基于智能電力儀表的電能管理系統(tǒng)設計與選型方案

作者： 2013年07月18日 來源： 瀏覽量：
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1概述 隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源緊張、環(huán)境惡化已受到全球的密切關(guān)注，能源是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要基礎，為了響應國家號召，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)能降耗是首要任務。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對電能的統(tǒng)
1  概述
隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源緊張、環(huán)境惡化已受到全球的密切關(guān)注，能源是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要基礎，為了響應國家號召，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)能降耗是首要任務。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對電能的統(tǒng)一管理顯得尤為重要。只有對電能進行準確可靠的計量，才能從真正意義上節(jié)約電能。
 
安科瑞Acrel-3000系列電能管理系統(tǒng)是緊密把握電力系統(tǒng)用戶的需求，遵循電力系統(tǒng)的標準規(guī)范而二次開發(fā)的一套具有專業(yè)性強、自動化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點的適用于低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。通過遙測和遙控可以合理調(diào)配負荷，實現(xiàn)優(yōu)化運行，有效節(jié)約電能，并有高峰與低谷用電記錄，從而為能源管理提供了必要條件。同時結(jié)合建科[2008]114號《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項計量設計安裝技術(shù)導則》，對電能按照明插座用電、動力用電、空調(diào)用電、特殊用電進行分項計量，為企、事業(yè)單位電能節(jié)能審計提供依據(jù)。
 
 
2  電能管理系統(tǒng)宜選智能電力儀表
大型公共建筑電能計量宜采用智能電力儀表作為內(nèi)部管理電表，電力儀表在用戶安裝供電部門收費電表的基礎上，考慮內(nèi)部電能計量與節(jié)能管理的需要安裝，用于建筑內(nèi)部電量的統(tǒng)計與管理。因此用戶可自主選擇采購，但應注意制造商是否有電力儀表（電能部分）的計量許可證。電力儀表可以完成對各回路、各樓層或各分項計量區(qū)的電能數(shù)據(jù)的采集，通過ACREL3000電能管理系統(tǒng)完成對大型公共建筑的電能計量管理。
 
電力儀表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控與電能管理需求而設計的。它能高精度的測量所有常用的電力參數(shù)，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等，采用可視度高的LCD來顯示儀表測量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運行信息。電力儀表功能、型號繁多，價格也各不相同，電能計量方案也多種多樣，因此，應合理選配，達到較佳的性價比。
 
 
3  電能管理表計的選型方案
 
應用場合
 
型號
主要功能
高壓重要回路或低壓進線柜
ACR330ELH
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算；電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約
低壓聯(lián)絡柜、出線柜
ACR220EL
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
動力柜
ACR120EL
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
DTSD1352
(ADL3000)
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選
照明箱
DTSF1352
(ADL300)
電流規(guī)格1.5(6)A、
5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選
三相電能計量
DDSF1352
(ADL100)
電流、電壓測量；單相電能計量
DDS1352
(ADL10)
電流規(guī)格5(30)A、電能脈沖輸出、LED同步指示
單相電能計量
 
 
4  電能管理系統(tǒng)
該電能管理系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，即站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成，見圖1。
 
站控管理層針對能耗監(jiān)測系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。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。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。
 
網(wǎng)絡通訊層主要是由通訊管理機、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。
 
現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳存儲的能耗數(shù)據(jù)。測量儀表擔負著最基層的數(shù)據(jù)采集任務，其監(jiān)測的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至數(shù)據(jù)中心。
 
 
 
                                        圖1 系統(tǒng)拓撲圖
 
 
5  電能管理系統(tǒng)功能
5.1  Acrel-3000前臺人機交互界面
設計適合客戶要求的交互界面；標準圖元庫，方便調(diào)用組合；實時數(shù)據(jù)采集和顯示；數(shù)據(jù)信息的自動邏輯計算和處理；設備參數(shù)遠程更改設定；合、分閘狀態(tài)顯示和強制操作。
 
5.2  Acrel-3000曲線及報表管理設置
客戶要求的電參量的趨勢曲線；正/反向有/無功電度的歷史趨勢；設計滿足客戶需求的各種報表；自動生成電能計量的日、月、年報表；可根據(jù)常用的MS Excel設置模板并生成相應報表，使用戶輕松使用；查詢?nèi)我鈺r刻報表、顯示并打印。
 
5.3  Acrel-3000后臺數(shù)據(jù)庫管理
應用廣泛的數(shù)據(jù)庫軟件如Access、MSSQL；建立開放式、網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)庫；存儲指定年限或所有的數(shù)據(jù)信息；軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的動態(tài)鏈接庫；實時數(shù)據(jù)信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳。
 
5.4  Acrel-3000多級權(quán)限用戶管理
密碼登錄后臺，保證設置安全；高權(quán)限對低權(quán)限管理，分級操作，各權(quán)限均具修改密碼功能。
 
5.5  Acrel-3000通訊管理設置
各串口自主配置，操作方便；不同設備的通訊協(xié)議選擇；通訊波特率自主選擇；系統(tǒng)根據(jù)選擇結(jié)果自動對該前置機某端口所連各設備進行統(tǒng)一的遙控配置。
 
5.6  Acrel-3000數(shù)據(jù)采集
可采集和處理電力系統(tǒng)常用的各種遙測量、遙信量、脈沖量等。如：遙測量：電壓、電流、有功、無功等；遙信量：開關(guān)狀態(tài)、刀閘位置、保護動作信號、事故跳閘總信號、預告信號等；脈沖量：電度量、周波、時間量、設備參數(shù)、保護定值等；非電量：溫度、壓力、濕度、火災報警、防盜報警等。
 
5.7  Acrel-3000性能指標
平均無故障工作時間>30000h；
遙測傳送時間<3s；
遙信量：遙信變位時間<3s，遙信正確率100%；
遙控、遙調(diào)：遙控、遙調(diào)傳送時間<3s，遙控正確率100%；
屏幕畫面調(diào)用響應時間<3s；
告警響應時間<2s；
畫面實時數(shù)據(jù)更新時間<3s；
開關(guān)量在數(shù)據(jù)庫中更新時間<2s；
模擬量在數(shù)據(jù)庫中更新時間<2s；
系統(tǒng)容量根據(jù)硬件配置的擴充無限擴容。
 
5.8  Acrel-3000網(wǎng)絡功能
雙機熱備功能，支持雙機、雙網(wǎng)、雙設備等冗余，并采用熱備份的形式確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行，配置簡單、方便。網(wǎng)絡上任意一臺機器可指定為I/O服務器（即前置機），網(wǎng)絡上的其他機器可方便地從該機器上獲取數(shù)據(jù)見圖2、圖3、圖4、圖5。
 
 
 
 
 
 
 
 

 

6 系統(tǒng)報價

                                                                                                           單位：元（RMB）

名稱
型號
單位
面價
備注
監(jiān)控主機
IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設
臺
8500
均可用戶自備，以當時市場價格為準，該報價僅供參考
顯示器
三星19寸液晶顯示器
臺
3000
三星22寸液晶顯示器
臺
3800
打印機
HP LaserJet 1020 A4
臺
2500
EPSON-LQ1600KIIIH A3
臺
4000
UPS電源
山特C1KS
臺
5000
山特C2KS
臺
6500
通訊線纜
五類線
米
4.6
屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0
米
5.6
光纖（多模）
米
6.6
通訊機柜
1200×600×600
面
3000
2200×600×600
面
5000
光電轉(zhuǎn)換
HTB-1000
只
750
遠距離傳輸
終端盒
只
60
尾纖
面
50
耦合器
面
50
熔接點
個
50
通訊轉(zhuǎn)換
擴展卡ACRNET-PCI/4
塊
3000
擴展卡
串口服務器ACRNET-PORT(2口)
只
3000
串口服務器
串口服務器ACRNET-PORT(4口)
只
5500
通訊前置機ACRNET-UC02(2口)
只
4000
通訊前置機
通訊前置機ACRNET-UC04(4口)
只
6000
通訊前置機ACRNET-UC08(8口)
只
11500
通訊管理機ACRHMI
臺
30000
人機界面
組網(wǎng)設備
網(wǎng)絡交換機EDS-208
臺
3000
局域組網(wǎng)
網(wǎng)絡交換機EDS-408
臺
8500
監(jiān)控軟件
Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0
系統(tǒng)組態(tài)軟件
圖形組態(tài)軟件
電能管理軟件
數(shù)據(jù)庫軟件
套
3萬
設備數(shù)量1～10
4萬
設備數(shù)量11～20
6萬
設備數(shù)量21～40
8萬
設備數(shù)量41～80
10萬元以上
設備數(shù)量80以上
雙機版
 
套
 
單機價格×1.5
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
每+1用戶
套
3000
 
Web發(fā)布
每+1用戶（總用戶數(shù)≤5）
套
5000
 
電力儀表
ACR330ELH
臺
4860
 
ACR220EL
臺
3880
 
ACR120EL
臺
3580
 
導軌式安裝電表
DTSD1352
臺
2050
 
DTSF1352
臺
1200
 
DDSF1352
臺
600
 
DDS1352
臺
240
 
 
注：電力儀表和導軌式安裝電表可按上述報價的70%優(yōu)惠供應。
 
 
7 結(jié)束語
 
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，電能管理已成為建筑智能化建設的必然選擇，本文介紹的智能電力儀表，可以實現(xiàn)對電能的分項計量及分時復費率計量，不僅能實時顯示用電狀況，還具有網(wǎng)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)。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，為智能建筑的節(jié)能技術(shù)提供參考。該系統(tǒng)方便的電能數(shù)據(jù)庫報表極大地減少了用戶進行電能抄表人力的投入，為管理者進行內(nèi)部計量考核提供了直觀的依據(jù)，為進一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實施打下了基礎。系統(tǒng)在浦東圖書館、大慶機場、羅涇礦碼頭等項目中運行，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。
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