艾優(yōu)花

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：在信息化技術應用日益發(fā)展的今天，各類用電商業(yè)對于電能的管理已經不僅局限于按月的電能計量結算了，對供電系統(tǒng)運行的實時監(jiān)測、對電能量按工序或設備的考核、甚至是成本核算，都需要建立起動態(tài)實時的電能管理系統(tǒng)。本文介紹了基于實時數據采集的電能管理系統(tǒng)的設計及應用情況，對實時電能管理系統(tǒng)的總體結構、數據模型、功能結構及各環(huán)節(jié)的應用要點進行了分析研究。

關鍵字：電能管理系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；集中抄表系統(tǒng)；用電管理系統(tǒng)；

0、引言

  電能管理系統(tǒng)以智能電表（以下簡稱電能表）為數據采集的源頭，利用互聯(lián)網、工業(yè)以太網等各種網絡通訊方式與實時電能數據采集系統(tǒng)相連接，實時電能數據采集系統(tǒng)將處于分散狀態(tài)的電能數據讀取到實時電能采集數據庫；依靠實時電能采集數據庫，電能采集監(jiān)測系統(tǒng)可以提供動態(tài)實時的電能采集網絡監(jiān)測功能；再通過電能數據上傳接口定時將電能管理數據保存到電能數據管理系統(tǒng)的中心數據庫，按照設定的處理周期進行電量結算，后利用電能管理信息系統(tǒng)提供電能管理信息。

1、項目概述及建設目標

  隨著電網的發(fā)展和相關政策的出臺，用電管理也逐步實現(xiàn)了一家一表，抄表到戶的制度。 但是隨之而來的問題是大量用電數據的回抄和管理。 同時，用電的客戶群體的多類型決定了高質量的供電要求。

  伴隨著各類現(xiàn)代化的智能產品不斷出現(xiàn) ，在電能管理方面 ，通過工業(yè)以太網來管理電能系統(tǒng)的研究逐漸成為電能系統(tǒng)的主流。 而對電能的遠程操控通過人機界面對電能采取遠程管理控制 ，并對采集來的數據的進行高速的分析、計算、控制，從而節(jié)省了大量的人力資源，提高了管理效率。

  現(xiàn)中駿石獅黃金海岸保證該設施供配電可靠故配置電能管理系統(tǒng)，實時監(jiān)測并保存數據以便后期管理。

2、電能管理系統(tǒng)的設計

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結構、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。   ?本項目的電能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示站內各個配電回路的運作狀態(tài)，當站內電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關人員分析站內各部分的用電狀況，使站內的用電活動更加安全，從而保證站內人員的生命安全，提高車站工作人員的工作效率。  

2.1 系統(tǒng)結構   

  依據中駿石獅黃金海岸的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設采用分層分布式結構，系統(tǒng)包括：站控管理層、網絡通訊層、現(xiàn)場設備層。系統(tǒng)網絡結構如圖所示：

  站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

  通訊層使用的設備為串口服務器。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)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(xiàn)場設備的各種控制命令。

  現(xiàn)場設備層主要是連接于網絡中用于電參量采集測量的各類型的安科瑞DDSF1352-C及DTSF1352-C儀表，也是構建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置居正的電能表，實現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、四象限電能等電參量監(jiān)測；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。

2.2 網絡設計 

  電能管理系統(tǒng)中的網絡系統(tǒng)能夠及時的對數據進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎。把現(xiàn)場每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入串口服務器，來實現(xiàn)與主機的傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計

  系統(tǒng)依據客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打??；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

2.3.1購電情況顯示

  安科瑞電能管理系統(tǒng)具備友好的人機界面，能夠以圖表形式直觀顯示配電線路的分布情況且數據采集頻率為1S，同時將實時采集的各回路的電參量信息，并在系統(tǒng)中實時顯示購電狀態(tài)，如電量較低會報警。如下圖所示：

2.3.2電能報表分析

  安科瑞電能管理系統(tǒng)以豐富的數據報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況（本項目電能報表為客戶定制），即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。具體如下圖：

2.3.3報警信息設置及查詢

  安科瑞電能管理系統(tǒng)的數據記錄功能它要求系統(tǒng)中有足夠的內存空間，進而長時間的、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次，電能管理系統(tǒng)的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數據進行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負荷等情況，便于工作人員解決。

2.3.4手機短信報警

  安科瑞電能管理系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，業(yè)主可通過短信報警。業(yè)主在輸入后，系統(tǒng)設置好低電量發(fā)送后，在低電量情況下會自動短息通知商戶，讓商戶購電。

3、電能管理系統(tǒng)的意義

  綜上所述，針對以上問題，并根據客戶要求，對各個配電回路的遠程監(jiān)測和集中管理，而且還實現(xiàn)了根據各監(jiān)測設備進行分項電能統(tǒng)計。通過對電能管理系統(tǒng)設置，工作人員可以在短時間內做出正確的判斷并進項操作。在全面了解電網狀態(tài)的情況下，工作人員能及時、準確的處理故障。除此之外，他更有重要的社會效益。減少人類在強電場中的工作時間，對從業(yè)人員的身體健康更有著重要的意義，可以避免很多職業(yè)病、人為觸電事故的發(fā)生。

參考文獻

  [1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

  [2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風