江苏安科瑞电器制造有限公司

    整个企业的配电系统包括13个电气室，其中1线原料高压室内共计15个回路、1线窑尾电气室内共计11个回路、1线窑头电器室内共计9个回路、1线水泥电气室内共计7个回路、2线原料电器室内共计25个回路、2线原料配料电气室内共计4个回路、2线窑尾电气室内共计1个回路、石灰石电气室内共计7个回路、2线水泥磨电气室内共计21个回路、2线窑头电气室内共计20个回路、厂前区户外变压器内共计3个回路、1线余热电气室内共计2个回路、2线余热电气室内共计2个回路，各电气室在设计之初只有部分回路安装了数字式电能表，其余均未安装智能电表，不符合企业智能化需求，因此此需要对该部分回路进行改造，加装智能电表。

     本着实用性的原则，本方案对已经安装电力仪表的回路不做改造，系统能够很好的兼容原配电柜内安装的电力仪表，对于未安装智能电表的回路全部加装数字式多功能电表，通过485总线接入通讯管理机。

3.2网络结构

     整个系统采设计了一套Acrel3000电能管理系统，采用分层分布式结构，即现场设备层、网络管理层、监控管理层，如图1所示：

图1

    整套电能管理系统监控管理层包括电能管理主机、打印机、UPS电源等，整个系统的Acrel3000电能管理软件安装于电能管理主机，UPS电源作为不间断电源，当设备供电出现故障时，可以保证电能管理主机正常运行，电能数据不丢失。监控中心设置在办公楼中央控制室，各电气室内仪表通过485总线连接至环网交换机IES605-2F-2D，IES605-2F-2D具有2个485接口、3个以太网接口以及2对光纤接口。各电器室与中央控制是之间通过光纤环网传输数据。光纤环形网是目前的网络拓扑结构，它的自愈性功能好，具有生存能力强，网络传输稳定性和可靠性高，当线路干线中有一个点出现问题时（比如主干线某处被车挂断），系统可以利用它的自愈功能自动切换到备用线路上，保持信号畅通。

    各用电回路电能数据的采集主要通过ACR以及PZ系列网络多功能仪表进行电能信息的基础采集，这些采集设备可独立完成数据采集、计算、通讯等功能，一个设备出现问题时，不会影响其他设备正常运行。所有这些设备均有485通讯接口，可以通过RS485总线连接到网络层。

    针对各低压变电所比较分散，底层各智能电表具备RS485接口，网络通讯介质采用屏蔽双绞线，通讯协议采用Modbus通讯规约，通过RS485总线方式将数据传送至环网交换机，并经过建设的光线专网将数据上传至电能管理主机。

    整个配电系统以计算机站控管理系统为，采用现代通讯技术，对整个配电系统的用电状况进行统一管理，实时监测每个环节、每种设备的用电量；实时监测、监督电能质量，及时发现用电故障，避免用电的浪费。

3.3软件设计及系统功能

    企业电能管理系统是一套强大的用电及能效分析管理系统，通过在线的用电数据信息采集、处理、分析和统计，帮助企业了解真实用电情况、用电环境及生产效率水平。但是电能管理系统的建立只是起到一个管理工具的作用，企业需要建立一套符合企业实际情况的考核制度，企业的节能大目标层层分解、逐级落实，全员参与，能源计量体系是基础，节能设备是辅助，节能管理制度才是根本，因此本系统中为设计了部分定额和绩效考核方案：

制订全厂的综合能耗指标

    依据《综合能耗计算通则》（GB/T2589-2008）中的定义，综合能耗分为四种：综合能耗、单位产值综合能耗、产品单位产量综合能耗、产品单位产量可比综合能耗，综合能耗需将各类能源消耗实物量折算成标准煤，折算系数可参照该标准。

    通过系统可以查询每个月或整个年度的综合能耗，相关报表如下：

制订针对班组用能的绩效考核方案：

数据采集与管理

    数据采集与处理是电能管理系统电能管理实现的基础，系统能实时和定时采集电气设备的模拟量（电流、电压、功率、电度、频率、）。系统管理软件可以通过网络直接读取各变电所智能电表采集的数据，并可以对采集的所有数据进行显示、统计、分析、计算和存储。 实时计算各线路的功率因数。

    实时计算各线路的有功、无功功率值。

    实时计算每日、每月各条线路的有功，无功及平均值。

    实时显示、统计各回路各时段的电度值,对电能数据进行分时计费统计,根据用户要求具有多种分时计费(尖、峰、谷、平值等)方案和费率的种类。实时显示、统计各回路每日、每月、每年的有功电度总值和无功电度总值

    实时显示电容的投切状态以及手动/自动状态。

    数据采集周期、方式、参数等可由用户在线定义，状态量的变化优先传送。

信息处理

    对信号采集系统所采集实时数据进行统计、分析、计算，将数据进行定时存储。对同用电单位不同时期、不同用电单位同一时期用电量进行统计；作为电费的管理平台，与实际发生电费进行比较。

    清晰的反映整个企业各个部门、班组的用电构成，帮助企业建立合理的用电管理考核制度，对不同的班组、不同车间分别设计用电管理报表。对于各用电设备使用时间进行统计，计算出各设备单位时间耗能，为今后能源改造提供数据依据。

   电能报表实现了实现了所有电能数据的按时间查询，分为分钟、小时、日、月年等多种类型，通过电能管理报表，对各分线电能分别计量统计并与总进线进行匹配，建立完整的电能计量体系，找出用电管理的盲区、误区。电能汇总如图2所示

图2

画面显示

    19寸彩色液晶显示作为人机交互界面，实时显示配电系统各种信息画面，包括厂区平面图、配电系统图、实时参数显示、负荷趋势查询、设备运行时间、事件报警等。

图3所示为传染病房低压配电系统图：

图3

用电趋势

    对任何测量参数绘制趋势图：如电流、电压、功率等。通过用电曲线图可以显示需量的峰值情况，发现危险地负荷趋势或系统的剩余容量。可以将不同时间段的负荷曲线进行汇总或比较，追踪每个用电单位每个回路所需消耗的电力成本。用电趋势如图4所示：

图4

告警与控制

    当出现通讯故障、遥测越限或其他报警信号时，系统发出音响提示，并自动弹出报警画面，报警需操作员确认后方可复位，报警系统记录入监控数据库。 当发生开关变位时，自动推出时间报警窗和故障相关画面，画面中变位开关闪烁，变色提示并在报警框内有汉字提示的报警语句及当前的变位状态，并指明变位开关名称，运行编号和性质（正常操作或事故跳闸）。 当发生电流/电压越，画面闪烁提示，并在报警提示框里显示当前越限值。 监控系统自动存储历史数据和历史事件，用户可以按照设备，数据类型，时间段等等项目自定义查询。 除计算机报警外，系统还设有专门的声光报警器，以提醒值班人员。报警界面如下图所示：

4、结束语

    该项目所采用的Acrel300电能管理系统已经于2014年正式投入运行，整个系统运行稳定、安全。系统为各用电回路安装多功能电表，建立电能管理体系，制定用能绩效考核方案，通过计算机网络和信息化技术，对电回路进行用电量计量，提供了大量实时、准确的电力数据，摸清能源流向、了解能源组成，同时通过电能管理软件提供的各类图表、报表，为管理者进行内部计量考核、安全用电做出了数据依据用，方便用户的找到用能不合理之处，指导用户进行有针对性的管理措施和节能改造措施。

作者简介：

华梅超 女，本科，江苏安科瑞电器制造有限公司，主要研究方向为智能电网供配电 。