江苏曙光光电有限公司电能管理系统的设计与应用

安科瑞 鲍静君

　　摘要：介绍江苏曙光光电有限公司电能管理系统系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-3000型电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控和电能管理。

　　关键词：工业项目;曙光广电;变电所;智能电力仪表;Acrel-3000;电能管理系统

　　0  概述

　　江苏曙光光电有限责任公司，是中国兵器工业集团公司直属骨干企业，国家计量单位，，地处扬州市新城区，南临宁通高速公路，交通十公便捷。本厂建机械加工、光学冷加工、光学镀膜、表面处理、薄壁铸造、印制线路板加工、电子装配；激光加工设备的生产制造、机床数控及交流伺服系统、纺织机械电控系统等生产线。

　　Acrel-3000型电能管理系统对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络将分散的配电所的现场设备连接为一个整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。

　　1  系统结构描述

　　本项目共126只AEM96/CFK多功能仪表、24只DTSD1352多功能仪表、3只PZ80L-AI3仪表。在配电室内放置采集装置，现场多功能仪表经RS485总线连接至对应的采集装置，现场串口服务器经网线将数据传输至监控主机上。

　　本监控系统采用分层分布式结构，即设备层，通讯层与站控管理层。

　　现场设备层主要为多功能网络电力仪表，这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。

　　网络通讯层主要为：工业串口服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。

　　站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。

　　2  电能管理系统主要功能

　　2.1  数据采集与处理

　　数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度EpI、远程设备运行状态等数据。

　　数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。

　　2.2  人机交互

　　系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。

　　2.3  历史事件

　　历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

　　2.4  数据库建立与查询

　　主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。

　　2.5  用户权限管理

　　针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。

　　2.6  报表查询

　　报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。

　　报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。

　　3  案例分析

　　进线回路采用DTSD1352多功能电力仪表，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电能管理需求而设计的网络电力仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等。

　　低压配电一次图见图（1），功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量，其中包括：线三相电压，电流，功率，功率因数，电能，频率等电参量及配出回路的三相电流；遥信功能实现显示现场设备的运行状态，主要包括：开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警；断路器变位时会发出报警信号，提醒用户及时处理故障。

图（1）低压配电一次图

　　参数抄表功能，主要对低压各出线回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询，具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询电参数主要包括：三相电流、有功功率和有功电度及变压器温度。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。见图（2）。

图（2） 参数抄表

　　用电量报表功能，可选择时间段进行查询，支持任意时间段电度累计查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示，显示健身房某段时间内的各配电回路的用电量，用户可以直接打印报表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 见图（3）。

　　负荷趋势曲线界面中可直观的查看回路的负荷运行情况。查看实时和历史趋势曲线，点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；帮助用户进线趋势分析和故障追忆，具备曲线打印功能。为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。见图（5）。

图（5）趋势曲线图

　　4  结束语

　　供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，全国各地工程项目、标志性建筑、大型公共设施等用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。电能管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业降低运作成本，提高生产效率，变配电过程中异常的反应速度。