天合汽車安全技術(shù)（張家港）有限公司電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：智能用電是構(gòu)建智能電網(wǎng)的重要支柱和六大環(huán)節(jié)之一，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)核心物理載體，是建設(shè)智能電網(wǎng)的著力點(diǎn)和落腳點(diǎn)。依托智能電網(wǎng)和現(xiàn)代管理理念，利用量測、控制、高速通信、快速儲能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)市場響應(yīng)迅速、計(jì)量公正準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)、服務(wù)便捷，構(gòu)建電網(wǎng)與客戶能量流、信息流、業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)互動(dòng)的新型供用電關(guān)系?，F(xiàn)以天合汽車安全技術(shù)(張家港)有限公司電能管理系統(tǒng)項(xiàng)目中使用的安科瑞電能管理系統(tǒng)為例。對用戶側(cè)用能智能化做簡要介紹。

關(guān)鍵詞：天合汽車   智能配電系統(tǒng)  電能管理系統(tǒng)

0引言

  在用戶側(cè)配電體系智能管理的趨勢下、原始的人工抄表，數(shù)據(jù)采集早已滿足不了當(dāng)前的商業(yè)管理體系。供配電體系的智能化，數(shù)據(jù)化已經(jīng)成為商業(yè)綜合建筑智能化，數(shù)據(jù)化的基本要求。通過智能化系統(tǒng)對用戶的用能實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)的積累，分析，為管理者提供準(zhǔn)確的用能數(shù)據(jù)。在基層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)搭建之后，對于同步數(shù)據(jù)的深化處理也成為了用戶側(cè)管理者的進(jìn)一步迫切需求。

  安科瑞電能管理系統(tǒng)以正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端智能監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對天合汽車項(xiàng)目的變電所主要的進(jìn)出線回路計(jì)量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個(gè)配電體系用能以及運(yùn)作狀況，量化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為管理者日常管理、收費(fèi)，提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

  本文以天合汽車項(xiàng)目的為例，簡單介紹安科瑞電能管理系統(tǒng)在工況企業(yè)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1項(xiàng)目介紹

  天合汽車集團(tuán)(TRW Automotive Holdings Corp.)是一家汽車安全系統(tǒng)供應(yīng)商。

  本項(xiàng)目主要針對天合汽車張家港有限公司的變電所的進(jìn)出線設(shè)計(jì)一套電能管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)變電所數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)集采，為后期配電管理者提供一套智能化系統(tǒng)，為制定科學(xué)的管理流程以及模式，提供合理的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2用戶需求

  前期經(jīng)過現(xiàn)場勘察以及和業(yè)主方溝通后，基本的需求整理分析后分為以下幾個(gè)方面：

1)變電所的進(jìn)出線回路電力參數(shù)的遠(yuǎn)程抄表；

2)變電所的進(jìn)出線回路重要電參量采集，以及電能計(jì)量；

3)重要回路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，回路名稱自定義；

4)各個(gè)智能儀表的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示；

5)根據(jù)實(shí)際的配電結(jié)構(gòu)，以及電氣設(shè)計(jì)圖紙繪制配電示意圖；

6)根據(jù)客戶要求定制月報(bào)表。

3設(shè)計(jì)方案

3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

  系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

  JGJ/T 16-2016      《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

  GB/T 50063-2017  《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

  GB/T13730  《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

  GB2887  《計(jì)算站場地技術(shù)要求》

  GB/50198-2011      《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

  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》

  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》

  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》

  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》

  DL/T/814-2013       《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

  鑒于天合汽車電能管理系統(tǒng)的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司數(shù)據(jù)服務(wù)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn)，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：天合汽車電能管理系統(tǒng)所有監(jiān)控點(diǎn)位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。在變電所配置安裝數(shù)據(jù)采集器，現(xiàn)場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。數(shù)據(jù)采集器通過網(wǎng)線直接傳輸數(shù)據(jù)至系統(tǒng)后臺主機(jī)。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

4 系統(tǒng)功能

  上位機(jī)軟件采用安科瑞電能管理系統(tǒng)以及能耗監(jiān)測系統(tǒng)，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電能管理的功能。

4.1 功能特點(diǎn)

  安科瑞電能管理系統(tǒng)以及能耗監(jiān)測系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

4.2 軟件功能：

4.2.1通訊示意圖

  通訊示意圖為拓?fù)鋱D，顯示系統(tǒng)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(gè)系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖2所示。

圖2通訊示意

4.2.2 監(jiān)測詳圖

  監(jiān)測詳圖反應(yīng)了整個(gè)系統(tǒng)配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項(xiàng)目各個(gè)監(jiān)測回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于管理者實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 監(jiān)測詳圖

4.2.3 功率曲線

  功率曲線反應(yīng)了整個(gè)系統(tǒng)具體配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的功率電參量。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的曲線顯示，直觀反映本項(xiàng)目各個(gè)監(jiān)測回路的運(yùn)行趨勢，便于管理者實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖4所示。

圖4 功率曲線

4.2.4 參數(shù)抄表

  參數(shù)報(bào)表反映了本項(xiàng)目監(jiān)測回路的在過去某時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過當(dāng)前或者過去某時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補(bǔ)償因數(shù)，頻率。界面如圖5所示

圖5參數(shù)抄表

4.2.5 電能報(bào)表

  電能報(bào)表是對用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的月抄表，日抄表，小時(shí)抄表等功能，且可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖6所示。

圖6電能報(bào)表

4.2.6 定制月報(bào)表

  根據(jù)客戶要求，定制用能月報(bào)表。

圖7 月報(bào)表

5 結(jié)束語

  用戶側(cè)用能的智能化，透明化，率等要求，促使市場為其提供相應(yīng)的解決方案。當(dāng)前主要是通過在用戶側(cè)的供配電系統(tǒng)即變電所的進(jìn)出線節(jié)點(diǎn)安裝智能儀表，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)，為客戶提供遠(yuǎn)程抄表、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，幫助客戶實(shí)時(shí)掌握建筑的用能狀況，實(shí)現(xiàn)對業(yè)主用能收費(fèi)的智能化管理。

  天合汽車電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲、顯示、導(dǎo)出。天合汽車的配電系統(tǒng)主要監(jiān)測節(jié)點(diǎn)在變電所的進(jìn)出線設(shè)計(jì)安裝智能儀表，由此實(shí)現(xiàn)用戶用能的階段時(shí)間數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的同時(shí)，也是同時(shí)對配電系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)梳理，核對；通過對現(xiàn)場各個(gè)電力參數(shù)的核對，從而了解配電體系的運(yùn)作狀態(tài)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示業(yè)主各配電回路的電能使用狀況，并生成各種電能報(bào)表等。管理方可以通過對數(shù)據(jù)的分析、研究，制定相應(yīng)的生產(chǎn)工藝調(diào)整計(jì)劃。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，還為配電系統(tǒng)終端用戶提供各個(gè)配電回路的具體用電明細(xì)，為后期電力系統(tǒng)的維護(hù)及制定合理的用能計(jì)劃，提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。在項(xiàng)目實(shí)施中，還根據(jù)客戶要求定制了月報(bào)表，配合客戶的實(shí)際需求，提供用能數(shù)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.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

[3].韓月 ， 耿寶宏 ， 高強(qiáng).智能變電站變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].東北電力技術(shù) 2011. 6

[4].侯雨辰 ， 田瑛.智能變電站設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].城市建設(shè)理論研究 2012. 10