電力監控系統在上海森蘭國際教育中心D3-7地塊項目中的應用

摘要：用戶側配電系統的智能化、精細化、無人值守是當下配電管理的必然趨勢。針對用戶側的配電回路設計安裝智能儀表，再通過后臺系統來實時監測各用能回路的工作狀態；記錄各個回路的電力參數。通過實時監控用能以及相關電力參數、提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了配電系統監控的無人值守。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配電系統的運行狀態，為用戶節約電力維護成本、物業的管理提供數據依據，后期亦可根據對配電系統的運行數據的分析制定相應的配電系統維護方案。現就上海森蘭國際教育中心D3-7地塊項目中使用的ACREL-2000電力監控系統對用戶側用能智能化做一簡要介紹。  
關鍵詞：上海森蘭國際教育中心D3-7地塊   智慧建筑   智能配電系統  
 
0引言
     用戶側配電系統的智能化，科學化管理已經成為當前配電系統的主流需求。針對用戶側配電體系設計的智能配電系統已經是當下業主以及電力托管公司需要的系統。通過搭建配電系統，對用戶側配電架構的梳理，在關鍵節點安裝智能儀表，搭建供配電監測體系，完成用戶配電系統的智能化管理。
      ACREL-2000電力監控系統正是針對以上趨勢而研發的用戶端電力監控系統。本系統通過對上海森蘭國際教育中心D3-7地塊變電所內進出線回路進行計量，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配電體系的運轉狀態，為管理者智能化管理，提供數據依據。
 本      文以上海森蘭國際教育中心D3-7地塊項目為例，簡單介ACREL-2000電力監控系統在上海森蘭國際教育中心D3-7地塊項目中的應用。
1項目介紹
     哈羅上海國際學校擬定建于浦東森蘭中塊核心商務區D3-7地塊，靠近張揚北路和洲海路。學校涵蓋小學到13年級，屬于全日制男女同校的國際學校，預計學生數目為1200-1500名。
     根據規劃，項目占地面積2.5萬平方米，建筑面積約3.75萬平方米。結合上海開放式大都市的特點以及哈羅*的教育理念，項目將采用中國傳統庭院式布局，將辦公樓、圖書館、體育中心、綠化廣場連為一體，并設置了生態農場、屋頂花園等綠化設施。
     現針對本項目中的變電所進出線多功能儀表設計一套電力監控系統。電力監控系統通過采集現場各種智能設備的數據，后臺集中顯示、存儲，并通過相應的報表等形式顯示導出。   2用戶需求
本項目中主要是變電所進出線用能數據的采集、存儲、統計、顯示。基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：
1)系統具有使用一次圖形式顯示采集變電所配電回路運行狀態、顯示重要進出線回路的母線電壓，進線、有功無功功率、功率因數和頻率以及電能；
2)系統具有各個回路定時實時抄表匯總統計，用戶可自由查詢各個回路的用電情況；
3)系統具有對現場各監測點設計回路負荷趨勢曲線，便于維護人員掌握用電需求與供電負荷占比；
4)系統可對歷史數據進行對比分析，可及時發現潛在故障，減少設備維護費用；
5)系統具有通訊狀態顯示，可實時的顯示各設備的通訊狀態，可在線監測網絡通訊狀態；
6)系統具有權限管理功能，通過用戶權限管理可防止未經授權的操作；
7)預留開放數據接口給數據第三方做數據上傳。   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/T16-2016 《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/814-2013       《配電自動化系統功能規范》
3.2 系統架構設計

鑒于上海森蘭國際教育中心D3-7地塊項目的建筑規模、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：上海森蘭國際教育中心D3-7地塊項目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系統后臺配置的協議轉換隔離器，協議轉換隔離器直接通過主機串口傳輸數據。系統拓撲圖如下：

4 系統功能

上位機軟件采用ACREL-2000電力監控系統，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-2000電力監控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。
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2所示。

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3所示。

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4所示

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5所示。

5 結束語

上海森蘭國際教育中心D3-7地塊電力監控系統實現用電數據的實時采集、存儲、顯示、導出。項目從配電系統的搭建，到后期調試，系統數據的核對，整個過程我方提供了相應階段的技術支持。本系統在設計、安裝、調試的同時，也是對建筑的配電架構的詳細梳理，通過對用能情況的細致分類，明確建筑內配電體系的運作模式和狀態。
在本項目中的實際實施過程中，我方還多次安排技術人員提供施工指導相關的技術支持，保證了項目的通訊線纜的鋪設質量，規避了很多施工方面常見的錯誤，提高了項目質量。本項目中還為客戶定制了溫控儀，綜保等第三方設備的監控界面。滿足了客戶相關的定制化需求，為客戶提供了多樣性的數據分析處理方式，以及導出方式，便于后期物業的相關管理，提高為客戶服務的效率。
     在商業建筑項目中，業主對于數據的穩定性，以及及時性都有相對較高的要求。針對商業建筑項目建議配置安科瑞品牌ACR系列以及DTSF導軌表，現場以及后臺的統一性，一定程度上提高了系統的穩定性。在系統架構搭建以及后期系統軟硬件服務上都有很大的優勢。除此之外系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示業主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服務計劃。該系統運行安全、可靠、穩定，為配電系統終端用戶實現各個配電回路的工作狀態實時監測、重要電參量實時顯示的功能，為后期管理者的配電系統維護提供了真實可靠的數據依據。本項目還涉及到了酒店能數據上傳，通過數據接口的開放，數據實時轉發，為客戶提供用能數據。