【节能学院】安科瑞电能管理系统在福州三岐小学项目的设计与应用

项目概述

该项目总投资约2.6亿元，建筑规模为4.8万㎡，建设地点在南屿镇葛岐村、晓岐村。项目设有教学楼A区、教学楼B区、教学楼C区、综合楼一区、综合楼二区、室内篮球场、室内游泳馆、足球场等。
此电能管理系统为Acrel-3000系统，在结构设计和工程配置上充分考虑项目的实际情况，完全的实现相关功能，满足电力系统线路运行的相关要求，体现系统的各项技术特点。实现分散控制、集中管理、综合监控。本项目电能管理系统采用分层分布式结构包括站控管理层、网络通讯层及现场设备层。本系统站控层设置在消防控制室，系统有系统主机、显示器 、通讯管理机等设备。系统为上级管理系统预留了通讯接口，可以进行相关数据信息的转发和远传，从而实现资源信息的共享。

电能管理系统主要功能

1、数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。
数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。

2、人机交互
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。

3、历时事件
历时事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

4、数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。

5、用户权限管理
针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。

6、运行负荷曲线
负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。

7、远程报表查询
报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。
报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。

系统监控内容

安科瑞PZ72L-E4/KC多功能电力仪表。
PZ 系列三相功率表、电能表，采用交流采样技术，可直接或间接测量三相电网中的电流和电压、功率、电能等电参量。既可用于本地显示，又能与工控设备连接，组成测控系统。产品符合企业标准 Q31/0114000129C017-2016 《PZ 系列交流可编程数显智能表》的规定。仪表具有 RS-485 通讯接口，采用兼容 Modbus-RTU 协议；可将电量信号转换成标准的模拟量输出；可带四路（两路）开关量输入/两路开关量输出。根据不同要求，通过仪表面板按键，对变比、报警、通讯等参数设置和控制。PZ系列仪表具有很高的性能，可以直接取代常规电力变送器及测量仪表。作为一种先进的智能化、数字化的前端采集元件，该电力仪表已广泛应用于各种控制系统，SCADA 系统和能源管理系统中。

电能管理系统网络构成

本项目共133只多功能电力仪表，分别分布在教学楼A区、教学楼B区、教学楼C区的强电井内，综合楼一区、综合楼二区、室内篮球场、室内游泳馆的强电井内，地下一层各分区电井内。在教学楼B区、综合楼二区和地下室放置三台采集装置，现场智能仪表经R485总线连接至对应的采集装置，现场通过光纤将数据传输至监控主机上。
系统采用分层、分布式系统结构，纵向分为三层：监控层、通讯网络层和现场控制层。系统使用高可靠性工业控制计算机及软、硬件系统，高性能的现场总线技术及网络通信技术，整个系统运行安全、稳定可靠、使用维护方便。
监控层包括工程师站和远动通信站，包含监控计算机、网络交换机、以及Acrel-3000V7.1电能管理软件，其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取通讯管理机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，搭建完整的计量体系，用户只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。
通讯网络层包括通讯管理机、网络交换机等设备，系统通讯结构如下图所示：

图1系统通讯结构示意图

结束语

随着社会的发展及电力的广泛应用，电能管理系统已成为全国各地工程项目、标志性建筑/大型公共设施、学校等用户的选择，本文介绍的Acrel-3000电能管理系统在福州三岐小学电能管理系统项目的应用，可以实现对低压配电回路用电的实时监控与电能管理，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电能管理系统。