江苏安科瑞电器制造有限公司，江苏 江阴214405

摘要：工业智能化是现代工业化发展的必然趋势。通过在工厂各个重要区域的用能回路安装相应的智能探测器，通过后台系统来实时监控各用能回路的工作状态；并计量各个回路的用电量、用水量、用气量。通过实时监控工厂内部的用能提高用能安全、可靠及维护效率、降低维护的人工成本、实现了变电所部分供电的无人值守。通过用能的实时监测，数据的采集及存储，明确用户的电能使用水平以及电能的具体去向，为用户节约电力维护成本，后期制定相应的节能改造措施提供直观的数据依据。现就四川联合利华项目中使用的Acrel-3000电能管理系统对工业自动化和智能化做一简要介绍。
 

关键词：联合利华  电能管理  无人值守  节能改造  智能配电系统  配电自动化
 

0 引言

    工业用能智能化监测是工业用能智能化、科学化管理的重要组成部分。通过智能化设备对整个工厂的用能实时监测，通过用能数据的积累，分析，采取合理的用能措施和节能改造方案。由此用户端智能化用能管理对用户可靠、安全、节约用能有十分重要的意义。构建智能用能服务体系，使用智能仪表以及智能用电管理终端设备，以此达到科学、技能的用能目的。

    Acrel-3000电能管理系统正是针对以上趋势而研发的用户端电能管理系统。本系统通过对四川联合利华工厂内的部分重要回路进行计量，通过对监测回路用能的实时计量、存储、分析，以表格或图形的形式来显示整个计量体系用能状况，找出高能耗点或不合理用能习惯，为节约能源，用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。

    本文以四川联合利华为例，简单介绍Acrel-3000电能管理系统在四川联合利华配电系统中的应用。

1 项目介绍

    针对本项目的工业性质，现针对联合利华（四川）生产基地厂区内的配电系统以及部分用水回路实现用能实时监控，通过智能仪表和系统后台的实时监测，数据采集存储、处理，以各种图文报表的形式实时显示监控区域的用能状态。所有的用能都存储在系统后台主机内，通过对固定时间段的数据分析，掌握整个厂区的用能状态，针对用能的趋势，制定合理的用能计划和节能措施。

   本项目主要是针对变电所内的开关柜的重要回路进行电能计量、部分用水回路的用水实时监测。本项目变电所以及厂区内的用水回路共计99个。Acrel-3000电能管理系统通过对智能计量仪表的数据采集、处理，以图形、报表的形式导出，为管理人员提供具体的用电明细。

2 用户需求

    ●电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，并以图形式直观动态显示。各回路子画面上显示该回路各电参量、回路名称、CT变比、电流越限值及开关状态等信息。

    ●对用水回路的智能水表的参量实时采集、显示、存储。

    ●对其负载绘制电流趋势曲线，便于分析该回路配电运行工况

    ●越限报警，针对客户的特定回路来设置越限报警

    ●对各回路的电能集抄功能，并自动生成符合客户管理需求的用电报表

    ●报警事件记录，便于维护人员来根据事件发生的时间性质对电路进行维护。

    ●用户权限管理，不同等级权限实现不同等级操作。

3 设计方案

3.1 参考标准

    系统的设计满足以下所列制造和试验标准：

JGJ/T 16-92      《民用建筑电气设计规范》

GB/J63-90  《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

GB/T13730  《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》

GB2887  《计算站场地技术要求》

GB/50198-94      《监控系统工程技术规范》

DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求》

DL/T 698.35-2010     《第3-5部分：电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》

DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

DL/T 698.42-2010     《第4-2部分：通讯协议-集中器下行通信协议》

DL/T/814-2002        《配电自动化系统功能规范》

3.2 系统架构设计

    鉴于四川联合利华的建筑规模、性质，以及后续项目的可连带发展的性质，安科瑞电气股份有限公司系统部根据用户的几点需求以及在相同性质工程中的经验，对该建筑的智能配电系统的搭建做以下设计：四川联合利华所有监控点位现已安装智能电力仪表，且均采用标准的Modbus-RTU协议。将现场安装的智能仪表通过屏蔽双绞线以手拉手式相连，数据总线直接铺设至主机所在的值班室。数据总线通过协议转换隔离器将数据传输至系统主机。系统示意图1所示。

图1

4 系统功能

    上位机软件采用Acrel-3000电能管理系统，通过软件进行设备配置、数据库变量配置、界面设计等，完成了在上位机软件监控及电力监控的功能。

4.1 功能特点

    Acrel-3000电能管理系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠的特点。点击相应快捷按钮即可进入相应的系统功能模块；系统具有系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统具有人机界面友好，显示数据直观，方便用户查阅。

4.2 软件功能

4.2.1 运行系统

    软件的界面可以根据项目的特点和客户的要求来设计。初始界面为“登录界面”，客户需通过用户名，输入相应密码，方能进入本系统。界面如图2所示。

4.2.2 通讯示意图

    通讯示意图为拓扑图，显示系统与仪表的通讯是否正常。通过界面模块颜色的变化来反映整个系统各个监控点位的运行状态。界面如图3所示。

 

图3 通讯示意

4.2.3 监测详图

    监测详图反应了整个系统配电回路名称，相应的配电体系以及回路的主要电参量。通过实时数据的显示，直观反映本项目各个监测回路的运行数据，便于管理者实时了解系统运行状态。界面如图4所示。

图4 监测详图

4.2.4 参数抄表

    参数报表反映了本项目监测回路的在过去某时间点的运行数据，通过当前或者过去某时间点的实时参量数据反映回路状态。主要的数据包括：三相电压，三相电流，电能，有功功率，无功功率，功率补偿因数，频率。界面如图5所示

图5 参数抄表

4.2.5 电能报表

    电能报表是对用电量的管理以报表形式呈现，该报表可以实现系统运行期间的任意时间段内的月抄表，日抄表，小时抄表等功能，且可以Excel形式导出或打印。界面如图6所示。

图6 电能报表

4.2.6 趋势曲线

    趋势曲线可以查询各回路电压，功率负荷趋势，查看其历史趋势线；帮助用户进线趋势分析和故障追忆。负荷曲线图界面如图7所示。

图7 趋势曲线

4.2.7 实时报警

    本系统还针对主要电参量的遥测量（包括进线回路的电流、电压、频率、功率因素和出线回路的电流越线报警）。也能点击打开历史报警调出历史报警界面。界面如图8所示。

图8 实时报警