徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：工業智能化是現代工業化發展的必然趨勢。通過在工廠各個重要區域的用能回路安裝相應的智能探測器，通過后臺系統來實時監控各用能回路的工作狀態；并計量各個回路的用電量、用水量、用氣量。通過實時監控工廠內部的用能提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了變電所部分供電的無人值守。通過用能的實時監測，數據的采集及存儲，明確用戶的電能使用水平以及電能的具體去向，為用戶節約電力維護成本，后期制定相應的節能改造措施提供直觀的數據依據。現就四川聯合利華項目中使用的Acrel-3000電能管理系統對工業自動化和智能化做一簡要介紹。

關鍵詞：聯合利華  電能管理  無人值守  節能改造  智能配電系統  配電自動化

0 引言

    工業用能智能化監測是工業用能智能化、科學化管理的重要組成部分。通過智能化設備對整個工廠的用能實時監測，通過用能數據的積累，分析，采取合理的用能措施和節能改造方案。由此用戶端智能化用能管理對用戶可靠、安全、節約用能有十分重要的意義。構建智能用能服務體系，全面使用智能儀表以及智能用電管理終端設備，以此達到、科學、技能的用能目的。

    Acrel-3000電能管理系統正是針對以上趨勢而研發的用戶端電能管理系統。本系統通過對四川聯合利華工廠內的部分重要回路進行計量，通過對監測回路用能的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個計量體系用能狀況，找出高能耗點或不合理用能習慣，為節約能源，用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。

    本文以四川聯合利華為例，簡單介紹Acrel-3000電能管理系統在四川聯合利華配電系統中的應用。

1 項目介紹

    本項目為聯合利華在眉山市彭山縣建設的聯合利華（四川）生產基地。聯合利華(四川)生產基地是其在華的第三個*綠色生產基地，投資近3億元，總占地約400畝，一期主要生產奧妙無磷洗衣粉的全系列產品，年產能近20萬噸，主要供應中國西部市場，未來將逐步生產聯合利華中國旗下的全線產品。

    針對本項目的工業性質，現針對聯合利華（四川）生產基地廠區內的配電系統以及部分用水回路實現用能實時監控，通過智能儀表和系統后臺的實時監測，數據采集存儲、處理，以各種圖文報表的形式實時顯示監控區域的用能狀態。所有的用能都存儲在系統后臺主機內，通過對固定時間段的數據分析，掌握整個廠區的用能狀態，針對用能的趨勢，制定合理的用能計劃和節能措施。

   本項目主要是針對變電所內的開關柜的重要回路進行電能計量、部分用水回路的用水實時監測。本項目變電所以及廠區內的用水回路共計99個。Acrel-3000電能管理系統通過對智能計量儀表的數據采集、處理，以圖形、報表的形式導出，為管理人員提供具體的用電明細。

2 用戶需求

    ●電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開關狀態等信息。

    ●對用水回路的智能水表的參量實時采集、顯示、存儲。

    ●對其負載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況

    ●越限報警，針對客戶的特定回路來設置越限報警

    ●對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表

    ●報警事件記錄，便于維護人員來根據事件發生的時間性質對電路進行維護。

    ●用戶權限管理，不同等級權限實現不同等級操作。

3 設計方案

3.1 參考標準

    系統的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設計規范》

GB/J63-90  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

GB/T13730  《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》

GB2887  《計算站場地技術要求》

GB/50198-94      《監控系統工程技術規范》

DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-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范-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        《配電自動化系統功能規范》

3.2 系統架構設計

    鑒于四川聯合利華的建筑規模、性質，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統部根據用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經驗，對該建筑的智能配電系統的搭建做以下設計：四川聯合利華所有監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。將現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數據總線直接鋪設至主機所在的值班室。數據總線通過協議轉換隔離器將數據傳輸至系統主機。系統示意圖1所示。

圖1

4 系統功能

    上位機軟件采用Acrel-3000電能管理系統，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。

4.1 功能特點

    Acrel-3000電能管理系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。

4.2 軟件功能

4.2.1 運行系統

    軟件的界面可以根據項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面"，客戶需通過用戶名，輸入相應密碼，方能進入本系統。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

4.2.2 通訊示意圖

    通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統各個監控點位的運行狀態。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

4.2.3 監測詳圖

    監測詳圖反應了整個系統配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數據的顯示，直觀反映本項目各個監測回路的運行數據，便于管理者實時了解系統運行狀態。界面如圖4所示。

圖4 監測詳圖

4.2.4 參數抄表

    參數報表反映了本項目監測回路的在過去某時間點的運行數據，通過當前或者過去某時間點的實時參量數據反映回路狀態。主要的數據包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數，頻率。界面如圖5所示

圖5 參數抄表

4.2.5 電能報表

    電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以實現系統運行期間的任意時間段內的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，且可以Excel形式導出或打印。界面如圖6所示。

圖6 電能報表

4.2.6 趨勢曲線

    趨勢曲線可以查詢各回路電壓，功率負荷趨勢，查看其歷史趨勢線；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶。負荷曲線圖界面如圖7所示。

圖7 趨勢曲線

4.2.7 實時報警

    本系統還針對主要電參量的遙測量（包括進線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報警）。也能點擊打開歷史報警調出歷史報警界面。界面如圖8所示。

圖8 實時報警

5 結束語

    工業用能智能化管理作為未來工業管理的必然趨勢。用戶對廠區內用能的遠程監測、實時狀狀態的掌握使電能管理系統已成為配電端用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在四川聯合利華項目中的應用，可以實現對四川聯合利華各監測回路的實時監測，不僅能顯示回路用能狀況，還具有網絡通訊功能，還可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統。系統的設計、安裝、調試的同時，也是對整個廠區用能架構的詳細梳理，通過對用能情況的細致分類，明確整個廠區用能的具體去向，從而了解廠區內各個區域的運作狀態。統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的電能使用狀況、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究制定相應的用能考核機制。該系統運行安全、可靠、穩定，為配電系統終端用戶解決各個配電回路的具體用電不明的問題，為后期電力系統的維護及制定節能措施提供了真實可靠的依據。

參考文獻

[1].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

[2].周中.電力儀表在大型商業酒店電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6