 |
66 |
9600 |
300/5 |
|
14AA |
14AA總 |
總開關(guān) |
PZ80 |
67 |
9600 |
300/5 |
|
14AA-N1 |
地下1層生活水泵 |
PZ80 |
68 |
9600 |
50/5 |
|
14AA-N2 |
地下2層非消防動(dòng)力 |
PZ80 |
69 |
9600 |
50/5 |
|
14AA-N3 |
普通電梯1 |
PZ80 |
70 |
9600 |
75/5 |
|
14AA-N4 |
普通電梯2 |
PZ80 |
71 |
9600 |
75/5 |
|
14AA-N5 |
普通電梯3 |
PZ80 |
72 |
9600 |
75/5 |
|
14AA-N6 |
地下1層環(huán)境照明 |
PZ80 |
73 |
9600 |
75/5 |
|
14AA-N7 |
屋頂景觀照明 |
PZ80 |
74 |
9600 |
40/5 |
2 用戶需求
為了能實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓用電量進(jìn)行自動(dòng)采集、遠(yuǎn)傳和存儲(chǔ)、預(yù)處理、線損統(tǒng)計(jì)及分析的電能綜合管理平臺(tái)，大樓需采用一套電能管理系統(tǒng)軟件，將各個(gè)用電回路的用電狀況及用電量進(jìn)行管理，將各種用電量及相關(guān)數(shù)據(jù)通過圖、表等方式展現(xiàn)給本地網(wǎng)絡(luò)的管理層，并預(yù)留接口，為日后向上級(jí)管理平臺(tái)提供用電量分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。達(dá)到自動(dòng)采集、集中管理的一個(gè)智能化電能管理系統(tǒng)。
3 設(shè)計(jì)方案
3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
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(shù)規(guī)范
DL/T 698.31-2010 第3.1部分： 電能信息采集終端技術(shù)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(shù)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(dòng)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(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB2887 計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件
3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)系統(tǒng)采設(shè)計(jì)了一套Acrel2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1所示：
圖1
整套電能管理系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等，整個(gè)系統(tǒng)的核心Acrel3000電能管理軟件安裝于電能管理主機(jī)，UPS電源作為不間斷電源，當(dāng)設(shè)備供電出現(xiàn)故障時(shí)，可以保證電能管理主機(jī)正常運(yùn)行，電能數(shù)據(jù)不丟失。
電能管理系統(tǒng)設(shè)于配電室隔壁的電能管理值班室，配電室內(nèi)所有電力儀表均通過485總線的形式連至值班室內(nèi)電能管理柜內(nèi)的智能串口服務(wù)器，最終接入電能管理主機(jī)
整個(gè)配電系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，采用現(xiàn)代通訊技術(shù)，對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的用電狀況進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)環(huán)節(jié)、每種設(shè)備的用電量；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電故障，避免用電的浪費(fèi)。
3.3 系統(tǒng)功能
數(shù)據(jù)采集與管理
配電需要的數(shù)據(jù)采集主要通過PZ80可編程智能電測(cè)表、PT、CT等裝置，將現(xiàn)場(chǎng)各用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，包括：電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度等遙測(cè)信息及斷路器分合閘狀態(tài)等遙信狀態(tài)進(jìn)行采集。儀表均通過485總線連接至智能通訊服務(wù)器，并通過以太網(wǎng)接口接入至電能管理主機(jī)。PZ系列可編程智能電測(cè)表采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，最大傳輸距離為1.2km。
信息處理
對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)所采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)。對(duì)同用電單位不同時(shí)期、不同用電單位同一時(shí)期用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；作為電費(fèi)的管理平臺(tái)，與實(shí)際發(fā)生電費(fèi)進(jìn)行比較；根據(jù)移動(dòng)油機(jī)發(fā)電量，對(duì)消耗燃油進(jìn)行估算。
清晰的反映整棟大樓各個(gè)部門的用電構(gòu)成，建立標(biāo)桿部門，通過與標(biāo)桿部門的比較，發(fā)現(xiàn)偷電、漏電、長明燈、未使用設(shè)備下電等環(huán)節(jié)；對(duì)不同的節(jié)能方案節(jié)能效果的評(píng)估，有利于有針對(duì)性地選擇節(jié)能措施，還可以作為合同能源管理項(xiàng)目的計(jì)量系統(tǒng)；
電能報(bào)表實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了所有電能數(shù)據(jù)的按時(shí)間查詢，分為分鐘、小時(shí)、日、月年等五種類型；
電能匯總表，所有監(jiān)控設(shè)備電能匯總，按時(shí)間段查詢，自動(dòng)計(jì)算任意時(shí)段用電量；
打印及導(dǎo)出，所有報(bào)表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式導(dǎo)出；
電能匯總?cè)鐖D2所示
圖2
畫面顯示
19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測(cè)量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)位信息。
用電趨勢(shì)
負(fù)荷趨勢(shì)曲線提供了某一段時(shí)間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢(shì)，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，可為今后新增部門和設(shè)備提供科學(xué)的用電量估算；通過分析大樓內(nèi)每個(gè)設(shè)備的用電量和設(shè)備的品牌、型號(hào)、使用年限等設(shè)備詳細(xì)信息來評(píng)估設(shè)備用電是否合理；通過大樓內(nèi)各部門用電同比、環(huán)比的報(bào)表分析，得出各設(shè)備用電是否合理； 對(duì)某一節(jié)能設(shè)備或技術(shù)在使用一定時(shí)間后，評(píng)測(cè)的節(jié)能效率是否與當(dāng)初的預(yù)計(jì)一致。用電趨勢(shì)如圖3所示：
圖 3
告警與控制
告警的提示和通知模塊可以將日常監(jiān)控系統(tǒng)管理模塊統(tǒng)計(jì)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，對(duì)超出標(biāo)桿電量一定范圍的數(shù)據(jù)，通過硬件的支持發(fā)出聲光、短信、工單等形式的告警
4 結(jié)束語
該項(xiàng)目所采用的Acrel3000電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2011年低正式投入運(yùn)行，整個(gè)
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全，極大的方便了用戶的使用，提供了大量實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核做出了只管依據(jù)，為進(jìn)一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
任致程，周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007.4
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