安科瑞 方小燕 倪中明
上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定
摘要：本文介绍基于Acrel-3000电能管理软件和网络电力仪表而设计实现的一套分散式采集和集中管理的配电自动化系统，系统实现了配电网络在监控室中智能管理的功能，省去了值班人员现场操作的繁琐性，提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。
关键词：信息系统集成；网络电力仪表；应用；智能
0 引言
信息系统集成，就是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备(如网络电力仪表)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。系统集成采用功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。系统集成实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题，它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构。需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、建筑环境、施工配合、组织管理和人员配备相关的一切面向集成的问题。
下面介绍一下Acrel-3000电能管理系统在青岛中冶圣乔维斯南区智能住宅小区中的应用。
1 项目介绍
中冶圣乔维斯紧邻城市南北交通动脉青威路，毗邻区域东西主干道正阳路，鼎占成阳东部商圈核心；项目总建筑面积约20万㎡，集花园洋房、廊院小高层、风情商业街为一体，共约1590户，容积率仅为1.8，绿化率高达40%；整个项目的建筑风格充分遵循意大利托斯卡纳的原有风貌。整个小区以一横一纵两条主轴线景观为核心，结合地形和建筑的高差，设计以红酒、坡地、花卉等主题来营造质朴的台地景观效果。
中冶圣乔维斯南区电能管理系统现场分为1个低压配电室和1个高压变电所，低压配电室内采用安科瑞PZ96L-E4\C仪表5台、PZ72L-E\C仪表60台，小武松漏电火灾监控仪8台，对低压配电室内各回路的电流、电压、电能等电参量进行监控，对用电量进行分析。高压变电所内安装南瑞综保4台，针对两高压回路进行实时监测控制。
2 用户需求
对圣乔维斯南区配电系统管理需求进行详细分析，得出客户需求结论如下：
高压回路上开关量的实时监测和控制：主要针对短路器状态、手车状态、弹簧储能状态、接地刀状态的状态量采集和断路器分、合闸远程控制；低压配电间内各用电回路的实时电参量采集和断路器状态；负荷分析：各用电回路消耗电能形成电能报表，用电趋势形成曲线并附查询打印功能；报警：高压状态报警，低压越限报警。
3 设计方案
根据可靠性和高效率配电管理的要求，以及实用性，安全性，实时性，稳定性，可扩展性和易维护性的原则，上海安科瑞电气股份有限公司对中化平原化工有限公司的智能配电系统的改造提供如下设计方案。
3.1 参考标准
系统的设计满足以下所列制造和试验标准：
ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
JGJ/T 16-92 《民用建筑电气设计规范》
GB/J63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
GBJ63-93 《电力装置电测量仪表装置设计规程》
GB50254/59-96 《电气装置安装工程施工及验收规范》
IEC-61131-3 《图形可编程标准》
3.2 组网结构图拓扑图
3.3 仪表，通讯线缆，交换机及串口服务器选型
对圣乔维斯管理方提出的需求和我们确定的组网方案，站控管理层设备层采购华北工控的工业主机，三星19寸显示器，SANTAK的UPS；网络通讯层使用MOXA的NPORT5630-8串口服务器；现场设备层采上海安科瑞公司PZ96-E4系列网络电力仪表、小武松漏电监测仪、南瑞综保，总线铺设屏蔽双绞线，以满足系统组网的要求。
4 项目管理
上海安科瑞电气股份有限公司在明确用户需求，确定设计方案之后，对整个项目的整体管理制定了严格的管理计划：首先制定了项目章程，正式授权才之强为此项目的项目经理，此项目启动；其次，制定了初步的项目范围说明书和制定了项目管理计划，确定此项目分两步走，初期朱文龙负责现场线路的铺设，同步由才之强根据甲方提供的一次系统图完成软件的初步开发，中期现场通电后，才之强完成软件现场调试；后期，由才之强完成软件收尾；再次，指导和管理项目的执行和监督和控制项目，由公司项目实施部定期回了解访项目的实施情况；最后，对项目的整体变更由项目的变更评审委员会进行严格评审和完成项目过程中的所有活动，以正式结束此项目。
5 系统功能 上位机软件采用Acrel – 3000电力监控软件，通过软件进行设备配置、数据库变量配置、界面设计等，完成了在上位机软件监控及电能管理的功能。
5.1 一次图显示
Acrel – 3000软件通过中间采集设备采集现场电力监控仪表数据，并在系统一次图显示出来。如下图所示，各个回路三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能等电参量实时刷新显示，能直观反映该系统各进出线回路运行状况。
5.2 远程抄表查询
各个配电室各个回路按照时间段进行历史数据查询。选择回路后，可选择时间间隔、时间长度对该回路进行历史数据精确查询，包括电压、电流、功率、功率因数和电能等常用数据。查询结果可导出成EXCEL表格进行保存，也可打印保存。
5.3 趋势曲线
功率实时趋势显示及历史趋势查询功能。选择回路后，该回路实时趋势曲线会不断刷新，选择“起始时间”可查看该回路历史趋势曲线，选择“时间长度”可查看历史日、月、年趋势曲线，能更加直观反映该回路运行情况。
6 项目实施后的效果分析 实现数据集中采集,降低管理费用：可以实现各种电参量数据的集中采集记录,集中数据分析,减少分支变电所数据的沉淀，集中信息反映。 兼容性和可扩展性分析：Acrel – 3000电能管理系统充分考虑了与BA系统之间的互连互通，避免成为信息孤岛，只要稍做调整即可与正在实施或即将实施的楼宇自动化系统对接，可以充分保护企业的投资。 保持数据的原始性，防止被修改：原始的由现场电工抄表后送交管理层的方式,增加了因数据抄送过程中被修改而使领导读脏数据的几率，Acrel – 3000电能管理系统保持了数据的原始性，便于领导层了解真实的数据。
7 结束语 本文以Acrel-3000智能电能管理系统的三层网络拓扑结构为核心，分析了网络拓扑结构的选型，以及Acrel-3000电能管理系统的功能和性能指标。在电力监控系统中，配置网络电力仪表具有实施简明、投资少等显着优点，可以方便和实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少工作人员，提高效率。同时，根据建立的电能计量体系，可以了解、分析建筑总体能耗，提出降耗计划，采取节能降耗措施，逐步提高用电效率。
参考文献
[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》， 任致程、周中，中国电力出版社
作者简介：
倪中明 (1982-)，男，本科，毕业于青岛科技大学自动化学院，从事变配电监控系统工作。
联系电话：0510-86189395 邮箱：acrelfxy@163.com 网址：http://www.jyacrel.cn/ | 
