天合汽车安全技术(张家港)有限公司电能管理系统的设计与应用

摘要：智能用电是构建智能电网的重要支柱和六大环节之一，是实现智能电网各项功能的基础核心物理载体，是建设智能电网的着力点和落脚点。依托智能电网和现代管理理念，利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集实时、服务高效便捷，构建电网与客户能量流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。现以天合汽车安全技术(张家港)有限公司电能管理系统项目中使用的安科瑞电能管理系统为例。对用户侧用能智能化做简要介绍。
关键词：天合汽车   智能配电系统  电能管理系统
0引言
  在用户侧配电体系智能管理的趋势下、原始的人工抄表，数据采集早已满足不了当前的商业管理体系。供配电体系的智能化，数据化已经成为商业综合建筑智能化，数据化的基本要求。通过智能化系统对用户的用能实时监测，数据的积累，分析，为管理者提供准确的用能数据。在基层数据采集系统搭建之后，对于同步数据的深化处理也成为了用户侧管理者的进一步迫切需求。
  安科瑞电能管理系统以正是针对以上趋势而研发的用户端智能监测系统。本系统通过对天合汽车项目的变电所主要的进出线回路计量、存储、分析，以表格或图形的形式来显示整个配电体系用能以及运作状况，量化系统的运行状态，为管理者日常管理、收费，提供数据依据。
  本文以天合汽车项目的为例，简单介绍安科瑞电能管理系统在工况企业配电系统中的应用。
1项目介绍
  天合汽车集团(TRW Automotive Holdings Corp.)是一家汽车安全系统供应商。
  本项目主要针对天合汽车张家港有限公司的变电所的进出线设计一套电能管理系统。实现变电所数据的实时集采，为后期配电管理者提供一套智能化系统，为制定科学的管理流程以及模式，提供合理的数据依据。
2用户需求
  前期经过现场勘察以及和业主方沟通后，基本的需求整理分析后分为以下几个方面：
1)变电所的进出线回路电力参数的远程抄表；
2)变电所的进出线回路重要电参量采集，以及电能计量；
3)重要回路的实时数据显示，回路名称自定义；
4)各个智能仪表的工作状态实时显示；
5)根据实际的配电结构，以及电气设计图纸绘制配电示意图；
6)根据客户要求定制月报表。
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/T 16-2016      《民用建筑电气设计规范》
  GB/T 50063-2017  《电力装置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/50198-2011      《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
  鉴于天合汽车电能管理系统的建筑规模、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数据服务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：天合汽车电能管理系统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。在变电所配置安装数据采集器，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的数据采集设备。数据采集器通过网线直接传输数据至系统后台主机。系统示意图1所示。

 
图1
 
4 系统功能
  上位机软件采用安科瑞电能管理系统以及能耗监测系统，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能管理的功能。
4.1 功能特点
  安科瑞电能管理系统以及能耗监测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
 
4.2.2 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
4.2.3 功率曲线
  功率曲线反应了整个系统具体配电回路名称，相应的配电体系以及回路的功率电参量。通过实时数据的曲线显示，直观反映本项目各个监测回路的运行趋势，便于管理者实时了解系统运行状态。界面如图4所示。

图4 功率曲线
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5所示

图5参数抄表
 
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6所示。

图6电能报表
 
4.2.6 定制月报表
  根据客户要求，定制用能月报表。

图7 月报表
5 结束语
  用户侧用能的智能化，透明化，高效率等要求，促使市场为其提供相应的解决方案。当前主要是通过在用户侧的供配电系统即变电所的进出线节点安装智能仪表，利用计算机网络集成技术，为客户提供远程抄表、数据存储、数据处理等服务，帮助客户实时掌握建筑的用能状况，实现对业主用能收费的智能化管理。
  天合汽车电能管理系统实现配电系统数据的实时采集、存储、显示、导出。天合汽车的配电系统主要监测节点在变电所的进出线设计安装智能仪表，由此实现用户用能的阶段时间数据采集。系统的设计、安装、调试的同时，也是同时对配电系统的各项参数进行详细梳理，核对；通过对现场各个电力参数的核对，从而了解配电体系的运作状态。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示业主各配电回路的电能使用状况，并生成各种电能报表等。管理方可以通过对数据的分析、研究，制定相应的生产工艺调整计划。该系统运行安全、可靠、稳定，还为配电系统终端用户提供各个配电回路的具体用电明细，为后期电力系统的维护及制定合理的用能计划，提供可靠的数据依据。在项目实施中，还根据客户要求定制了月报表，配合客户的实际需求，提供用能数据。
 
参考文献
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[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