周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司  江蘇江陰

摘要

    本文主要介紹了廣州萬達廣場投資有限公司采用Acrel-2000電力監控系統對項目變配電系統進行監測；儀表通過總線型組網方式，把數據上傳至后臺，進行智能化組網。系統實現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網絡化變配電監控。Acrel-2000電力監控系統作為廣州萬達慧云智能化管理系統平臺子系統，在肩負著變配電監測任務的同時將運行數據上傳至慧云平臺，實現系統的資源整合。

關鍵詞：變配電；電力監控；Acrel-2000；萬達廣場；慧云平臺

0 項目概述

     廣州萬達廣場電力監控系統依據《萬達廣場慧云智能化管理系統設計標準（2015版）》中變配電監控子系統要求設計，對項目變配電系統進行改造。

    根據《廣州白云萬達“一鍵式"改造評估報告》確定本項目監控范圍為：B區中心一期高壓配電室 8臺MPR-2013綜保，2臺MPR-2015綜保，2臺RCU-202A直流屏控制器;超市高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，2臺MPR-2026綜保，1臺RCU-201直流屏控制器;物業高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，6臺MPR-2026綜保，1臺RCU-202A直流屏控制器;百貨高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，4臺MPR-2026綜保，1臺RCU-202A直流屏控制器;柴油發電機房 3臺MRS16發電機控制器；物業#1-#6專變 6臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，6臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器；超市#1-#2專變 2臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，2臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器；百貨#1-#4專變 4臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，4臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器。

1 用戶需求

1.1一般規定

    1) 電力監控系統的監控范圍包括：高壓進出線運行參數監測，低壓配電運行參數監測，備用電壓運行監測，變配電機房運行參數監測等。

    2) 電力監控系統應滿足商業管理便捷實用的要求。包括：保證所有變配電設備監視系統集成在一個平臺上；采用統一的操作界面；提供清晰的管理信息。并提供遠程訪問功能。

    3) 電力監控系統應滿足商業管理安全管理的需求。包括：集中監視所有的報警信息，集中顯示重要設備的運行狀態；使管理人員可通關過集成平臺遠程排查，監視各機電設備現場情況。

1.2功能要求

1.2.1監測功能

    1)應監測高壓進出線運行參數，包括電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率。

    2)應監測直流屏運行參數：輸出電壓、累計充放電次數、充電電壓、充放電狀態、電池溫度。

    3)應監測變壓器運行參數：鐵芯線圈溫度、散熱風機啟停狀態。

    4)應監測變壓器所在環境的空氣溫度。

    5)柴油發電機進線運行參數：發電機端電壓、電流、頻率、啟動電池電壓、柴油機冷卻水溫度。

1.2.2故障報警功能

    1)直流屏:電壓異常。

    2)高壓柜:高壓進出線過流（負荷）、低電壓、短路、接地。

    3)變壓器:變壓器高溫、溫

    4)發電機主:啟動失敗、無法同步、短路；柴油發電機工作故障報警，日用油箱油位顯示及、超低報警。

1.2.3記錄功能

    1)應記錄上述需要監測的運行參數和開關狀態中的技術參數部分，以供分析比對。

    2)應記錄上述各項故障報警發生的內容和時刻。

1.3電力監控系統的軟硬件需求

    電力監控系統軟硬件標準應符合萬達廣場BA系統設計標準要求，此外還應滿足以下要求：

    1.3.1電力監控系統的硬件應包括至少1臺服務器。與“慧云智能化管理系統"控制系統的網絡連接如圖1_1所示。

圖1_1變配電子系統的硬件連接

    1.3.2電力監控系統應提供人機交互界面（與能源管理平臺共用）。子系統人界面可以按照界面設計的規定設計，使子系統界面與“慧云智能化管理系統"集中監控系統界面一致；也可以自行設計，實現功能設計中各項監測、故障報警和運行監測功能。

    1.3.3電力監控系統的軟件應具備數據庫功能，實現功能設計中的各項記錄功能。

    1.3.4電力監控系統的軟件應具備權限管理功能。

1.4電力監控系統與慧云平臺的數據交互要求

    1.4.1 電力監控系統應采用標準通信協議和接口。子系統應開放其設備的各層通信協議。宜采用自帶監控功能的變配電設備（機組）。要求各個變配電機組能夠自動測量功能設計中的各種信息。

    1.4.2電力監控系統應向“慧云智能化管理系統"集中控制系統提供功能設計中各項監測、記錄功能需求的數據，包括機電設備啟停狀態、系統運行參數、故障報警參數、能耗數據參數。

2 設計原則引用標準

2.1 設計原則

    1) 開放性：本系統中將涉及到不同廠商的設備技術，以及系統的擴展需求，在本項目的產品技術選型中，避免采用專有技術，從而使系統的軟硬件平臺具有充分的開放性.

    2) 性：系統的軟硬件平臺建設、應用系統的設計開發以及系統的維護管理所采用的產品技術均綜合考慮當今技術發展趨勢，采用相對同時市場相對成熟的產品技術，以滿足系統未來的發展需求.

    3) 高性能：系統設計應從服務器處理能力、網絡帶寬傳輸能力、軟件系統效率等角度綜合分析，合理設計結構、使系統具有足夠的處理能力，以適應大數量量數據處理和用戶訪問需求，保障系統服務質量。

    4) 安全性：系統對安全性問題予以高度重視，從操作系統層，網絡層，應用層每個層次都有相應的措施以解決傳輸安全，系統安全和信息安全的需求。

    5) 可靠性：系統應從系統結構、網絡結構、技術措施、設備選型等方面綜合考慮，以確保系統中沒有單故障節點，實現7X24不間斷服務。

    6) 擴展性：在本系統中，所有的網絡、服務器、存貯、應用軟件的設計遵循可擴充的原則，以實現隨著需求的發展而擴展。系統采用模塊化結構，具有很好的兼容性和可擴充性，即可使不同的廠商的設備和系統集成到同一個平臺中，又可使系統在日后可以根據用戶需求方便地擴展。

2.2 引用標準

1) 《萬達廣場慧云智能化管理系統設計標準（2015版）》

2) ISO/IEC11801《綜合布線標準》

3) GB/50198《監控系統工程技術規范》

4) GB50052-2009《供配電系統設計規范》

5) GB50054-2011《低壓配電設計規范》

6) DL/T 698.1-2009《部分：總則》

7) DL/T 698.2-2010《第2部分：主站技術規范》

8) DL/T 698.31-2010《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求》

9) DL/T 698.35-2010《第3-5部分：電能信息采集終端技術規范-低壓集中抄表終端特殊要求》

10) DL/T 698.41-2010《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》

11) DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》

12) DL/T 698.41-2010《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》

13) DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》

3 解決方案

    廣州萬達廣場電力監控系統采用分層分布式結構進行設計，即現場設備層、網絡通訊層和站控管理層。

3.1 現場設備層

    現場設備層儀表主要包括：綜保、直流屏控制器、發電機控制器、變壓器溫控儀、溫濕度控制器。

3.2 網絡通訊層

    通訊介質：儀表采用屏蔽雙絞線通過RS485現場總線方式接入串口服務器，串口服務器把采集到的間隔層設備信息轉換成以太網，接入電力監控系統主機，以太網采用光纖傳輸。

3.3 站控管理層

    站控管理層是針對配電網絡的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統的上層部分，主要是由電力系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進行計量，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。系統結構拓撲圖如下：  

4 系統功能

    1) 數據采集與顯示：以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各設備的運行參數以及配電回路開關分合閘狀態直觀實時顯示。

    2) 數據記錄：應記錄上述需要監測的運行參數，以供分析對比。 

    3) 告警管理：系統具備遙測報警配置功能，報警類型包括遙測和遙信報警。系統報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫面。遙測歷史報警查詢：安科瑞Acrel-2000電力監控系統能夠對遙信、遙測報警數據進行存儲，方便用戶對系統報警事件進行追溯查詢。

    4) 用戶權限管理：系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經*的操作。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行維護管理提供可靠的安全保障。

    5) 數據轉發功能：采用MODBUS-TCP協議方式將采集到的數據上傳至慧云平臺。

5 結束語

    隨著用戶端變配電智能化管理需求的提高，電力監控系統的應用已成為發展趨勢。本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在廣州萬達廣場項目中的應用，實現了對廣州萬達廣場變配電系統實時監控，同時和上層慧云平臺實現數據共享。系統對采集數據的進行分析、處理，實時顯示各監控設備的運行使用狀況、告警狀態，并生成各種報表、分析曲線、圖形等，便于管理者進行設備管理和運行維護。該系統運行安全、可靠、穩定，為后期電力系統及設備的維護、制定節能改造措施提供了科學的依據。

參考文獻

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6