智能电力监控仪表在合同能源管理系统中的应用

 

　　1概述

　　合同能源管理（在国外简称EPC,在国内广泛地被称为EMC），是70年代在西方发达国家开始发展起来一种基于市场运作的全新的节能新机制。合同能源管理不是推销产品或技术，而是推销一种减少能源成本的财务管理方法。EMC公司的经营机制是一种节能投资服务管理；客户见到节能效益后，EMC公司才与客户一起共同分享节能成果，取得双嬴的效果。

　　合同能源管理是EMC公司通过与客户签订节能服务合同，为客户提供包括：能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式。在合同期间，EMC与客户分享节能效益，在EMC收回投资并获得合理的利润后，合同结束，全部节能效益和节能设备归客户所有。合同能源管理机制的实质是：一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。这种节能投资方式允许用户使用未来的节能收益为用能单位和能耗设备升级，以及降低目前的运行成本。节能服务合同在实施节能项目的企业（用户）与专门的节能服务公司之间签订，它有助于推动节能项目的开展。

　　安科瑞合同能源管理系统结合自身产品研发优势，根据现场实际情况采用现场总线或无线通讯中的一种或多种结合的化的组网方式，实现远程变配电监控、电能集抄与质量管理，同时也为用户节约了大量的投入成本。公司研发的系统组态平台集成了国内外多种工业现场通讯规约，如IEC60870-5-101/102/103/104、CANBus、PorfiBus、DNP、CDT、ModBus等，以及的IEC61850通讯体系，可支持大量的第三方智能化设备或进口设备的接入，先进的系统架构支持信息共享和Web发布，解决了配电监控信息孤岛的难题。报表的自动生成大大减轻了值班人员的工作量，提高节能管理的工作效率。

　　2 能源管理系统计量体系宜选电力仪表

　　电力仪表为电力参数测量、电能质量监视和分析、电气设备控制提供解决方案的电力测量及控制设备， 智能电力仪表可作为仪表单独使用，取代大量传统的模拟仪表，亦可作为电力监控系统的前端设备，实现远程数据采集与控制。符合工业标准的RS485通讯接口，使得组网轻松便捷，是SCADA系统集成的理想选择。智能电力仪表可以统计双向四象限的有功电能和无功电能，同时进行值/值的记录和需量的统计。配合电力监控软件可以协助用户分析各用电设备的电能消耗状况与负荷变化趋势，实现自动抄表并生成各种电量报表。

　　电能计量宜采用电力仪表作为内部管理电表，不宜用收费电表。在电能管理中，供电部门一般会在总进线处安装收费电表。考虑内部电能计量与节能管理的需要，在用户安装收费电表的基础上安装电力仪表，用于内部电能管理。因此用户可自主选择采购，但应注意制造商是否有电力仪表（电能部分）的计量许可证。电力仪表可以完成对各回路、各功能区的分项电能数据的采集，通过后台电能管理系统完成电能分项计量。

　　安装方式挂壁式安装，应单独设置电表箱，不易安装在低压柜、动力箱、照明箱内导轨式安装，易安装在动力箱、照明箱内嵌入式安装，易安装在低压柜、动力箱的门板上

　　通讯规约DL/T645规约与配电系统不兼容Modbus协议或DL/T645规约， Modbus协议可与配电系统兼容

　　3 合同能源管理表计的选型方案

　　3.1 高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表

　　该表为电能质量分析仪表，主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu,THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸：120×120mm,开孔尺寸：108×108mm.适用于高压重要回路或低压进线柜，见图1.

　　

 

　　3.2 低压联络或出线回路选ACR220ELH电力仪表

　　该表主要功能有：LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F);四象限电能计量、复费率电能统计、需量统计;4DI+2DO;RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：96×96mm，开孔尺寸：88×88mm。适用于低压联络柜、出线柜，见图2。

　　3.3 动力柜、照明箱选ACR120EL电力仪表或导轨式电表

　　ACR120EL电力仪表主要功能有：LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F);四象限电能计量、复费率电能统计、需量统计;2DI+2DO;RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：开孔尺寸80×80mm，开孔尺寸72×72mm。适用于动力柜，见图3。

　　DTSD1352导轨式电表主要功能：LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限电能计量、复费率电能统计、需量统计;电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于动力柜，见图4。

　　

 

　　DTSF1352导轨式电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于照明箱的三相电能计量，见图5。

　　

 

　　照明箱DDSF1352电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：76×89×74mm，4模数。适用于照明箱的电流、电压测量;单相电能计量，见图6。

　　

 

　　4 合同能源管理系统

　　系统由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成，见图7。

　　站控管理层针对能耗监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

　　网络通讯层主要是由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

　　现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传存储的能耗数据。测量仪表担负着基层的数据采集任务，其监测的能耗数据必须完整、准确并实时传送至数据中心。

　　5 系统功能

　　5.1 前台人机交互界面

　　设计适合客户要求的交互界面；标准图元库，方便调用组合；实时数据采集和显示；数据信息的自动逻辑计算和处理；设备参数远程更改设定；合、分闸状态显示和强制操作。

　　5.2 曲线及报表管理设置

　　客户要求的电参量的趋势曲线；正/反向有/无功电度的历史趋势；设计满足客户需求的各种报表；自动生成电能计量的日、月、年报表；可根据常用的MS Excel设置模板并生成相应报表，使用户轻松使用；查询任意时刻报表、显示并打印。

　　5.3 后台数据库管理

　　应用广泛的数据库软件如Access、MSSQL;建立开放式、网络化数据库；存储指定年限或所有的数据信息；软件系统实现的动态链接库；实时数据信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，实现数据远传。

　　5.4 多级权限用户管理

　　密码登录后台，保证设置安全；高权限对低权限管理，分级操作，各权限均具修改密码功能。

　　5.5 通讯管理设置

　　各串口自主配置，操作方便；不同设备的通讯协议选择；通讯波特率自主选择；系统根据选择结果自动对该前置机某端口所连各设备进行统一的遥控配置。

　　5.6 网络功能

　　双机热备功能，支持双机、双网、双设备等冗余，并采用热备份的形式确保系统稳定可靠的运行，配置简单、方便。网络上任意一台机器可指定为I/O服务器（即前置机），网络上的其他机器可方便地从该机器上获取数据。

　　见图8、图9、图10、图11.

　　

 

　6 系统报价　

　7 结束语

　　能源日益紧张，节能降耗是社会发展的必然选择，而合同能源管理系统为用户提供了一个良好机制。通过电力仪表建立能源管理的计量体系，可以减少重复投资，使用户电力智能监控与能源管理一体化。系统在浦东图书馆、大庆机场、罗泾矿码头等项目中运行，取得了较好的社会效益和经济效益。