天合汽車安全技術（張家港）有限公司電能管理系統的設計與應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：智能用電是構建智能電網的重要支柱和六大環節之一，是實現智能電網各項功能的基礎核心物理載體，是建設智能電網的著力點和落腳點。依托智能電網和現代管理理念，利用量測、控制、高速通信、快速儲能等技術，實現市場響應迅速、計量公正準確、數據采集實時、服務便捷，構建電網與客戶能量流、信息流、業務流實時互動的新型供用電關系。現以天合汽車安全技術(張家港)有限公司電能管理系統項目中使用的安科瑞電能管理系統為例。對用戶側用能智能化做簡要介紹。

關鍵詞：天合汽車   智能配電系統  電能管理系統

0引言

  在用戶側配電體系智能管理的趨勢下、原始的人工抄表，數據采集早已滿足不了當前的商業管理體系。供配電體系的智能化，數據化已經成為商業綜合建筑智能化，數據化的基本要求。通過智能化系統對用戶的用能實時監測，數據的積累，分析，為管理者提供準確的用能數據。在基層數據采集系統搭建之后，對于同步數據的深化處理也成為了用戶側管理者的進一步迫切需求。

  安科瑞電能管理系統以正是針對以上趨勢而研發的用戶端智能監測系統。本系統通過對天合汽車項目的變電所主要的進出線回路計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個配電體系用能以及運作狀況，量化系統的運行狀態，為管理者日常管理、收費，提供數據依據。

  本文以天合汽車項目的為例，簡單介紹安科瑞電能管理系統在工況企業配電系統中的應用。

1項目介紹

  天合汽車集團(TRW Automotive Holdings Corp.)是一家汽車安全系統供應商。

  本項目主要針對天合汽車張家港有限公司的變電所的進出線設計一套電能管理系統。實現變電所數據的實時集采，為后期配電管理者提供一套智能化系統，為制定科學的管理流程以及模式，提供合理的數據依據。

2用戶需求

  前期經過現場勘察以及和業主方溝通后，基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：

1)變電所的進出線回路電力參數的遠程抄表；

2)變電所的進出線回路重要電參量采集，以及電能計量；

3)重要回路的實時數據顯示，回路名稱自定義；

4)各個智能儀表的工作狀態實時顯示；

5)根據實際的配電結構，以及電氣設計圖紙繪制配電示意圖；

6)根據客戶要求定制月報表。

3設計方案

3.1參考標準

  系統的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

  JGJ/T 16-2016      《民用建筑電氣設計規范》

  GB/T 50063-2017  《電力裝置電測量儀表裝置設計規范》

  GB/T13730  《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》

  GB2887  《計算站場地技術要求》

  GB/50198-2011      《監控系統工程技術規范》

  DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求》

  DL/T 698.35-2010     《第3-5部分：電能信息采集終端技術規范-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：通訊協議-集中器下行通信協議》

  DL/T/814-2013       《配電自動化系統功能規范》

3.2 系統架構設計

  鑒于天合汽車電能管理系統的建筑規模、性質，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司數據服務部根據用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經驗，對該建筑的智能配電系統的搭建做以下設計：天合汽車電能管理系統所有監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。在變電所配置安裝數據采集器，現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數據總線直接鋪設至的數據采集設備。數據采集器通過網線直接傳輸數據至系統后臺主機。系統示意圖1所示。

圖1

4 系統功能

  上位機軟件采用安科瑞電能管理系統以及能耗監測系統，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電能管理的功能。

4.1 功能特點

  安科瑞電能管理系統以及能耗監測系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。

4.2 軟件功能：

4.2.1通訊示意圖

  通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統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系統各個監控點位的運行狀態。界面如圖2所示。

圖2通訊示意

4.2.2 監測詳圖

  監測詳圖反應了整個系統配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數據的顯示，直觀反映本項目各個監測回路的運行數據，便于管理者實時了解系統運行狀態。界面如圖3所示。

圖3 監測詳圖

4.2.3 功率曲線

  功率曲線反應了整個系統具體配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的功率電參量。通過實時數據的曲線顯示，直觀反映本項目各個監測回路的運行趨勢，便于管理者實時了解系統運行狀態。界面如圖4所示。

圖4 功率曲線

4.2.4 參數抄表

  參數報表反映了本項目監測回路的在過去某時間點的運行數據，通過當前或者過去某時間點的實時參量數據反映回路狀態。主要的數據包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數，頻率。界面如圖5所示

圖5參數抄表

4.2.5 電能報表

  電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以實現系統運行期間的任意時間段內的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，且可以Excel形式導出或打印。界面如圖6所示。

圖6電能報表

4.2.6 定制月報表

  根據客戶要求，定制用能月報表。

圖7 月報表

5 結束語

  用戶側用能的智能化，透明化，率等要求，促使市場為其提供相應的解決方案。當前主要是通過在用戶側的供配電系統即變電所的進出線節點安裝智能儀表，利用計算機網絡集成技術，為客戶提供遠程抄表、數據存儲、數據處理等服務，幫助客戶實時掌握建筑的用能狀況，實現對業主用能收費的智能化管理。

  天合汽車電能管理系統實現配電系統數據的實時采集、存儲、顯示、導出。天合汽車的配電系統主要監測節點在變電所的進出線設計安裝智能儀表，由此實現用戶用能的階段時間數據采集。系統的設計、安裝、調試的同時，也是同時對配電系統的各項參數進行詳細梳理，核對；通過對現場各個電力參數的核對，從而了解配電體系的運作狀態。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示業主各配電回路的電能使用狀況，并生成各種電能報表等。管理方可以通過對數據的分析、研究，制定相應的生產工藝調整計劃。該系統運行安全、可靠、穩定，還為配電系統終端用戶提供各個配電回路的具體用電明細，為后期電力系統的維護及制定合理的用能計劃，提供可靠的數據依據。在項目實施中，還根據客戶要求定制了月報表，配合客戶的實際需求，提供用能數據。

參考文獻

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

[2].周中.電力儀表在大型商業酒店電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6

[3].韓月 ， 耿寶宏 ， 高強.智能變電站變電設備在線監測系統研究[J].東北電力技術 2011. 6

[4].侯雨辰 ， 田瑛.智能變電站設備在線監測系統[J].城市建設理論研究 2012. 10