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電能管理系統(tǒng)在上海新陽半導(dǎo)體材料公司的應(yīng)用

來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司   2016年01月19日 14:52  

安科瑞 師晴晴

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要:本文主要介紹了上海新陽半導(dǎo)體材料股份有限公司采用安科瑞智能電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對廠區(qū)配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測;儀表通過總線型組網(wǎng)方式,把數(shù)據(jù)上傳至后臺,進(jìn)行智能化組網(wǎng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化電能管理。

關(guān)鍵詞:智能電力儀表;電能管理;Acrel-3000;新陽半導(dǎo)體

0 項(xiàng)目概述

    上海新陽半導(dǎo)體材料股份有限公司低壓配電測量原用指針式儀表,現(xiàn)項(xiàng)目需改造為智能電力儀表,并組建電能管理系統(tǒng),要求有大需量和短信提醒功能。

    整個廠區(qū)共有12個廠房和辦公樓,其中變電所在5號廠房,其它廠房和辦公樓的電源均從5號廠房變電所引出。變電所共10面低壓柜,1路進(jìn)線,35路出線,另外有3面電容器柜。低壓柜上原有指針式電流表,現(xiàn)需要把原有指針式電流表更換成安科瑞多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,并對原回路加裝電流互感器,并配置一套電能管理系統(tǒng),采集所有網(wǎng)絡(luò)電力儀表的數(shù)據(jù),進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控。

1 用戶需求

    由于沒有對所有回路進(jìn)行有效實(shí)時監(jiān)控,所以當(dāng)電費(fèi)有異常大幅超標(biāo)的情況下,不能掌握電能消耗情況,找不到異常超標(biāo)的原因。配置一套電能管理系統(tǒng),需求如下:

    1)對主進(jìn)線回路進(jìn)行需量管理,當(dāng)需量越*發(fā)出告警信號,并發(fā)短信通知;

    2)實(shí)時監(jiān)控所有饋線回路的功率消耗,并記錄功率曲線;

    3)記錄所有饋線回路的電能消耗,并自動生成日/月/年電度報表;

2 設(shè)計(jì)原則引用標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計(jì)原則

    1) 開放性:本系統(tǒng)中將涉及到不同廠商的設(shè)備技術(shù),以及系統(tǒng)的擴(kuò)展需求,在本項(xiàng)目的產(chǎn)品技術(shù)選型中,避免采用專有技術(shù),從而使系統(tǒng)的軟硬件平臺具有充分的開放性.

    2) 性:系統(tǒng)的軟硬件平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)以及系統(tǒng)的維護(hù)管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮當(dāng)今技術(shù)發(fā)展趨勢,采用相對同時市場相對成熟的產(chǎn)品技術(shù),以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需求.

    3) 高性能:系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)從服務(wù)器處理能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸能力、軟件系統(tǒng)效率等角度綜合分析,合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、使系統(tǒng)具有足夠的處理能力,以適應(yīng)大數(shù)量量數(shù)據(jù)處理和用戶訪問需求,保障系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。

    4) 性:系統(tǒng)對性問題予以高度重視,從操作系統(tǒng)層,網(wǎng)絡(luò)層,應(yīng)用層每個層次都有相應(yīng)的措施以解決傳輸,系統(tǒng)和信息的需求。

    5) 可靠性:系統(tǒng)應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選型等方面綜合考慮,以確保系統(tǒng)中沒有單故障節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)7X24不間斷服務(wù)。

    6) 擴(kuò)展性:在本系統(tǒng)中,所有的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存貯、應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)遵循可擴(kuò)充的原則,以實(shí)現(xiàn)隨著需求的發(fā)展而擴(kuò)展。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu),具有很好的兼容性和可擴(kuò)充性,即可使不同的廠商的設(shè)備和系統(tǒng)集成到同一個平臺中,又可使系統(tǒng)在日后可以根據(jù)用戶需求方便地擴(kuò)展。

2.2 引用標(biāo)準(zhǔn)

    1) ISO/IEC11801《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

    2) GB/50198《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    3) GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

    4) GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

    5) IEC 61587《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》

    6) DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

    7) DL/T 698.1-2009《第1部分:總則》

    8) DL/T 698.2-2010《第2部分:主站技術(shù)規(guī)范》

    9) DL/T 698.31-2010《第3.1部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

    10) DL/T 698.35-2010《第3-5部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

    11) DL/T 698.41-2010《第4-1部分:通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

    12) DL/T 698.42-2010《第4-2部分:通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

    13) DL/T 698.41-2010《第4-1部分:通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

    14) DL/T 698.42-2010《第4-2部分:通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

3 解決方案

    上海新陽半導(dǎo)體材料股份有限公司電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和站控管理層:

3.1 現(xiàn)場設(shè)備層

    現(xiàn)場設(shè)備層儀表選型按照滿足用戶電能管理系統(tǒng)要求的原則,同時結(jié)合公司多年配電自動化系統(tǒng)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配置。現(xiàn)場主進(jìn)線回路監(jiān)測采用多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表ACR120EL/D,可進(jìn)行回路電參量測量和大需量監(jiān)測;出線回路選用功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表ACR120EL。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊介質(zhì):系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線,儀表通過RS485現(xiàn)場總線方式接入串口服務(wù)器,采用MODBUS-RTU規(guī)約。串口服務(wù)器把采集到的間隔層設(shè)備信息轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng),接入電能管理計(jì)算機(jī)。

3.3 站控管理層

    站控管理層是針對配電網(wǎng)絡(luò)的管理人員,該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的上層部分,主要是由電能管理系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS等。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)議讀取前置機(jī)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息,自動經(jīng)過計(jì)算處理,以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況,并可接受管理人員的操作命令,實(shí)時發(fā)送并檢測操作的執(zhí)行狀況,以保證供用電單位的正常工作;電能計(jì)量管理功能設(shè)計(jì)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(jì)量,用戶只需查找打印即可,大的方便了操作,提高了工作效率。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下:

4 系統(tǒng)功能

    1) 配電監(jiān)測:以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況,同時將實(shí)時采集的各回路的電參量信息,以及配電回路開關(guān)的分合閘狀態(tài)。

    2) 電能報表:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表整合統(tǒng)計(jì)功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況,即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時可追溯,維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

    3) 負(fù)荷曲線:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路(或重要負(fù)荷的出線)設(shè)計(jì)了負(fù)荷趨勢曲線。便于配電維護(hù)人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比,確保供電可靠性,為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。

    4) 電參量報表:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有對實(shí)時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能,所有實(shí)時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢近更新的記錄數(shù)等,并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進(jìn)行事故追溯查詢。

    5) 遙測實(shí)時報警:系統(tǒng)具備遙測報警配置功能,報警類型包括電壓越限、電流越限、頻率越限、功率因數(shù)越限、斷路器分合閘。系統(tǒng)報警時能夠進(jìn)行信息語音提示,自動彈出報警畫面。

    6) 遙測歷史報警查詢:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)能夠?qū)b信、遙測報警數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,方便用戶對系統(tǒng)報警事件進(jìn)行追溯查詢。

    7) 用戶權(quán)限管理:系統(tǒng)為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理提供可靠的保障。

    8) 手機(jī)短信報警:系統(tǒng)支持手機(jī)短信報警功能,系統(tǒng)遙信、遙測實(shí)時報警信息可以通過短信報警模塊發(fā)送到的系統(tǒng)管理人員手機(jī)上,使得用戶能夠及時了解現(xiàn)場配電情況,可能發(fā)生的配電隱患。

5 結(jié)束語

    隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,能源緊張、環(huán)境惡化已受到的密切關(guān)注,能源是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ),為了響應(yīng)號召,走可持續(xù)發(fā)展的道路,節(jié)能降耗是任務(wù)。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(jìn)行準(zhǔn)確可靠的計(jì)量,才能從真正意義上節(jié)約電能。

    Acrel-3000系列電能管理系統(tǒng)是我公司緊密把握電力系統(tǒng)用戶的需求,遵循電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而二次開發(fā)的一套具有性強(qiáng)、自動化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點(diǎn)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(fù)荷,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行,有效節(jié)約電能,為企業(yè)用電的合理管理提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

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