蘇州歐蓓沙中華美食城電能管理系統的設計與應用

何花

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹蘇州歐蓓沙中華美食城電能管理系統，采用智能電力儀表和預付費儀表采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統實(shí)現配電回路用電的預付費報警、實(shí)時(shí)監控和電能管理。

關(guān)鍵詞：商住一體;歐蓓沙中華美食城;樓層;預付費電表；Acrel-3000型；電能管理系統；售電管理軟件

0、概述

  歐蓓莎·中華美食城，中國服務(wù)業(yè)500強歐蓓莎集團鼎力打造。項目位于越溪城市副中心，百萬(wàn)平米商圈核心、五百萬(wàn)平米社區中央，緊臨軌道交通4號線(xiàn)興昂路站，西臨友新高架、南鄰繞城高速、北接吳中大道，蘇嘉杭高速公路近在咫尺，向北5分鐘抵達人民路，聯(lián)通觀(guān)商圈。

  本項目為蘇州歐蓓沙中華美食城電能管理系統。根據配電系統管理的要求，需要對蘇州歐蓓沙中華美食城的樓層配電箱回路進(jìn)行電能管理，另外配合售電系統對商鋪進(jìn)行收費，以保證用電的透明、安全、可靠和。

  Acrel-3000型低壓智能配電系統，充分利用了現代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，對變配電系統進(jìn)行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進(jìn)行組網(wǎng)，通過(guò)計算機和通訊網(wǎng)絡(luò )，將分散在樓層的現場(chǎng)設備連接為一個(gè)有機的整體，實(shí)現電網(wǎng)運行的遠程監控和集中管理，輔助預付費售電管理。

1、系統結構描述

  本監控系統主要實(shí)現歐蓓沙中華美食城的0.4kV樓層配電系統進(jìn)行用電監控與預付費管理，監控范圍為樓層52臺DTSY1352-C，602臺DDSY1352-C，35臺PZ96，17臺PZ72，共38條總線(xiàn)，分別接入三個(gè)串口服務(wù)器，在主樓設置后臺進(jìn)行監控管理及收費管理，兩個(gè)輔樓通過(guò)采集箱局部組網(wǎng)后經(jīng)光纖通訊接入后臺。

  本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；

  如圖（1）、（2）、（3）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

圖（2）網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

圖（3）網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

  間隔設備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

  網(wǎng)絡(luò )通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

  站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

  以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數據但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據zui高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達32個(gè)設備，zui大傳輸距離為1.2km。

2、電能管理系統主要功能

2.1  數據采集與處理

  數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò )儀表采集完成，實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態(tài)等數據。

  數據處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù)，達到配電監控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。

2.2  人機交互

  系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示配電系統設備狀態(tài)及相應實(shí)時(shí)運行參數，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續記錄顯示等。

2.3  歷史事件

  歷史事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過(guò)歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢(xún)條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個(gè)系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數據庫建立與查詢(xún)

  主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶(hù)查詢(xún)打印。

2.5  用戶(hù)權限管理

  針對不同級別的用戶(hù)，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現配電系統的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶(hù)對賬號和權限的修改。

2.6  遠程報表查詢(xún)

  報表管理程序的主要功能是根據用戶(hù)的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經(jīng)過(guò)篩選、組合和統計生成用戶(hù)需要的報表數據。本程序還可以根據用戶(hù)的需要對報表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶(hù)提供了對生成的報表文件管理功能。

  報表具有自由設置查詢(xún)時(shí)間實(shí)現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

3、售電軟件功能

  1.登錄管理：主要管理登錄系統的操作，包括操作員管理，修改操作員密碼，權限的管理等。

  2.系統設置：系統相關(guān)參數維護管理。

  3.客戶(hù)管理：包括新表開(kāi)戶(hù)，換表補電，過(guò)戶(hù)處理，注銷(xiāo)客戶(hù)信息等。

  4.IC卡操作: 包括讀卡，清卡，售電寫(xiě)卡，制作各種參數卡等。

  5.數據查詢(xún)：各類(lèi)明細報表，統計報表，通用查詢(xún)等。

  6.數據管理：系統數據庫備份，數據庫管理

4、案例分析

  蘇州歐蓓沙中華美食城電能管理系統為樓層配電箱的管理，本項目針對這及樓層配電箱的0.4kV配電和進(jìn)行電能管理、售電充值。

  各回路采用DTSY1352-C、DDSY1352-C系列網(wǎng)絡(luò )電力儀表，該儀表主要測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電度、無(wú)功電度、剩余電量、表號。其余公共計量部分采用PZ系列多功能電表進(jìn)行電能計量與管理。

  低壓配電二次圖見(jiàn)圖（4）和圖（5），功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線(xiàn)三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實(shí)現顯示現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)，主要包括：開(kāi)關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時(shí)會(huì )發(fā)出報警信號，提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障；剩余電量顯示及報警。

圖（4）預付費管理圖

圖（5）低壓配電二次圖

  遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)和負載進(jìn)線(xiàn)監控，對開(kāi)關(guān)變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時(shí)處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備歷史查詢(xún)功能。見(jiàn)圖（6）。

圖（6） 實(shí)時(shí)遙信報警信息

  參數抄表功能，主要對低壓各出線(xiàn)回路的電參數進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢(xún)供所有電表的參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。見(jiàn)圖（7）。

                    圖（7） 參數抄表

  用電量報表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段電度累計查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示，顯示某段時(shí)間內的各配電回路的用電量，用戶(hù)可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見(jiàn)圖（8）。

圖（8） 電能報表

  系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網(wǎng)結構，系統采用分層分布式結構，同時(shí)監測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見(jiàn)圖（9）。

圖（9）系統通訊結構示意圖

5、結束語(yǔ)

  隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶(hù)的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在蘇州歐蓓沙中華美食城的應用，可以實(shí)現對樓層配電的實(shí)時(shí)監控與電能管理，并且對于預付費售電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)報警，通知商鋪及時(shí)繳費，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò )通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電力監控系統。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話(huà)框及語(yǔ)音提示，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統運行安全、可靠、穩定，為變電所用戶(hù)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的社會(huì )效益。［2］

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].周中等編著(zhù). 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控與電能管理系統產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10