安科瑞電能管理系統(tǒng)在福州三岐小學(xué)項目的設(shè)計與應(yīng)用

該項目總投資約2.6億元，建筑規(guī)模為4.8萬㎡，建設(shè)地點在南嶼鎮(zhèn)葛岐村、曉岐村。項目設(shè)有教學(xué)樓A區(qū)、教學(xué)樓B區(qū)、教學(xué)樓C區(qū)、綜合樓一區(qū)、綜合樓二區(qū)、室內(nèi)籃球場、室內(nèi)游泳館、足球場等。
此電能管理系統(tǒng)為Acrel-3000系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程配置上充分考慮項目的實際情況，實現(xiàn)相關(guān)功能，滿足電力系統(tǒng)線路運行的相關(guān)要求，體現(xiàn)系統(tǒng)的各項技術(shù)特點。實現(xiàn)分散控制、集中管理、綜合監(jiān)控。本項目電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)包括站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層及現(xiàn)場設(shè)備層。本系統(tǒng)站控層設(shè)置在消防控制室，系統(tǒng)有系統(tǒng)主機(jī)、顯示器 、通訊管理機(jī)等設(shè)備。系統(tǒng)為上級管理系統(tǒng)預(yù)留了通訊接口，可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)發(fā)和遠(yuǎn)傳，從而實現(xiàn)資源信息的共享。

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(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠(yuǎn)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Epi、遠(yuǎn)程設(shè)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(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)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、人機(jī)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(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)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(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。

3、歷時事件
歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。

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。

5、用戶權(quán)限管理
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。

6、運行負(fù)荷曲線
負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動生成運行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負(fù)荷狀況。點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

7、遠(yuǎn)程報表查詢
報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。

安科瑞PZ72L-E4/KC多功能電力儀表。
PZ 系列三相功率表、電能表，采用交流采樣技術(shù)，可直接或間接測量三相電網(wǎng)中的電流和電壓、功率、電能等電參量。既可用于本地顯示，又能與工控設(shè)備連接，組成測控系統(tǒng)。儀表具有 RS-485 通訊接口，采用兼容 Modbus-RTU 協(xié)議；可將電量信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸出；可帶四路（兩路）開關(guān)量輸入/兩路開關(guān)量輸出。根據(jù)不同要求，通過儀表面板按鍵，對變比、報警、通訊等參數(shù)設(shè)置和控制。PZ系列儀表具有很高的性能，可以直接取代常規(guī)電力變送器及測量儀表。作為一種先進(jìn)的智能化、數(shù)字化的前端采集元件，該電力儀表已廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。

本項目共133只多功能電力儀表，分別分布在教學(xué)樓A區(qū)、教學(xué)樓B區(qū)、教學(xué)樓C區(qū)的強(qiáng)電井內(nèi)，綜合樓一區(qū)、綜合樓二區(qū)、室內(nèi)籃球場、室內(nèi)游泳館的強(qiáng)電井內(nèi)，地下一層各分區(qū)電井內(nèi)。在教學(xué)樓B區(qū)、綜合樓二區(qū)和地下室放置三臺采集裝置，現(xiàn)場智能儀表經(jīng)R485總線連接至對應(yīng)的采集裝置，現(xiàn)場通過光纖將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機(jī)上。
系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。
監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動通信站，包含監(jiān)控計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、以及Acrel-3000V7.1電能管理軟件，其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況；電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。
通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖1 系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電能管理系統(tǒng)已成為全國各地工程項目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施、學(xué)校等用戶的選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在福州三岐小學(xué)電能管理系統(tǒng)項目的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對低壓配電回路用電的實時監(jiān)控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。