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摘 要：隨sui著zhe電dian力li網wang絡luo的de不bu斷duan發fa展zhan，用yong電dian負fu荷he的de持chi續xu增zeng長chang，各ge種zhong新xin型xing負fu載zai的de不bu斷duan湧yong現xian，用yong戶hu更geng加jia關guan注zhu電dian能neng質zhi量liang的de問wen題ti，同tong時shi對dui節jie能neng減jian排pai也ye提ti出chu了le更geng加jia嚴yan格ge的de要yao求qiu。用yong戶hu需xu要yao更geng加jia有you效xiao的de電dian能neng管guan理li解jie決jue方fang案an，來lai應ying對dui上shang述shu變bian化hua帶dai來lai的de挑tiao戰zhan，以yi實shi現xian變bian配pei電dian係xi統tong的de持chi續xu、高效、低耗的運行。
關鍵詞：數據監測；智能電表；電能管理軟件。
0 引言
配電自動化，是一項集計算機技術、數據傳輸技術、控製技術、xiandaihuashebeijiguanliyuyitidezonghexinxiguanlixitong。qimudeshitigaogongdiankekaoxing，gaishandiannengzhiliang，xiangyonghutigongyouzhifuwu，jiangdiyunxingfeiyong，jianqingyunxingrenyuandelaodongqiangdu.
隨(sui)著(zhe)電(dian)力(li)網(wang)絡(luo)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)，用(yong)電(dian)負(fu)荷(he)的(de)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)，各(ge)種(zhong)新(xin)型(xing)負(fu)載(zai)不(bu)斷(duan)湧(yong)現(xian)，用(yong)戶(hu)更(geng)加(jia)關(guan)注(zhu)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)，同(tong)時(shi)也(ye)對(dui)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)加(jia)嚴(yan)格(ge)的(de)要(yao)求(qiu)。用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)更(geng)加(jia)有(you)效(xiao)的(de)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)來(lai)應(ying)對(dui)上(shang)述(shu)變(bian)化(hua)帶(dai)來(lai)的(de)挑(tiao)戰(zhan)，以(yi)實(shi)現(xian)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)持(chi)續(xu)可(ke)靠(kao)、高效低耗的運行。
本文以常熟滌綸有限公司電能管理係統為例，介紹電能管理係統在企業生產中的應用。
1 項目概況
常熟滌綸有限公司（原常熟市滌綸廠）是高強低伸滌綸長絲及FDY高強低收縮滌綸工業絲（細旦）專業生產企業，並擁有自營進出口權。公司創建於 1983 年，地處長江三角洲的常熟市董浜鎮徐市。 廠占地麵積 49900 平方米，建築麵積 27319 平(ping)方(fang)米(mi)，共(gong)有(you)四(si)個(ge)生(sheng)產(chan)廠(chang)區(qu)。由(you)於(yu)常(chang)熟(shu)滌(di)綸(lun)工(gong)廠(chang)用(yong)電(dian)量(liang)比(bi)較(jiao)大(da)，並(bing)且(qie)為(wei)響(xiang)應(ying)國(guo)務(wu)院(yuan)製(zhi)定(ding)的(de)一(yi)係(xi)列(lie)促(cu)進(jin)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)的(de)政(zheng)策(ce)措(cuo)施(shi)，更(geng)好(hao)的(de)對(dui)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)。因(yin)此(ci)建(jian)立(li)了(le)後(hou)台(tai)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)與(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)，對(dui)配(pei)電(dian)進(jin)行(xing)智(zhi)能(neng)化(hua)管(guan)理(li)。
該工廠變配電係統主要由工廠一樓高壓電機出線和三樓配電室進行變配電管理，共計一個高壓出線回路，32個低壓出線回路，均安裝PZ72-E4/KC可編程電測表，工廠三樓配電室提供整個常熟滌綸的生產所需電力。監控值班室設置在工廠的二樓監控室。
2 用戶需求
為了能實現對整個廠房用電量進行自動采集、遠傳和存儲、預處理、線xian損sun統tong計ji及ji分fen析xi的de電dian能neng綜zong合he管guan理li平ping台tai，廠chang房fang需xu采cai用yong一yi套tao電dian能neng管guan理li係xi統tong軟ruan件jian，將jiang各ge個ge用yong電dian回hui路lu的de用yong電dian狀zhuang況kuang及ji用yong電dian量liang進jin行xing管guan理li，將jiang各ge種zhong用yong電dian量liang及ji相xiang關guan數shu據ju通tong過guo圖tu、表等方式展現給本地網絡的管理層，並預留接口，為日後向上級管理平台提供用電量分析的數據基礎。達到自動采集、集中管理的一個智能化電能管理係統。
3 設計方案
3.1 設計標準
DL/T 698 電能信息采集與管理係統
DL/T 698.1-2009第1部分： 總則
DL/T 698.2-2010 第2部分： 主站技術規範
DL/T 698.31-2010 第3.1部分： 電能信息采集終端技術規範-通用要求
DL/T 698.35-2010第3-5部分： 電能信息采集終端技術規範-低壓集中抄表終端特殊要求
DL/T 698.41-2010第4-1部分： 通信協議-主站與電能信息采集終端通信
DL/T 698.42-2010第4-2部分： 通訊協議-集中器下行通信協議
DL/T/814-2002 配電自動化係統功能規範
GB/T/3047.1 麵板、架和櫃的基本尺寸係列
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設計技術規程》
GB2887 計算站場地技術條件
3.2 係統結構
Acrel-3000電能管理係統以監控主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建築的實時數據采集、開關狀態監測及遠程管理與控製提供了基礎平台，它可以和檢測、控製設備構成任意複雜的監控係統。該係統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如圖1所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。
1）站控管理層
站zhan控kong管guan理li層ceng針zhen對dui電dian能neng管guan理li係xi統tong的de管guan理li人ren員yuan，是shi人ren機ji交jiao互hu的de直zhi接jie窗chuang口kou，也ye是shi係xi統tong的de最zui上shang層ceng部bu分fen。主zhu要yao由you係xi統tong軟ruan件jian和he必bi要yao的de硬ying件jian設she備bei，如ru工gong業ye級ji計ji算suan機ji、打印機、UPS電源等組成。監測係統軟件具有良好的人機交互界麵，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，並以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。
監控主機：用於數據采集、處理和數據轉發。為係統內或外部提供數據接口，進行係統管理、維護和分析工作。
打印機：係統召喚打印或自動打印圖形、報表等。
UPS：保證計算機監測係統的正常供電，在整個係統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行，提供足夠的時間進行數據存儲。
2）網絡通訊層
通訊層設備為CP134U-I擴展卡。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控製命令。
通訊介質：係統主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協議實現現場設備與上位機的實時通訊。
3）現場設備層
現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控製器構成數據采集終端，向數據中心上傳采集的數據。測量儀表擔負著最基層的數據采集任務，其監測的數據必須完整、準確並實時傳送至監控主機。
3.3 現場儀表
對於主進線回路的監測，采用安科瑞的PZ42-E4/KC，實現對該回路的主要電參量的測量，其中包括三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、頻率、功率因數、電能的峰平穀電能、以及斷路器分合狀態信號等。
對於其他的配電櫃出線回路，采用的都是PZ72-E4/KC電力儀表，PZ72-E4/KC多功能電表，為嵌入式安裝，可安裝在動力箱或低壓出線櫃門板上，麵板尺寸為72mm×72mm，規格為220/380V、5A，電流經互感器接入，精度0.5級，廣泛應用於高、低壓進線櫃、聯絡櫃、出線櫃、動力櫃等場合，帶RS485接口，Modbus通訊協議,詳細儀表清單如表一所示；
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回路編號 |
回路名稱 |
儀表型號 |
PT |
CT |
|
AH16 |
1 |
高壓電機 |
PZ72-E4/KC |
100 |
|
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5AA1 |
1 |
主進線 |
PZ72-E4/KC |
1 |
800 |
|
5AA2 |
1 |
冷凍1#（東） |
PZ72-E4/KC |
1 |
30 |
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2 |
冷凍2#（西） |
PZ72-E4/KC |
1 |
15 |
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3 |
240M3空壓機控製電源 |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
|
5AA3 |
1 |
幹燥1# |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
|
2 |
幹燥除濕1# |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
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3 |
紡絲2# |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
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4 |
紡絲1# |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
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5AA4 |
1 |
紡絲5# |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
|
2 |
紡絲6# |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
|
3 |
空調1# |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
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4 |
水泵1# |
PZ72-E4/KC |
1 |
15 |
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5AA5 |
1 |
卷繞2#4-6 |
PZ72-E4/KC |
1 |
15 |
|
2 |
卷繞1#4-6 |
PZ72-E4/KC |
1 |
15 |
|
3 |
卷繞1#1-3 |
PZ72-E4/KC |
1 |
15 |
|
4 |
卷繞2#1-3 |
PZ72-E4/KC |
1 |
15 |
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5 |
預熱爐+消防水泵 |
PZ72-E4/KC |
1 |
60 |
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Z-DP-2 |
1 |
卷繞6#1-3 |
PZ72-E4/KC |
1 |
100 |
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2 |
卷繞6#4-6 |
PZ72-E4/KC |
1 |
120 |
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3 |
卷繞5#4-6 |
PZ72-E4/KC |
1 |
120 |
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4 |
卷繞5#1-3 |
PZ72-E4/KC |
1 |
120 |
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Z-DP-1 |
1 |
照明北 |
PZ72-E4/KC |
1 |
120 |
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2 |
照明南 |
PZ72-E4/KC |
1 |
120 |
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3 |
煆燒爐 |
PZ72-E4/KC |
1 |
120 |
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4 |
備用2 |
PZ72-E4/KC |
1 |
120 |
3.4係統功能
上位機軟件為Acrel-3000電能管理係統組態軟件，該軟件是對現場電參量數據進行采集與監測的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態形式”而不是編程方式來進行係統集成，它提供了良好的用戶開發界麵和簡捷的工程實現方法，隻要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成對現場數據的采集與監測功能。Acrel-3000電dian能neng管guan理li係xi統tong具ju有you友you好hao的de人ren機ji交jiao互hu界jie麵mian，可ke實shi時shi和he定ding時shi采cai集ji現xian場chang設she備bei各ge電dian參can量liang及ji開kai關guan量liang狀zhuang態tai，並bing將jiang采cai集ji到dao的de數shu據ju上shang傳chuan給gei監jian控kong主zhu機ji進jin行xing實shi時shi顯xian示shi與yu存cun儲chu。係xi統tong還hai提ti供gong了le實shi時shi曲qu線xian和he曆li史shi趨qu勢shi曲qu線xian分fen析xi，符fu合he用yong戶hu設she計ji需xu要yao的de報bao表biao、事件記錄和故障報警等功能。整個係統可以實現所有回路用電量的采集和統計，實現了遠程自動抄表、電力監控與電能管理功能。
1）數據采集和顯示
現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)測(ce)量(liang)並(bing)采(cai)集(ji)回(hui)路(lu)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)，上(shang)位(wei)機(ji)軟(ruan)件(jian)再(zai)對(dui)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)定(ding)時(shi)或(huo)周(zhou)期(qi)采(cai)集(ji)並(bing)存(cun)儲(chu)，可(ke)以(yi)自(zi)由(you)設(she)置(zhi)采(cai)集(ji)的(de)時(shi)間(jian)周(zhou)期(qi)，最(zui)小(xiao)的(de)係(xi)統(tong)支(zhi)持(chi)的(de)采(cai)集(ji)周(zhou)期(qi)。可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)查(zha)看(kan)任(ren)一(yi)表(biao)計(ji)的(de)瞬(shun)時(shi)表(biao)值(zhi)、累計量等信息，記錄時間間隔內電力儀表的電壓、電流、功率因數和有功電度等。這些參數信息可以自動保存到數據庫中，便於查詢。
係統具有友好的人機界麵，便於普通的現場值班人員查看並記錄相關信息，係統一次圖不僅顯示了線路的開關狀態，還實時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數。所有數據信息都定期的保存到數據庫中。
2）遠程抄表
係xi統tong對dui所suo有you采cai集ji到dao的de數shu據ju都dou能neng實shi時shi的de顯xian示shi，並bing保bao存cun到dao數shu據ju庫ku中zhong，因yin此ci可ke以yi手shou動dong查zha詢xun每mei個ge回hui路lu的de所suo有you實shi時shi及ji曆li史shi電dian參can量liang數shu據ju，並bing以yi表biao格ge的de形xing式shi展zhan現xian給gei用yong戶hu，便bian於yu打da印yin、保存。
3）電能報表與棒圖
係統采集的有功電度數據，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表並有報表打印功能，並可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導出。
係統還可以根據生成的電能報表，對每一回路的用電量根據時間不同形成年用電棒圖、月用電棒圖以及每日的用電棒圖，便於查看。
4）電流、功率趨勢曲線
對於所有回路，不僅可以對電流、功(gong)率(lv)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)與(yu)監(jian)測(ce)，並(bing)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)保(bao)存(cun)的(de)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)做(zuo)成(cheng)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)，可(ke)以(yi)查(zha)看(kan)實(shi)時(shi)和(he)曆(li)史(shi)變(bian)化(hua)趨(qu)勢(shi)，預(yu)測(ce)電(dian)力(li)負(fu)荷(he)容(rong)量(liang)，並(bing)可(ke)對(dui)電(dian)力(li)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)查(zha)詢(xun)，保(bao)證(zheng)電(dian)力(li)負(fu)荷(he)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)。
5）事件記錄與報警
主要用於查看曆史報警信息；幫助用戶進行事故查詢與追憶；支持曆史查詢，打印等功能。實時報警信息會即時彈出，提醒用戶所進行的操作。並對所有操作具有自動事件記錄功能。
4結束語
本文介紹的基於ACREL-3000的de電dian力li監jian控kong與yu電dian能neng管guan理li係xi統tong，不bu僅jin可ke以yi實shi時shi顯xian示shi電dian力li運yun行xing狀zhuang態tai及ji用yong電dian狀zhuang況kuang，還hai能neng對dui數shu據ju進jin行xing分fen析xi處chu理li，以yi用yong戶hu適shi用yong的de方fang式shi展zhan現xian出chu來lai，滿man足zu用yong戶hu的de需xu求qiu，實shi現xian對dui采cai集ji數shu據ju的de分fen析xi、處理，其生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，極大的方便了用戶的使用，便於配電係統的實時監控與電能的遠程抄表與分析研究，為工廠的節能技術提供參考。
參考文獻
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
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