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江蘇安科瑞電器制造有限公司


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技術(shù)文章

基于智能電力儀表的電能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型方案

閱讀：242發(fā)布時間：2011-7-28

1  概述
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源緊張、環(huán)境惡化已受到的密切關(guān)注，能源是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，為了響應(yīng)國家號召，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)能降耗是首要任務(wù)。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對電能的統(tǒng)一管理顯得尤為重要。只有對電能進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的計(jì)量，才能從真正意義上節(jié)約電能。
 
安科瑞Acrel-3000系列電能管理系統(tǒng)是緊密把握電力系統(tǒng)用戶的需求，遵循電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而二次開發(fā)的一套具有專業(yè)性強(qiáng)、自動化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點(diǎn)的適用于低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。通過遙測和遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，有效節(jié)約電能，并有高峰與低谷用電記錄，從而為能源管理提供了必要條件。同時結(jié)合建科[2008]114號《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》，對電能按照明插座用電、動力用電、空調(diào)用電、特殊用電進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，為企、事業(yè)單位電能節(jié)能審計(jì)提供依據(jù)。
 
 
2  電能管理系統(tǒng)宜選智能電力儀表
大型公共建筑電能計(jì)量宜采用智能電力儀表作為內(nèi)部管理電表，電力儀表在用戶安裝供電部門收費(fèi)電表的基礎(chǔ)上，考慮內(nèi)部電能計(jì)量與節(jié)能管理的需要安裝，用于建筑內(nèi)部電量的統(tǒng)計(jì)與管理。因此用戶可自主選擇采購，但應(yīng)注意制造商是否有電力儀表（電能部分）的計(jì)量許可證。電力儀表可以完成對各回路、各樓層或各分項(xiàng)計(jì)量區(qū)的電能數(shù)據(jù)的采集，通過ACREL3000電能管理系統(tǒng)完成對大型公共建筑的電能計(jì)量管理。
 
電力儀表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控與電能管理需求而設(shè)計(jì)的。它能高精度的測量所有常用的電力參數(shù)，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等，采用可視度高的LCD來顯示儀表測量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行信息。電力儀表功能、型號繁多，價格也各不相同，電能計(jì)量方案也多種多樣，因此，應(yīng)合理選配，達(dá)到較佳的性價比。
 
 
3  電能管理表計(jì)的選型方案
 
應(yīng)用場合
 
型號
主要功能
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜
ACR330ELH
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜
ACR220EL
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì)；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
動力柜
ACR120EL
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì)；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
DTSD1352
（ADL3000）
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì)；電流規(guī)格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選
照明箱
DTSF1352
（ADL300）
電流規(guī)格1.5（6）A、
5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選
三相電能計(jì)量
DDSF1352
（ADL100）
電流、電壓測量；單相電能計(jì)量
DDS1352
（ADL10）
電流規(guī)格5（30）A、電能脈沖輸出、LED同步指示
單相電能計(jì)量
 
 
4  電能管理系統(tǒng)
該電能管理系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層組成，見圖1。
 
站控管理層針對能耗監(jiān)測系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況。
 
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要是由通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。
 
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳存儲的能耗數(shù)據(jù)。測量儀表擔(dān)負(fù)著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實(shí)時傳送至數(shù)據(jù)中心。
 
 
 
                                        圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
 
 
5  電能管理系統(tǒng)功能
5.1  Acrel-3000前臺人機(jī)交互界面
設(shè)計(jì)適合客戶要求的交互界面；標(biāo)準(zhǔn)圖元庫，方便調(diào)用組合；實(shí)時數(shù)據(jù)采集和顯示；數(shù)據(jù)信息的自動邏輯計(jì)算和處理；設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)程更改設(shè)定；合、分閘狀態(tài)顯示和強(qiáng)制操作。
 
5.2  Acrel-3000曲線及報表管理設(shè)置
客戶要求的電參量的趨勢曲線；正/反向有/無功電度的歷史趨勢；設(shè)計(jì)滿足客戶需求的各種報表；自動生成電能計(jì)量的日、月、年報表；可根據(jù)常用的MS Excel設(shè)置模板并生成相應(yīng)報表，使用戶輕松使用；查詢?nèi)我鈺r刻報表、顯示并打印。
 
5.3  Acrel-3000后臺數(shù)據(jù)庫管理
應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)庫軟件如Access、MSSQL；建立開放式、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫；存儲年限或所有的數(shù)據(jù)信息；軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的動態(tài)鏈接庫；實(shí)時數(shù)據(jù)信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。
 
5.4  Acrel-3000多級權(quán)限用戶管理
密碼登錄后臺，保證設(shè)置安全；高權(quán)限對低權(quán)限管理，分級操作，各權(quán)限均具修改密碼功能。
 
5.5  Acrel-3000通訊管理設(shè)置
各串口自主配置，操作方便；不同設(shè)備的通訊協(xié)議選擇；通訊波特率自主選擇；系統(tǒng)根據(jù)選擇結(jié)果自動對該前置機(jī)某端口所連各設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的遙控配置。
 
5.6  Acrel-3000數(shù)據(jù)采集
可采集和處理電力系統(tǒng)常用的各種遙測量、遙信量、脈沖量等。如：遙測量：電壓、電流、有功、無功等；遙信量：開關(guān)狀態(tài)、刀閘位置、保護(hù)動作信號、事故跳閘總信號、預(yù)告信號等；脈沖量：電度量、周波、時間量、設(shè)備參數(shù)、保護(hù)定值等；非電量：溫度、壓力、濕度、火災(zāi)報警、防盜報警等。
 
5.7  Acrel-3000性能指標(biāo)
平均*工作時間>30000h；
遙測傳送時間<3s；
遙信量：遙信變位時間<3s，遙信正確率100%；
遙控、遙調(diào)：遙控、遙調(diào)傳送時間<3s，遙控正確率100%；
屏幕畫面調(diào)用響應(yīng)時間<3s；
告警響應(yīng)時間<2s；
畫面實(shí)時數(shù)據(jù)更新時間<3s；
開關(guān)量在數(shù)據(jù)庫中更新時間<2s；
模擬量在數(shù)據(jù)庫中更新時間<2s；
系統(tǒng)容量根據(jù)硬件配置的擴(kuò)充無限擴(kuò)容。
 
5.8  Acrel-3000網(wǎng)絡(luò)功能
雙機(jī)熱備功能，支持雙機(jī)、雙網(wǎng)、雙設(shè)備等冗余，并采用熱備份的形式確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，配置簡單、方便。網(wǎng)絡(luò)上任意一臺機(jī)器可為I/O服務(wù)器（即前置機(jī)），網(wǎng)絡(luò)上的其他機(jī)器可方便地從該機(jī)器上獲取數(shù)據(jù)見圖2、圖3、圖4、圖5。
 
 
 
 
 
 
 
 

 

6 系統(tǒng)報價

                                                                                                           單位：元（RMB）

名稱
型號
單位
面價
備注
監(jiān)控主機(jī)
IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè)
臺
8500
均可用戶自備，以當(dāng)時市場價格為準(zhǔn)，該報價僅供參考
顯示器
三星19寸液晶顯示器
臺
3000
三星22寸液晶顯示器
臺
3800
打印機(jī)
HP LaserJet 1020 A4
臺
2500
EPSON-LQ1600KIIIH A3
臺
4000
UPS電源
山特C1KS
臺
5000
山特C2KS
臺
6500
通訊線纜
五類線
米
4.6
屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0
米
5.6
光纖（多模）
米
6.6
通訊機(jī)柜
1200×600×600
面
3000
2200×600×600
面
5000
光電轉(zhuǎn)換
HTB-1000
只
750
遠(yuǎn)距離傳輸
終端盒
只
60
尾纖
面
50
耦合器
面
50
熔接點(diǎn)
個
50
通訊轉(zhuǎn)換
擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4
塊
3000
擴(kuò)展卡
串口服務(wù)器ACRNET-PORT（2口）
只
3000
串口服務(wù)器
串口服務(wù)器ACRNET-PORT（4口）
只
5500
通訊前置機(jī)ACRNET-UC02（2口）
只
4000
通訊前置機(jī)
通訊前置機(jī)ACRNET-UC04（4口）
只
6000
通訊前置機(jī)ACRNET-UC08（8口）
只
11500
通訊管理機(jī)ACRHMI
臺
30000
人機(jī)界面
組網(wǎng)設(shè)備
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208
臺
3000
局域組網(wǎng)
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408
臺
8500
監(jiān)控軟件
Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0
系統(tǒng)組態(tài)軟件
圖形組態(tài)軟件
電能管理軟件
數(shù)據(jù)庫軟件
套
3萬
設(shè)備數(shù)量1～10
4萬
設(shè)備數(shù)量11～20
6萬
設(shè)備數(shù)量21～40
8萬
設(shè)備數(shù)量41～80
10萬元以上
設(shè)備數(shù)量80以上
雙機(jī)版
 
套
 
單機(jī)價格×1.5
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
每+1用戶
套
3000
 
Web發(fā)布
每+1用戶（總用戶數(shù)≤5）
套
5000
 
電力儀表
ACR330ELH
臺
4860
 
ACR220EL
臺
3880
 
ACR120EL
臺
3580
 
導(dǎo)軌式安裝電表
DTSD1352
臺
2050
 
DTSF1352
臺
1200
 
DDSF1352
臺
600
 
DDS1352
臺
240
 
 
注：電力儀表和導(dǎo)軌式安裝電表可按上述報價的70%優(yōu)惠供應(yīng)。
 
 
7 結(jié)束語
 
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電能管理已成為建筑智能化建設(shè)的必然選擇，本文介紹的智能電力儀表，可以實(shí)現(xiàn)對電能的分項(xiàng)計(jì)量及分時復(fù)費(fèi)率計(jì)量，不僅能實(shí)時顯示用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，為智能建筑的節(jié)能技術(shù)提供參考。該系統(tǒng)方便的電能數(shù)據(jù)庫報表極大地減少了用戶進(jìn)行電能抄表人力的投入，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核提供了直觀的依據(jù)，為進(jìn)一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。系統(tǒng)在浦東圖書館、大慶機(jī)場、羅涇礦碼頭等項(xiàng)目中運(yùn)行，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
 
 
 

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