安科瑞能耗电力监测系统在上海超强超短激光实验装置项目中的应用

王蒙蒙
201801
安科瑞电气股份有限公司 上海 嘉定

关键词：上海超强超短激光实验装置项目   智能配电系统  无人值守
0引言
  用户侧配电系统的智能化，科学化管理已经成为当前配电系统的主流需求。针对用户侧配电体系设计的智能配电系统已经是当下业主方日常管理的系统。通过搭建配电系统，对用户侧配电架构的梳理，在关键节点安装智能仪表，搭建供配电监测体系，完成用户配电系统的智能化管理。
  安科瑞能耗电力监测系统正是针对以上趋势而研发的用户端电力监测系统。本系统通过对上海超强超短激光实验装置项目变电所内进出线回路进行计量，通过对监测回路用能的实时计量、存储、分析，以表格或图形的形式来显示整个配电体系的运转状态，为管理者智能化管理，提供数据依据。
本文以上海超强超短激光实验装置项目为例，简单介安科瑞能耗电力监测系统在上海超强超短激光实验装置项目中的应用。
1项目介绍
  上海超强超短激光实验装置项目分为变电所以及楼层部分。变电所的进出线、变压器的温控仪；楼层部分强电间配电柜进线智能仪表均在本次工程范围内。
现针对本项目中的多功能仪表设计一套能耗电力监测系统。系统通过采集现场各种智能设备的数据，后台集中显示、存储，并通过相应的报表等形式显示导出。
2用户需求
  本项目中主要是变电所进出线用能数据的采集、存储、统计、显示。基本的需求整理分析后分为以下几个方面：
  1)数据采集及处理：通过间隔层设备实时采集现场各种电参数、开关量及温度量、电能抄表值等；
  2)画面显示：各回路的合、分状态、变位信息、保护设备动作及复归信息、直流系统及所用变系统的信息、各测量值的实时数据、各种告警等信息；
  3)记录功能：具有电压、电流、功率、电能以及事故、告警事件等各种历史数据的存储功能，以供查询、分析、打印。
  4)报警处理：用户可以按照自己的意愿分类、筛选报警，并设置报警限值；
  5)应具有完善的用户权限管理功能，避免越权操作；
  6)曲线分析功能：可以曲线形式展示实时数据库和历史数据库中的模拟量、电度量数据，以便分析其当前运行状态及有关历史趋势；
3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：
  JGJ/T16-2016 《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》
  GB2887  《计算站场地技术要求》
  GB/50198-94      《监控系统工程技术规范》
  DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求》
  DL/T 698.35-2010     《第3-5部分：电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》
  DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信》
  DL/T 698.42-2010     《第4-2部分：通讯协议-集中器下行通信协议》
  DL/T/814-2013       《配电自动化系统功能规范》
3.2 系统架构设计
  鉴于上海超强超短激光实验装置项目的建筑规模、性质，以及后续项目的可连带发展的性质，安科瑞电气股份有限公司系统部根据用户的几点需求以及在相同性质工程中的经验，对该建筑的智能配电系统的搭建做以下设计：上海超强超短激光实验装置项目所有监控点位现已安装智能电力仪表，且均采用标准的Modbus-RTU协议。将现场安装的智能仪表通过屏蔽双绞线以手拉手式相连，数据总线直接铺设至系统后台配置的协议转换隔离器，协议转换隔离器直接通过主机串口传输数据。系统拓扑图如下：系统拓扑图
4 系统功能
  上位机软件采用安科瑞电力监测系统，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力监控的功能。
4.1 功能特点
  系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠的特点。点击相应快捷按钮即可进入相应的系统功能模块；系统具有一次系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统具有人机界面友好，显示数据直观，方便用户查阅。
4.2 软件功能：
4.2.1运行系统
   软件的界面可以根据项目的特点和客户的要求来设计。初始界面为“登录界面”，客户需通过用户名，输入相应密码，方能进入本系统。界面如图1所示。图1登陆界面
 
4.2.2通讯示意图
  通讯示意图为拓扑图，显示系统与仪表的通讯是否正常。通过界面模块颜色的变化来反映整个系统各个监控点位的运行状态。界面如图2所示。图2 通讯示意
 
4.2.3 监测详图
  监测详图反应了整个系统配电回路名称，相应的配电体系以及回路的主要电参量。通过实时数据的显示，直观反映本项目各个监测回路的运行数据，便于管理者实时了解系统运行状态。界面如图3所示。图3监测详图
 
4.2.4 参数抄表
  参数报表反映了本项目监测回路的在过去某时间点的运行数据，通过当前或者过去某时间点的实时参量数据反映回路状态。主要的数据包括：三相电压，三相电流，电能，有功功率，无功功率，功率补偿因数，频率。界面如图4所示图4 参数抄表
 
4.2.5 电能报表
  电能报表是对用电量的管理以报表形式呈现，该报表可以实现系统运行期间的任意时间段内的月抄表，日抄表，小时抄表等功能，且可以Excel形式导出或打印。界面如图5所示。图5 电能报表
5 结束语
  上海超强超短激光实验装置项目电力监测系统实现用电数据的实时采集、存储、显示、导出。项目从配电系统的搭建，到后期调试，系统数据的核对，整个过程我方提供了相应阶段的技术支持。本系统在设计、安装、调试的同时，也是对建筑的配电架构的详细梳理，通过对用能情况的细致分类，明确建筑内配电体系的运作模式和状态。
  在本项目中的实际实施过程中，我方还多次安排技术人员提供施工指导相关的技术支持，保证了项目的通讯线缆的铺设质量，规避了很多施工方面常见的错误，提高了项目质量。本项目中还为客户定制了温控仪，综保等第三方设备的监控界面。满足了客户相关的定制化需求，为客户提供了多样性的数据分析处理方式，以及导出方式，便于后期物业的相关管理，提高为客户服务的效率。
  在类似学校的公共建筑项目中，管理者对于数据的稳定性，以及及时性都有相对较高的要求。针对学校性质的建筑项目建议配置安科瑞品牌PZ系列智能仪表，实现前端以及后台的统一性，此类设计一定程度上提高了系统的稳定性，在系统架构搭建以及后期系统软硬件服务上都有很大的优势。除此之外系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示各配电回路的电能使用状况、负载越限报警提示，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究制定相应的用能维护计划。该系统运行安全、可靠、稳定，为配电系统终端用户实现各个配电回路的工作状态实时监测、重要电参量实时显示的功能，为后期管理者的配电系统维护提供了真实可靠的数据依据。
  
参考文献
[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4
[2].周中.电力仪表在大型商业酒店电能分项计量中的应用[J].现代建筑电气 2010. 6
[3].韩月 ， 耿宝宏 ， 高强.智能变电站变电设备在线监测系统研究[J].东北电力技术 2011. 6
[4].侯雨辰 ， 田瑛.智能变电站设备在线监测系统[J].城市建设理论研究 2012. 10
 
作者简介：
王蒙蒙，女，本科  安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电