上海BI-M3項(xiàng)目電力管理系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

摘要：介紹（勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期裝修項(xiàng)目）030002上海BI-M 3項(xiàng)目，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過電力管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：智能電力儀表;配電室;電力管理系統(tǒng); 制藥企業(yè)

0 概述 
（勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期裝修項(xiàng)目）030002上海BI-M 3項(xiàng)目，項(xiàng)目位于上海張江高科技園區(qū)蔡倫路987號。
本項(xiàng)目主要涉及勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期原配電室內(nèi)配電柜改造，更換柜體、變壓器和智能電表，并建立一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電回路工作狀態(tài)。

1 需求分析
解決方案：
1)10kV/35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；
2)配網(wǎng)開關(guān)站智能監(jiān)控后臺系統(tǒng)；
3)光伏發(fā)電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)；
4)用電需求側(cè)協(xié)調(diào)控制平臺。
為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對項(xiàng)目現(xiàn)場的配電箱內(nèi)進(jìn)線及出線回路進(jìn)行電壓(U)、電流(I)、功率(P)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時(shí)檢測報(bào)警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改，建立電能多級計(jì)量體系提供用能分析依據(jù)。
本技術(shù)條件適用于（勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期裝修項(xiàng)目）030002上海BI-M 3項(xiàng)目配電室。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不僅限于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電箱數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。
2 系統(tǒng)方案
安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)（勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期裝修項(xiàng)目）030002上海BI-M 3項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至值班室的監(jiān)控主機(jī)，保障了電力管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在（勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期裝修項(xiàng)目）030002上海BI-M 3項(xiàng)目工程中主要指配電室的監(jiān)控主機(jī)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
 通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。通訊管理機(jī)主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無人值守的目的。
本項(xiàng)目采用安科瑞自研通訊管理機(jī)ANet-2E8S1，提供2路10/100M以太網(wǎng)接口，8路光耦隔離RS485 和1路RS232(調(diào)試口)，可支持256臺計(jì)量設(shè)備。

通訊管理機(jī)
ANet智能通信管理機(jī)提供豐富的規(guī)約庫支持，實(shí)現(xiàn)不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián)。

3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由安科瑞智能儀表PZ80L-E4組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
安科瑞PZ80-E4/C電力監(jiān)控儀表功能：三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），R485，LED顯示。外形：84*84（mm）。

安科瑞PZ80L-E4

3 系統(tǒng)功能
實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色■代表合閘，綠色■代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所：

一次系統(tǒng)圖

       遙信和遙測報(bào)警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。 
事件告警記錄功能，主要完成對查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，

報(bào)警功能實(shí)時(shí)查詢

   參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢（勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期裝修項(xiàng)目）030002上海BI-M 3項(xiàng)目配電箱進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。

      用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報(bào)表

      系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)束語
        在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，項(xiàng)目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的電力管理系統(tǒng)在（勃林格殷格翰生物制藥生產(chǎn)平臺二期裝修項(xiàng)目）030002上海BI-M 3項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與通訊管理機(jī)、計(jì)算機(jī)等組成電力管理系統(tǒng)。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、語音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為項(xiàng)目解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的效益。
5 安科瑞系統(tǒng)
變電所運(yùn)維云平臺
安全用電管理云平臺
環(huán)保用電監(jiān)管云平臺
預(yù)付費(fèi)管理（系統(tǒng)）云平臺
智能變配電監(jiān)控系統(tǒng)
電能質(zhì)量治理系統(tǒng)
建筑能耗管理系統(tǒng)
工業(yè)能源管控平臺
漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
消防電源監(jiān)控系統(tǒng)
防火門監(jiān)控
應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)
充電樁收費(fèi)管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)
智能照明控制系統(tǒng)
IT配電絕緣監(jiān)測系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)：
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社
[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)
[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計(jì)》，姚強(qiáng)，科技