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電能管理系統(tǒng)在上海世博村VIP生活館的應用

瀏覽次數(shù):1597更新日期:2013-07-09

電能管理系統(tǒng)在上海世博村VIP生活館的應用

王曉明1  陸明1
1. 上海安科瑞電氣股份有限公司,上海 201801

摘    要:介紹上海世博村VIP生活館配電系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng),采用智能電力儀表和微機保護采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)組網的方式,組網后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺,通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)建筑電力能耗的自動管理及Acrel-3000型電能系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能,為樓宇電能統(tǒng)計數(shù)據(jù),為節(jié)能提供決策依據(jù)。
關鍵詞:世博村;智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng) 
 

The application of Energy Management System in VIP Living Museum in Shanghai World Expo Village

LU Ming1
1.Shanghai Acrel ltd,Shanghai 201801

Abstract: Introducing distribution system and power management systems of VIP Living Museum in Shanghai World Expo Village,adopting the way of systmen network that collecting a variety of electrical parameters and switching signals of Inligent Power Meter and the Computer Protection Acquisition distribution scene,and later conveying to the backstage  through field bus communication, through Acrel-3000 energy management system to achieve automated construction power consumption management and the functions, to statistic building energy data ,to offer the strategic decision  basis of energy conservation.
Key words: Expo Village; Inligent Power Meter; Acrel-3000 ; Energy Management System

0  概述
  上海世博村VIP生活館項目定位于五酒店,是 2010 年上海世博會配套世博村項目中規(guī)格zui高的酒店。酒店占地面積約為25500平方米 ,總建筑面積66000 平米,建筑高度約95米 ,地上部分26層 ,地下為2 層,共有客房443間。
  上海世博村VIP生活館配電系統(tǒng)分為高、低壓兩大部分,高壓部分為兩條10KV進線,有4臺變壓器。世博洲際酒店屬于重要電力負荷用戶,作為世博村項目中規(guī)格zui高的酒店,電力穩(wěn)定供應的重要性可想而知。低壓部分分為低壓配電室、冷凍機房、水泵房、應急柴油發(fā)電機組,且在每一個樓層中都有低壓配電房,為每一層中的各設備回路供電。 
  結合該配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)Acrel-3000,充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網絡技術和現(xiàn)場總線技術的發(fā)展,對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網,通過計算機和通訊網絡,將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體,實現(xiàn)電網設備運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

1  電能管理需求分析及系統(tǒng)構成
  由于該項目是五酒店,現(xiàn)場需要監(jiān)測所有安裝智能儀表的回路,并且需對空調、照明、動力用電進行分類統(tǒng)計,并且該統(tǒng)計報表需每天自動生成,現(xiàn)場設備運行狀態(tài)包括回路合分閘狀態(tài)也需實時顯示?,F(xiàn)場儀表眾多,采用了3個串口服務器加交換機的組網方式。
  本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網絡結構:
  即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示:

  現(xiàn)場測控層主要的設備為:多功能網絡電力儀表、微機保護裝置等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內,這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場屏蔽雙絞線進行組網通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
  通訊控制層主要為:通訊服務器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時遠傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
  站控管理層:設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上,集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶。
  以上網絡儀表均在現(xiàn)場均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;

2  電能管理系統(tǒng)主要功能
2.1  數(shù)據(jù)采集與處理
  數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎,數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
  數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶,達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求,同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
2.2  人機交互
  系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù),畫面定時輪巡切換;畫面實時動態(tài)刷新;模擬量顯示;開關量顯示;連續(xù)記錄顯示等
2.3  故障報警及事故追憶
  在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時,會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路,同時自動記錄事件發(fā)生的時間地點,以被用戶查詢,追憶故障原因。
2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢
  主要完成遙測量和遙信量定時采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報表,以供用戶查詢打印。
2.5  用戶權限管理
  針對不同級別的用戶,設置不同的權限組,防止因人為誤操作給生產,生活帶來的損失,實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運行。
2.6  運行負荷曲線
  定時采集進線及重要回路電流負荷參量,自動生成運行負荷趨勢曲線的,方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。
2.7  電能成本管理
  自動進行日、月、年的電能統(tǒng)計,可以進行尖、峰、平、谷時段設定,實現(xiàn)具有電能分時計費功能,同時生成日、月、年報表。

3  案例分析
  上海世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)主要有4臺10kV/0.4kV配電變壓器,本系統(tǒng)主要負責對低壓進線及相應配出回路的實時動態(tài)監(jiān)控以及樓層所安裝電力儀表的回路進行監(jiān)測。
  進線回路采用ACR230ELH多功能諧波儀表,其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的網絡電力儀表,它能測量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度、并可監(jiān)測電壓、電流的2-31次諧波分量等多種電參量。并且本儀表帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點,這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領域。
  重要配出回路采用ACR220EFLK系列網絡電力儀表,該儀表主要完成三相電流、三相電壓、有功電度的測量、復費率電能的計量以及開關信號的檢測和繼電器遙控輸出。
  高壓側實時畫面見圖1,為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面,主要實時監(jiān)測高壓回路的運行狀態(tài),紅色代表合閘,綠色代表分閘。
 

圖1 高壓系統(tǒng)一次圖

  世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)見圖2,功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設備的電參量,其中包括:進線三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設備的運行狀態(tài),主要包括:開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警;遠程抄表功能,主要完成對各主要回路的遠程集抄功能,可選擇時間段進行查詢見圖3;

圖2 世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)圖

 圖3 遠程抄表

  用電量報表功能,根據(jù)時間段可以查詢各回路的用電量情況,見圖4;

圖4 電能報表

  事件記錄功能,事件記錄報警可實時歷史查看,見圖5;

圖5 事件記錄

  系統(tǒng)通訊結構圖,可實時查看系統(tǒng)各設備通訊運行情況,見圖6。

 

圖6 系統(tǒng)通訊

  負荷曲線,可直觀的查看回路的負荷運行情況,見圖7。

圖7 負荷曲線

4  結束語
  隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用,電能管理已成為大型公共建筑的必然選擇,本文介紹的電力儀表及ACREL3000電能管理系統(tǒng)在世博村A塊VIP生活館的應用,可以實現(xiàn)對電能的分項及分時復費率計量,不僅能顯示用電用能狀況,還具有網絡通訊功能,可以與計算機等組成電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,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。該系列電力儀表及系統(tǒng)運行可靠,穩(wěn)定,為樓宇電能統(tǒng)計數(shù)據(jù),為節(jié)能提供決策依據(jù)取得了較好的社會效益。

參考文獻:
[1] 任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

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