安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正

摘要：介紹高島屋，采用智能電力儀表，采集樓層用戶各種電參量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)樓層用戶用電的實時監(jiān)控和管理。

關鍵詞：高島屋;購物中心;智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)

1 概述

上海高島屋百貨選址于虹橋路與紅寶石路當中的古北國際財富中心二期，財富中心二期總高30層，是一幢含商業(yè)、酒店及購物中心等于一體的智能化商務樓宇。

我司承接本項目的電能管理系統(tǒng)，實時采集樓層用戶終端電能計量表的數(shù)據(jù)，用于分析、管理用戶的用電情況，以便于用戶對樓層用電情況的實時了解。

1 需求分析

本電能管理系統(tǒng)的實施，在以下各方面達到預定的目標：

1）掌握各終端用戶電力設備運行情況；

2）對電能管理系統(tǒng)中各種狀態(tài)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)生成報表，系統(tǒng)可以設計和管理多種報表樣式，實現(xiàn)日、月、年報表管理；

3）數(shù)據(jù)記錄和故障數(shù)據(jù)記錄；

4）提高電力管理系統(tǒng)運行管理效率，大幅提升管理水平；

5）實現(xiàn)故障信息報警，報警查詢，可以設置預報警信號和故障報警信號，通過聲光、界面等方式提示用戶，待用戶確認后復位，并可以提供報警信息打印功能。

6）強大的用戶管理功能，系統(tǒng)記錄各管理員運行記錄、操作記錄等，并設置多級用戶，分別賦予不同權限以及相應密碼，確保操作安全。實現(xiàn)各變電站無人或少人值班；

2  系統(tǒng)方案

監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對上海高島屋終端用戶進行電能管理。監(jiān)控范圍為終端用戶的遠程實時數(shù)據(jù)采集、處理、分析、顯示。系統(tǒng)于樓層強電井內接入461只終端計量儀表，分為22條總線，總線直接接入值班室內采集設備，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

1）站控管理層

站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS、打印機等。

2）網(wǎng)絡通訊層

通訊層主要是由兩臺NPORT5610-16串口服務器、協(xié)議隔離轉換器、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。NPORT5610-16串口服務器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達到了無人值守的目的。

3）現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該門衛(wèi)處監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在24只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務器NPORT5630-16，進而將數(shù)據(jù)上傳至當?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

用戶側采用終端計量儀表DDSD1352-C和DTSF1352-C,能夠測量單相(三相)電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)等。

3  系統(tǒng)功能

功能特點

本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有終端計量儀表用電量顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

軟件在啟動后輸入對應的密碼，才可進入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控數(shù)據(jù)，否則無法查看。用戶名分為“管理員"和“操作員"，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有權限。

整個界面分為三塊，標題界面、系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

標題界面

在標題界面中，將顯示當前登錄用戶及系統(tǒng)當前時間。

菜單切換界面

菜單切換界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕。通過點擊不同的功能按鈕，就可進入相應的功能界面。

系統(tǒng)界面

系統(tǒng)界面

系統(tǒng)界面可查看各配電回路的用功情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：三相電流，電能。當選擇以“管理員"身份登錄系統(tǒng)后，可在系統(tǒng)一次圖中點擊回路名稱，直接對回路名稱進行修改，修改后系統(tǒng)會自動保存。

通訊狀態(tài)

通訊狀態(tài)功能

進入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡結構，該系統(tǒng)具有網(wǎng)絡診斷功能。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)絡故障時，系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元。

電能報表

電能報表功能

用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內的各回路用電，并制作在一張表內，可方便查詢。

通過調節(jié)開始時間和結束時間，可顯示此時間段內的用電量。

該報表可以以電子表格的方式導出，同時具備打印功能。

報警及事件

實時報警

遙測實時報警功能

實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警"窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

報警歷史查詢功能

在歷史報警界面中點擊查詢按鈕，通過調節(jié)開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

系統(tǒng)事件

系統(tǒng)事件查詢功能

可以查看當前狀態(tài)下系統(tǒng)的各部分運作情況，選擇“事件查詢"，可以查詢任意時刻的運作情況。

用戶管理

點擊菜單欄的“用戶管理"、“用戶登錄"、“用戶注銷"。

系統(tǒng)為用戶提供了3項與用戶身份和管理有關的功能?！坝脩舻卿?可以實現(xiàn)登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷"刪除登錄用戶的身份；“管理員"可以通過“用戶配置" ，修改所有用戶的登錄密碼；"管理員“可以使用“添加刪除"增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。

4  結束語

在當今配電設施的應用中，大型商業(yè)建筑的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在上海高島屋的應用，可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。