周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司  江蘇江陰

摘要

    本文主要介紹了廣州萬達廣場投資有限公司采用Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對項目變配電系統(tǒng)進行監(jiān)測；儀表通過總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺，進行智能化組網(wǎng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化變配電監(jiān)控。Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)作為廣州萬達慧云智能化管理系統(tǒng)平臺子系統(tǒng)，在肩負著變配電監(jiān)測任務(wù)的同時將運行數(shù)據(jù)上傳至慧云平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)的資源整合。

關(guān)鍵詞：變配電；電力監(jiān)控；Acrel-2000；萬達廣場；慧云平臺

0 項目概述

     廣州萬達廣場電力監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)《萬達廣場慧云智能化管理系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（2015版）》中變配電監(jiān)控子系統(tǒng)要求設(shè)計，對項目變配電系統(tǒng)進行改造。

    根據(jù)《廣州白云萬達“一鍵式"改造評估報告》確定本項目監(jiān)控范圍為：B區(qū)中心一期高壓配電室 8臺MPR-2013綜保，2臺MPR-2015綜保，2臺RCU-202A直流屏控制器;超市高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，2臺MPR-2026綜保，1臺RCU-201直流屏控制器;物業(yè)高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，6臺MPR-2026綜保，1臺RCU-202A直流屏控制器;百貨高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，4臺MPR-2026綜保，1臺RCU-202A直流屏控制器;柴油發(fā)電機房 3臺MRS16發(fā)電機控制器；物業(yè)#1-#6專變 6臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，6臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器；超市#1-#2專變 2臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，2臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器；百貨#1-#4專變 4臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，4臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器。

1 用戶需求

1.1一般規(guī)定

    1) 電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍包括：高壓進出線運行參數(shù)監(jiān)測，低壓配電運行參數(shù)監(jiān)測，備用電壓運行監(jiān)測，變配電機房運行參數(shù)監(jiān)測等。

    2) 電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足商業(yè)管理便捷實用的要求。包括：保證所有變配電設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)集成在一個平臺上；采用統(tǒng)一的操作界面；提供清晰的管理信息。并提供遠程訪問功能。

    3) 電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足商業(yè)管理安全管理的需求。包括：集中監(jiān)視所有的報警信息，集中顯示重要設(shè)備的運行狀態(tài)；使管理人員可通關(guān)過集成平臺遠程排查，監(jiān)視各機電設(shè)備現(xiàn)場情況。

1.2功能要求

1.2.1監(jiān)測功能

    1)應(yīng)監(jiān)測高壓進出線運行參數(shù)，包括電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率。

    2)應(yīng)監(jiān)測直流屏運行參數(shù)：輸出電壓、累計充放電次數(shù)、充電電壓、充放電狀態(tài)、電池溫度。

    3)應(yīng)監(jiān)測變壓器運行參數(shù)：鐵芯線圈溫度、散熱風(fēng)機啟停狀態(tài)。

    4)應(yīng)監(jiān)測變壓器所在環(huán)境的空氣溫度。

    5)柴油發(fā)電機進線運行參數(shù)：發(fā)電機端電壓、電流、頻率、啟動電池電壓、柴油機冷卻水溫度。

1.2.2故障報警功能

    1)直流屏:電壓異常。

    2)高壓柜:高壓進出線過流（負荷）、低電壓、短路、接地。

    3)變壓器:變壓器高溫、溫

    4)發(fā)電機主:啟動失敗、無法同步、短路；柴油發(fā)電機工作故障報警，日用油箱油位顯示及、超低報警。

1.2.3記錄功能

    1)應(yīng)記錄上述需要監(jiān)測的運行參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)中的技術(shù)參數(shù)部分，以供分析比對。

    2)應(yīng)記錄上述各項故障報警發(fā)生的內(nèi)容和時刻。

1.3電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件需求

    電力監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合萬達廣場BA系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，此外還應(yīng)滿足以下要求：

    1.3.1電力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件應(yīng)包括至少1臺服務(wù)器。與“慧云智能化管理系統(tǒng)"控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接如圖1_1所示。

圖1_1變配電子系統(tǒng)的硬件連接

    1.3.2電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)提供人機交互界面（與能源管理平臺共用）。子系統(tǒng)人界面可以按照界面設(shè)計的規(guī)定設(shè)計，使子系統(tǒng)界面與“慧云智能化管理系統(tǒng)"集中監(jiān)控系統(tǒng)界面一致；也可以自行設(shè)計，實現(xiàn)功能設(shè)計中各項監(jiān)測、故障報警和運行監(jiān)測功能。

    1.3.3電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件應(yīng)具備數(shù)據(jù)庫功能，實現(xiàn)功能設(shè)計中的各項記錄功能。

    1.3.4電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件應(yīng)具備權(quán)限管理功能。

1.4電力監(jiān)控系統(tǒng)與慧云平臺的數(shù)據(jù)交互要求

    1.4.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議和接口。子系統(tǒng)應(yīng)開放其設(shè)備的各層通信協(xié)議。宜采用自帶監(jiān)控功能的變配電設(shè)備（機組）。要求各個變配電機組能夠自動測量功能設(shè)計中的各種信息。

    1.4.2電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)向“慧云智能化管理系統(tǒng)"集中控制系統(tǒng)提供功能設(shè)計中各項監(jiān)測、記錄功能需求的數(shù)據(jù)，包括機電設(shè)備啟停狀態(tài)、系統(tǒng)運行參數(shù)、故障報警參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)參數(shù)。

2 設(shè)計原則引用標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計原則

    1) 開放性：本系統(tǒng)中將涉及到不同廠商的設(shè)備技術(shù)，以及系統(tǒng)的擴展需求，在本項目的產(chǎn)品技術(shù)選型中，避免采用專有技術(shù)，從而使系統(tǒng)的軟硬件平臺具有充分的開放性.

    2) 性：系統(tǒng)的軟硬件平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)以及系統(tǒng)的維護管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮當(dāng)今技術(shù)發(fā)展趨勢，采用相對同時市場相對成熟的產(chǎn)品技術(shù)，以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需求.

    3) 高性能：系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)從服務(wù)器處理能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸能力、軟件系統(tǒng)效率等角度綜合分析，合理設(shè)計結(jié)構(gòu)、使系統(tǒng)具有足夠的處理能力，以適應(yīng)大數(shù)量量數(shù)據(jù)處理和用戶訪問需求，保障系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。

    4) 安全性：系統(tǒng)對安全性問題予以高度重視，從操作系統(tǒng)層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層每個層次都有相應(yīng)的措施以解決傳輸安全，系統(tǒng)安全和信息安全的需求。

    5) 可靠性：系統(tǒng)應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選型等方面綜合考慮，以確保系統(tǒng)中沒有單故障節(jié)點，實現(xiàn)7X24不間斷服務(wù)。

    6) 擴展性：在本系統(tǒng)中，所有的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存貯、應(yīng)用軟件的設(shè)計遵循可擴充的原則，以實現(xiàn)隨著需求的發(fā)展而擴展。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有很好的兼容性和可擴充性，即可使不同的廠商的設(shè)備和系統(tǒng)集成到同一個平臺中，又可使系統(tǒng)在日后可以根據(jù)用戶需求方便地擴展。

2.2 引用標(biāo)準(zhǔn)

1) 《萬達廣場慧云智能化管理系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（2015版）》

2) ISO/IEC11801《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

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

4) GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

5) GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

6) DL/T 698.1-2009《部分：總則》

7) DL/T 698.2-2010《第2部分：主站技術(shù)規(guī)范》

8) 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》

9) 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》

10) 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》

11) 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》

12) 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》

13) 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》

3 解決方案

    廣州萬達廣場電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和站控管理層。

3.1 現(xiàn)場設(shè)備層

    現(xiàn)場設(shè)備層儀表主要包括：綜保、直流屏控制器、發(fā)電機控制器、變壓器溫控儀、溫濕度控制器。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊介質(zhì)：儀表采用屏蔽雙絞線通過RS485現(xiàn)場總線方式接入串口服務(wù)器，串口服務(wù)器把采集到的間隔層設(shè)備信息轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)，接入電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，以太網(wǎng)采用光纖傳輸。

3.3 站控管理層

    站控管理層是針對配電網(wǎng)絡(luò)的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的上層部分，主要是由電力系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取前置機采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發(fā)送并檢測操作的執(zhí)行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進行計量，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖如下：  

4 系統(tǒng)功能

    1) 數(shù)據(jù)采集與顯示：以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各設(shè)備的運行參數(shù)以及配電回路開關(guān)分合閘狀態(tài)直觀實時顯示。

    2) 數(shù)據(jù)記錄：應(yīng)記錄上述需要監(jiān)測的運行參數(shù)，以供分析對比。 

    3) 告警管理：系統(tǒng)具備遙測報警配置功能，報警類型包括遙測和遙信報警。系統(tǒng)報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫面。遙測歷史報警查詢：安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)b信、遙測報警數(shù)據(jù)進行存儲，方便用戶對系統(tǒng)報警事件進行追溯查詢。

    4) 用戶權(quán)限管理：系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)*的操作?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行維護管理提供可靠的安全保障。

    5) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能：采用MODBUS-TCP協(xié)議方式將采集到的數(shù)據(jù)上傳至慧云平臺。

5 結(jié)束語

    隨著用戶端變配電智能化管理需求的提高，電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用已成為發(fā)展趨勢。本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在廣州萬達廣場項目中的應(yīng)用，實現(xiàn)了對廣州萬達廣場變配電系統(tǒng)實時監(jiān)控，同時和上層慧云平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)的進行分析、處理，實時顯示各監(jiān)控設(shè)備的運行使用狀況、告警狀態(tài)，并生成各種報表、分析曲線、圖形等，便于管理者進行設(shè)備管理和運行維護。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為后期電力系統(tǒng)及設(shè)備的維護、制定節(jié)能改造措施提供了科學(xué)的依據(jù)。

參考文獻

[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.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6