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，各類用電商業(yè)對于電能的管理已經(jīng)不僅局限于按月的電能計量結(jié)算了，對供電系統(tǒng)運行的實時監(jiān)測、對電能量按工序或設(shè)備的考核、甚至是成本核算，都需要建立起動態(tài)實時的電能管理系統(tǒng)。本文介紹了基于實時數(shù)據(jù)采集的電能管理系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用情況，對實時電能管理系統(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)用要點進行了分析研究。

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（以下簡稱電能表）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)通訊方式與實時電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，實時電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將處于分散狀態(tài)的電能數(shù)據(jù)讀取到實時電能采集數(shù)據(jù)庫；依靠實時電能采集數(shù)據(jù)庫，電能采集監(jiān)測系統(tǒng)可以提供動態(tài)實時的電能采集網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測功能；再通過電能數(shù)據(jù)上傳接口定時將電能管理數(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，按照設(shè)定的處理周期進行電量結(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，用電管理也逐步實現(xiàn)了家表，抄表到戶的制度。 但是隨之而來的問題是大量用電數(shù)據(jù)的回抄和管理。 同時，用電的客戶群體的多類型決定了高質(zhì)量的供電要求。

  伴隨著各類現(xiàn)代化的智能產(chǎn)品不斷出現(xiàn) ，在電能管理方面 ，通過工業(yè)以太網(wǎng)來管理電能系統(tǒng)的研究逐漸成為電能系統(tǒng)的主流。 而對電能的遠(yuǎn)程操控通過人機界面對電能采取遠(yuǎn)程管理控制 ，并對采集來的數(shù)據(jù)的進行高速的分析、計算、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)，實時監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)以便后期管理。

2、電能管理系統(tǒng)的設(shè)計

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。   

   本項目的電能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對低壓配電回路的實時監(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，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設(shè)備進行組合，及時的顯示站內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證站內(nèi)人員的生命安全，提高車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，在線監(jiān)測系統(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算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，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)級計算機、打印機、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)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

  現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的安科瑞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)場配置居正的電能表，實現(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；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。

2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 

  電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個設(shè)備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入串口服務(wù)器，來實現(xiàn)與主機的傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

  系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了次主接線圖界顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

2.3.1購電情況顯示

  安科瑞電能管理系統(tǒng)具備友好的人機界面，能夠以圖表形式直觀顯示配電線路的分布情況且數(shù)據(jù)采集頻率為1S，同時將實時采集的各回路的電參量信息，并在系統(tǒng)中實時顯示購電狀態(tài)，如電量較低會報警。如下圖所示：

2.3.2電能報表分析

  安科瑞電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況（本項目電能報表為客戶定制），即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。具體如下圖：

2.3.3報警信息設(shè)置及查詢

  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，進而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進行記錄和存儲。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實時監(jiān)測配電情況，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手機短信報警

  安科瑞電能管理系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，業(yè)主可通過短信報警。業(yè)主在輸入后，系統(tǒng)設(shè)置好低電量發(fā)送后，在低電量情況下會自動短息通知商戶，讓商戶購電。

3、電能管理系統(tǒng)的意義

  綜上所述，針對以上問題，并根據(jù)客戶要求，對各個配電回路的遠(yuǎn)程監(jiān)測和集中管理，而且還實現(xiàn)了根據(jù)各監(jiān)測設(shè)備進行分項電能統(tǒng)計。通過對電能管理系統(tǒng)設(shè)置，工作人員可以在短時間內(nèi)做出正確的判斷并進項操作。在全面了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時、準(zhǔn)確的處理故障。除此之外，他更有重要的社會效益。減少人類在強電場中的工作時間，對從業(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)計中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng) 

作者簡介：

  涂志燕，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電