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基于智能電力監(jiān)控儀表的合同能源管理系統(tǒng)解決方案

2010年12月06日 12:16:25人氣：995來源：上海安科瑞電氣股份有限公司

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801

1概述

合同能源管理是發(fā)達國家普遍推行的、運用市場手段促進節(jié)能的服務機制。節(jié)能服務公司與用戶簽訂能源管理合同，為用戶提供節(jié)能診斷、融資、改造等服務，并以節(jié)能效益分享方式回收投資和獲得合理利潤，可以大大降低用能單位節(jié)能改造的資金和技術(shù)風險，充分調(diào)動用能單位節(jié)能改造的積極性，是行之有效的節(jié)能措施。根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》和《*關(guān)于加強節(jié)能工作的決定》（國發(fā)〔2006〕28號）、《*關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（國發(fā)〔2007〕15號）等文件精神，加快推行合同能源管理，促進節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展是必然趨勢。

安科瑞合同能源管理系統(tǒng)結(jié)合自身產(chǎn)品研發(fā)優(yōu)勢，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用現(xiàn)場總線或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的*化的組網(wǎng)方式，實現(xiàn)遠程變配電監(jiān)控、電能集抄與質(zhì)量管理，同時也為用戶節(jié)約了大量的一次投入成本。公司研發(fā)的系統(tǒng)組態(tài)平臺集成了國內(nèi)外多種工業(yè)現(xiàn)場通訊規(guī)約，如IEC60870-5-101/102/103/104、CANBus、PorfiBus、DNP、CDT、ModBus等，以及的IEC61850通訊體系，可支持大量的第三方智能化設備或進口設備的接入，*的系統(tǒng)架構(gòu)支持信息共享和Web發(fā)布，解決了配電監(jiān)控信息孤島的難題。專家報表的自動生成大大減輕了值班人員的工作量，提高節(jié)能管理的工作效率。

2 能源管理系統(tǒng)計量體系宜選電力儀表

建立合同能源管理系統(tǒng)，應先建立計量體系。數(shù)據(jù)先于決策，節(jié)能始于計量。為了不重復投資，造成浪費，能源管理系統(tǒng)應與配電系統(tǒng)一體化，直接在配電系統(tǒng)中采集能耗數(shù)據(jù)。

電能計量宜采用電力儀表作為內(nèi)部管理電表，不宜用收費電表。在電能管理中，供電部門一般會在總進線處安裝收費電表。考慮內(nèi)部電能計量與節(jié)能管理的需要，在用戶安裝收費電表的基礎上安裝電力儀表，用于內(nèi)部電能管理。因此用戶可自主選擇采購，但應注意制造商是否有電力儀表（電能部分）的計量許可證。電力儀表可以完成對各回路、各功能區(qū)的分項電能數(shù)據(jù)的采集，通過后臺電能管理系統(tǒng)完成電能分項計量。

表1 收費電表與電力儀表之比較

內(nèi)容	收費電表	電力儀表
外形圖
安裝方式	掛壁式安裝，應單獨設置電表箱，不易安裝在低壓柜、動力箱、照明箱內(nèi)	導軌式安裝，易安裝在動力箱、照明箱內(nèi)	嵌入式安裝，易安裝在低壓柜、動力箱的門板上
通訊規(guī)約	DL/T645規(guī)約與配電系統(tǒng)不兼容	Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約， Modbus協(xié)議可與配電系統(tǒng)兼容

3 合同能源管理表計的選型方案

3.1 高壓回路或低壓進線回路選ACR330ELH儀表

圖1 ACR330ELH電力儀表

該表為電能質(zhì)量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計；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算；電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）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。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進線柜，見圖1。

3.2 低壓聯(lián)絡或出線回路選ACR220ELH電力儀表

圖2 ACR230ELH電力儀表

該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡柜、出線柜，見圖2。

3.3 動力柜、照明箱選ACR120EL電力儀表或?qū)к壥诫姳?span>

圖3 ACR120EL電力儀表

ACR120EL電力儀表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：開孔尺寸80×80mm，開孔尺寸72×72mm。適用于動力柜，見圖3。

圖4 DTSD1352導軌式電表

DTSD1352導軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；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。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于動力柜，見圖4。

圖5 DTSF1352導軌式電表

DTSF1352導軌式電表主要功能：電流規(guī)格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計量，見圖5。

圖6 DDSF1352導軌式電表

照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規(guī)格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測量；單相電能計量，見圖6。

4 合同能源管理系統(tǒng)

系統(tǒng)由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成，見圖7。

圖7 系統(tǒng)拓撲圖

站控管理層針對能耗監(jiān)測系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，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備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。

網(wǎng)絡通訊層主要是由通訊管理機、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。

現(xiàn)場設備層是數(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)。測量儀表擔負著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務，其監(jiān)測的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至數(shù)據(jù)中心。

5 系統(tǒng)功能

5.1 前臺人機交互界面

設計適合客戶要求的交互界面；標準圖元庫，方便調(diào)用組合；實時數(shù)據(jù)采集和顯示；數(shù)據(jù)信息的自動邏輯計算和處理；設備參數(shù)遠程更改設定；合、分閘狀態(tài)顯示和強制操作。

5.2 曲線及報表管理設置

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；設計滿足客戶需求的各種報表；自動生成電能計量的日、月、年報表；可根據(jù)常用的MS Excel設置模板并生成相應報表，使用戶輕松使用；查詢?nèi)我鈺r刻報表、顯示并打印。

5.3 后臺數(shù)據(jù)庫管理

應用廣泛的數(shù)據(jù)庫軟件如Access、MSSQL；建立開放式、網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)庫；存儲年限或所有的數(shù)據(jù)信息；軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的動態(tài)鏈接庫；實時數(shù)據(jù)信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳。

5.4 多級權(quán)限用戶管理

密碼登錄后臺，保證設置安全；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 通訊管理設置

各串口自主配置，操作方便；不同設備的通訊協(xié)議選擇；通訊波特率自主選擇；系統(tǒng)根據(jù)選擇結(jié)果自動對該前置機某端口所連各設備進行統(tǒng)一的遙控配置。

5.6 網(wǎng)絡功能

雙機熱備功能，支持雙機、雙網(wǎng)、雙設備等冗余，并采用熱備份的形式確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行，配置簡單、方便。網(wǎng)絡上任意一臺機器可為I/O服務器（即前置機），網(wǎng)絡上的其他機器可方便地從該機器上獲取數(shù)據(jù)。

見圖8、圖9、圖10、圖11。

圖8 電能報表

圖9 電參量遠程抄表

圖10重要回路諧波參數(shù)及棒圖

圖11重要回路電流曲線

6 系統(tǒng)報價

單位：萬元（RMB）

名稱	型號		單位	面價	備注
監(jiān)控主機	IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設		臺	8500	均可用戶自備，以當時市場價格為準，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	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
通訊機柜	1200×600×600		面	3000
	2200×600×600		面	5000
光電轉(zhuǎn)換	HTB-1000		只	750	遠距離傳輸
	終端盒		只	60
	尾纖		面	50
	耦合器		面	50
	熔接點		個	50
通訊轉(zhuǎn)換	擴展卡ACRNET-PCI/4		塊	3000	擴展卡
	串口服務器ACRNET-PORT（2口）		只	3000	串口服務器
	串口服務器ACRNET-PORT（4口）		只	5500
	通訊前置機ACRNET-UC02（2口）		只	4000	通訊前置機
	通訊前置機ACRNET-UC04（4口）		只	6000
	通訊前置機ACRNET-UC08（8口）		只	11500
	通訊管理機ACRHMI		臺	30000	人機界面
組網(wǎng)設備	網(wǎng)絡交換機EDS-208		臺	3000	局域組網(wǎng)
	網(wǎng)絡交換機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	設備數(shù)量1～10
				4萬	設備數(shù)量11～20
				6萬	設備數(shù)量21～40
				8萬	設備數(shù)量41～80
				10萬元以上	設備數(shù)量80以上
	雙機版		套		單機價格×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
	ACR220ELH		臺	4280
	ACR120ELH		臺	3580
導軌式安裝電表	DTSD1352		臺	2050
	DTSF1352		臺	1200
	DDSF1352		臺	600

注：電力儀表和導軌式安裝電表可按上述報價的70%優(yōu)惠供應。

7 結(jié)束語

能源日益緊張，節(jié)能降耗是社會發(fā)展的必然選擇，而合同能源管理系統(tǒng)為用戶提供了一個良好機制。通過電力儀表建立能源管理的計量體系，可以減少重復投資，使用戶電力智能監(jiān)控與能源管理一體化。系統(tǒng)在浦東圖書館、大慶機場、羅涇礦碼頭等項目中運行，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

1、趙斌，研究方向為能源管理系統(tǒng)、變配電智能監(jiān)控技術(shù)

:acrelsh@

關(guān)鍵詞：智能電力監(jiān)控儀表現(xiàn)場總線 CAN 電力儀表配電系統(tǒng)

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