电能管理系统应用

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1、1系统设计       本电能管理系统主要由生产和办公总计四个变电所进行变配电管理，湿法、干法、废水三个变电所提供整个惠氏公司生产所需电力，CUB变电所提供惠氏公司全部办公及后勤用电。高压电缆进线由外边开闭所引来，并且监控值班室设置在办公主楼的二楼监控室。因此，为实现对整个惠氏公司电力系统的实时监测及对各区用电的电能管理，在值班室设立了监控中心，基于Acrel-3000的电能管理系统后台，实现对整个配电系统的实时监测与电能管理。1.1系统结构       本电能管理系统主要实现惠氏公司四个变电所的0.4kV配电系统

2、的用电监测与电能管理；监测范围为四个变电所的T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜中的智能电力仪表，从而实现远程实时监测和电能管理。该系统总计有79只仪表（其中包括8只ACR330ELH谐波仪表，71只PZ系列智能仪表），分8条总线，由于四个变电所之间距离较远，并且较为分散，采用每个变电所内自行组网，然后并入惠氏公司内部局域网的方式，实该现场总线上仪表与监控主机的数据连通。       系统主要采用分层分布式计算机网络结构，如图1所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层[1

3、]。  图1系统总体拓扑图1）站控管理层       站控管理层针对电能管理系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。电能管理系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。       监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。       打印机：系统召唤打印或自动打印图形、报表等。      

4、 UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行，提供足够的时间进行数据存储。2）网络通讯层       通讯层设备为Nport5232I串口服务器。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。       通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，Modbus通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。3）现场设备层       现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有

5、高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传采集的数据。智能电力仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的数据必须完整、准确并实时传送至监控主机。       以上网络仪表均采用RS485接口和Modbus-Rtu通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbps。RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多

6、达32个设备，最大传输距离为1.2km。1.2现场仪表       本项目对于变压器低压主进线回路的监测采用安科瑞的ACR330ELH多功能谐波仪表，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度、并可监测电压、电流的2-31次谐波分量等多种电参量。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点，这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力

7、仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。对于其他的配电柜出线回路，采用的都是PZ-80/E4智能电力仪表，PZ-80/E4智能电力仪表，为嵌入式安装，可安装在动力箱或低压出线柜门板上，面板尺寸为80mm×80mm，规格为220/380V、5A，电流经互感器接入，精度0.5级，广泛应用于高、低压进线柜、联络柜、出线柜、动力柜等场合，带RS485接口，Modbus通讯协议[2]。 2电能管理系统主要功能2.1 数据采集与处理       数据采集是配电监控的基础

8、，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。2.2 人机交互