簡析福州三岐小學電能管理系統項目分析

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

 項目概述
??該項目總投資約2.6億元，建筑規模為4.8萬㎡，建設地點在南嶼鎮葛岐村、曉岐村。項目設有教學樓A區、教學樓B區、教學樓C區、綜合樓一區、綜合樓二區、室內籃球場、室內游泳館、足球場等。
??此電能管理系統為Acrel-3000V7.1系統，在結構設計和工程配置上充分考慮項目的實際情況,*的實現相關功能,滿足電力系統線路運行的相關要求,體現系統的各項技術特點。實現分散控制、集中管理、綜合監控。本項目電能管理系統采用分層分布式結構包括站控管理層、網絡通訊層及現場設備層。本系統站控層設置在消防控制室，系統有系統主機、顯示器 、通訊管理機等設備。系統為上級管理系統預留了通訊接口,可以進行相關數據信息的轉發和遠傳,從而實現資源信息的共享。

一、電能管理系統主要功能
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絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。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、遠程設備運行狀態等數據。
??數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

2、人機交互
??系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。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圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

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

4、數據庫建立與查詢
??主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

5、用戶權限管理
??針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

6、運行負荷曲線
??負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

7、遠程報表查詢
??報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶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時間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

二、系統監控內容
安科瑞PZ72L-E4/KC多功能電力儀表。
??PZ 系列三相功率表、電能表，采用交流采樣技術，可直接或間接測量三相電網中的電流和電壓、功率、電能等電參量。既可用于本地顯示，又能與工控設備連接，組成測控系統。產品符合企業標準 Q31/0114000129C017-2016 《PZ 系列交流可編程數顯智能表》的規定。儀表具有 RS-485 通訊接口，采用兼容 Modbus-RTU 協議；可將電量信號轉換成標準的模擬量輸出；可帶四路（兩路）開關量輸入/兩路開關量輸出。根據不同要求，通過儀表面板按鍵，對變比、報警、通訊等參數設置和控制。PZ系列儀表具有很高的性能，可以直接取代常規電力變送器及測量儀表。作為一種先進的智能化、數字化的前端采集元件，該電力儀表已廣泛應用于各種控制系統,SCADA 系統和能源管理系統中。

三、電能管理系統網絡構成
??本項目共133只多功能電力儀表，分別分布在教學樓A區、教學樓B區、教學樓C區的強電井內，綜合樓一區、綜合樓二區、室內籃球場、室內游泳館的強電井內，地下一層各分區電井內。在教學樓B區、綜合樓二區和地下室放置三臺采集裝置，現場智能儀表經R485總線連接至對應的采集裝置，現場通過光纖將數據傳輸至監控主機上。
??系統采用分層、分布式系統結構，縱向分為三層：監控層、通訊網絡層和現場控制層。系統使用高可靠性工業控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。
??監控層包括工程師站和遠動通信站，包含監控計算機、網絡交換機、以及Acrel-3000V7.1電能管理軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取通訊管理機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。
??通訊網絡層包括通訊管理機、網絡交換機等設備，網絡結構如下圖所示：

圖1 網絡結構圖

圖2 系統通訊結構示意圖

四、結束語
??隨著社會的發展及電力的廣泛應用，電能管理系統已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施、學校等用戶的選擇，本文介紹的Acrel-3000V7.1電能管理系統在福州三岐小學電能管理系統項目的應用，可以實現對低壓配電回路用電的實時監控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統。