昆山市公安局新型電能管理系統(tǒng)的設計與應用

摘要：隨著電力改革的不斷深入，對用配電管理的現(xiàn)代化水平要求越來越高，能夠快速、準確地獲得各用電環(huán)節(jié)的電能數(shù)據(jù)，用電量分析、負荷管理、運行狀況監(jiān)測、電費自動結算，提高經(jīng)濟效益的有力手段。為了使監(jiān)控系統(tǒng)不斷得到完善，近年來技術人員對監(jiān)控系統(tǒng)的研究工作逐步增加，并且開始使用新的技術對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進行改造，為當前各部門優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的構建提供了極大幫助。本文通過昆山市公安局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓項目中的配電室的應用介紹安科瑞電能管理系統(tǒng)在大型綜合樓用電管理中的應用。

關鍵字：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

  配電自動化，是一項集計算機技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質量，向用戶提供優(yōu)質服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。
  大型公建電能管理系統(tǒng)是響應節(jié)能降耗和精細化能源管理號召的產(chǎn)物，旨在提高終端用電效率和改變用電方式，在滿足同樣用電功能的同時，實現(xiàn)用電和設備危險預警、減少電量消耗和電力需求，達到安全用電、節(jié)約資源和保護環(huán)境、實現(xiàn)“安全用電、經(jīng)濟用電、有序用電、智能用電”的用電目標。本文通過對昆山市公安局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓項目電能管理系統(tǒng)的建設，介紹安科瑞電能管理系統(tǒng)在大型公建中的應用。

 

1 項目概述及建設目標

 

  信息時代的到來，要求不間斷供電的設備越來越多，給供電提出了更高的要求。停電或限電會導致大量數(shù)據(jù)丟失，而忽然的停電則會危害數(shù)據(jù)中心的重要設備。落后的人工配電方式，針對現(xiàn)代化的大型公建是不適用的。只有實現(xiàn)配電自動化，才可能提高供電質量，滿足人們日常生活工作與生產(chǎn)的需要。實現(xiàn)配電站自動化可提高供電的可靠性。實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化，可減少故障次數(shù)，縮小事故范圍，縮短事故時間，為恢復供電、快速分析、診斷、報告事故原因提供有效的依據(jù)。
  現(xiàn)昆山市公安局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓為響應節(jié)能減排政策故在低壓等級配電加裝電力儀表。為保證該設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)的設計

 

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結構、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)對配電房內低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示站內各個配電回路的運作狀態(tài)，當站內電力系統(tǒng)的負載越標時，電能管理系統(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，便于有關人員分析站內各部分的用電狀況，使配電間內的用電活動更加安全，從而保證工作人員的生命安全，提高工作人員的工作效率。
  2.1 系統(tǒng)結構
  依據(jù)昆山市公安局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設采用分層分布式結構，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層、現(xiàn)場設備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡結構如圖所示：

  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)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。
  通訊層使用的設備為串口服務器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。
  現(xiàn)場設備層主要是連接于網(wǎng)絡中用于電參量采集測量的安科瑞PZ系列儀表，也是構建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置PZ系列的電力儀表，實現(xiàn)低壓配電回路電流、電壓、功率、電能等電參量監(jiān)測。
  2.2 網(wǎng)絡設計
  電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡系統(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)電能管理系統(tǒng)各項功能的基礎。把現(xiàn)場每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入串口服務器，來實現(xiàn)與主機的傳遞。
  2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計
  系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；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)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。
  2.3.1配電一次圖顯示
  電能管理系統(tǒng)具備友好的人機界面，能夠以配電一次干線圖的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，以及配電回路開關的分合閘狀態(tài)，實時顯示在系統(tǒng)界面中。如下圖所示：

  2.3.2數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計
  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，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，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。

  2.3.4電流曲線查詢
  電能管理系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線回路和重要負荷的出線設計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。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、電流及功率的設置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負荷等情況，便于工作人員解決。具體如下圖：

  2.3.5報警信息設置及查詢
  電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能它要求系統(tǒng)中有足夠的內存空間，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、電流及功率的設置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負荷等情況，便于工作人員解決。具體如下圖：

  2.3.6用戶權限管理
  電能管理系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行維護管理通過可靠的安全保障。

 

3供配電設計中應用電能管理系統(tǒng)的意義

  綜上所述，針對以上問題，并根據(jù)客戶要求，對配電系統(tǒng)加裝電力儀表，加裝后的電能管理系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)對各個配電回路的遠程監(jiān)測和集中管理，而且還實現(xiàn)了根據(jù)各監(jiān)測設備進行分類電能統(tǒng)計。通過對電能管理系統(tǒng)設置，工作人員可以在短時間內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。