關(guān)于油田系統(tǒng)能耗管理解決方案的應(yīng)用 安科瑞鮑靜君
1 概述
目前,我國石油化工行業(yè)中抽油機(jī)的保有量在10萬臺以上,電動機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500MW,每年耗電逾100億千瓦時(shí)。抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低,在我國平均效率為25.96%,而國外平均水平為30.05%,年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億千瓦時(shí);注水泵也是油田生產(chǎn)的重要設(shè)備,節(jié)能潛力十分巨大,它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作效率同樣關(guān)系到整個(gè)油田的經(jīng)濟(jì)效益。
基于油田生產(chǎn)系統(tǒng)的用電現(xiàn)狀,必須利用能效監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行用電精細(xì)化管理,實(shí)時(shí)動態(tài)的能效管理系統(tǒng)將是油田生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造、節(jié)能評測、優(yōu)化管理、能源審計(jì)的實(shí)施基礎(chǔ),本文介紹了我國勝利油田改造項(xiàng)目中利用的一套安科瑞能耗管理系統(tǒng),實(shí)施證明能耗分析管理系統(tǒng)的開發(fā)利用將長期對油田生產(chǎn)設(shè)備用電質(zhì)量、能源消耗、設(shè)備安全運(yùn)行等核心用電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測,動態(tài)分析決策,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理,可持續(xù)生產(chǎn)的目的
2 油田生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀分析
據(jù)統(tǒng)計(jì)資料:油田企業(yè)每年10%以上能源損耗源于沒有能源監(jiān)測及維護(hù)計(jì)劃,每年12%的能源損耗源于沒有能源管理及控制系統(tǒng)。歐美發(fā)達(dá)國家先進(jìn)企業(yè)除了生產(chǎn)過程中廣泛采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測、控制系統(tǒng)(DCS,SCADA)外,能源數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、分析和優(yōu)化系統(tǒng)占有重要的位置。通過現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù),建立完善的能耗監(jiān)測、管理體系,實(shí)現(xiàn)能源消耗動態(tài)過程的信息化、可視化、可控化,對企業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗的結(jié)構(gòu)、過程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化,提高能源使用效率。
油田生產(chǎn)單位的主要能耗集中在機(jī)采、注水、集輸三大用能系統(tǒng),包括油、氣、水、電四大類耗能。本能耗分析管理系統(tǒng)主要圍繞電量計(jì)量和重點(diǎn)能耗設(shè)備(注水泵、輸油泵、熱洗泵、摻水泵)這兩部分展開。其中電量計(jì)量主要包括對各單位主變電量、注水電量、注氣電量、機(jī)采電量以及各變電所計(jì)量設(shè)備電量、線路電量數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測
3 能耗管理分析系統(tǒng)在在勝利油田改造項(xiàng)目中的應(yīng)用
3.1項(xiàng)目概況:
勝利油田物探院配電室于1992年建成投產(chǎn),已安全運(yùn)行16年,配電系統(tǒng)分為高、低壓兩大部分,高壓部分有聊城甲線和淄博甲線兩條10KV進(jìn)線,有6臺1250KVA有載調(diào)壓變壓器。物探院屬于重要電力負(fù)荷用戶,主要包括網(wǎng)絡(luò)二樓處理機(jī)房機(jī)群及其配套用電設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)三樓解釋機(jī)房、局域網(wǎng)服務(wù)器及其配套用電設(shè)備、局信息中心ERP機(jī)房計(jì)算機(jī)及其配套用電設(shè)備;綜合樓處理和解釋機(jī)房用電設(shè)備;制冷機(jī)組及其配套用電設(shè)備以及全院的生產(chǎn),生活用電。
高、低壓一次設(shè)備是十四年前安裝的,原配電系統(tǒng)采用的是MS-2801數(shù)據(jù)庫定義系統(tǒng),所用備件多,通訊線接點(diǎn)多,易出故障,操作系統(tǒng)是Windows NT 4.0,應(yīng)用、維護(hù)起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負(fù)荷的增加和SP2機(jī)群的擴(kuò)容,變壓器容量和配電回路開關(guān)的容量和數(shù)量已不能滿足當(dāng)前用電負(fù)荷的需求,并且設(shè)備嚴(yán)重老化,斷路器分?jǐn)嗄芰Σ?;另外,供電公司正在進(jìn)行油田線路升壓,原6KV進(jìn)線已升為10KV,原低壓母線和變壓器出線開關(guān)容量不夠,電容補(bǔ)償柜也已老化,起不到無功補(bǔ)償?shù)淖饔?。為了保證全院科研、生產(chǎn)的正常運(yùn)行,我們對原系統(tǒng)進(jìn)行了一次全面的能耗管理分析系統(tǒng)改造。
3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。
1)數(shù)據(jù)采集層:通過安裝在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表,實(shí)施對負(fù)荷用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)包括:電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功無功電能、諧波、環(huán)境與開關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測對象包括:電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機(jī)電設(shè)備、廠房(生活區(qū))其他耗能設(shè)施。同時(shí)也可以對用水量、用氣量、熱量、投料量、產(chǎn)量等,通過電子式流量表、電子式熱量表、電子皮帶秤、地秤等現(xiàn)場智能數(shù)據(jù)采集,根據(jù)現(xiàn)場條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求,采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶的其他智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
2)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):通過在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān),實(shí)時(shí)采集能耗計(jì)量儀表的數(shù)據(jù),并且通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無需遠(yuǎn)距離布線,施工簡單可靠。瑞申智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式,目前支持RS-485/RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式。
3)用電及能效管理系統(tǒng)軟件:完成數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級控制等;并可將現(xiàn)場運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。
3.3 設(shè)備參數(shù)列表
3.4系統(tǒng)功能
3.4.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測由能源監(jiān)控平臺、交換機(jī)、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成,本系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的功能為水,電耗的集抄。
3.4.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理,能耗數(shù)據(jù)采集無需在多個(gè)不同系統(tǒng)中集成,能量監(jiān)測與管理系統(tǒng)包含豐富的功能,能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。
3.4.3系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù),包括每個(gè)用電回路的實(shí)時(shí)電能值和各種告警信息,各水表的用水量等,并實(shí)時(shí)顯示采集上來的各個(gè)參數(shù)。
3.4.4各能源管理組逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗值報(bào)告,幫助用戶掌握自己的能源消耗情況,找出能源消耗異常值。
3.4.5系統(tǒng)支持基于Internet的遠(yuǎn)程瀏覽,不同的能源管理部門可在不同的地點(diǎn)同時(shí)查看所需能源的消耗情況。
3.5 系統(tǒng)功能及軟件界面
3.5.1分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等的存儲功能,存儲歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于三年。系統(tǒng)同時(shí)具備將分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖1。
3.5.2能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測
系統(tǒng)具備良好的開放性,可對用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展,在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個(gè)性化報(bào)表和分析模板;系統(tǒng)具有報(bào)警管理功能,負(fù)責(zé)報(bào)警及事件的傳送、報(bào)警確認(rèn)及報(bào)警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖2。
3.5.3用能情況的同、環(huán)比分析
對各分類、分項(xiàng)能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析??深A(yù)置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表。界面如圖3。
3.5.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)對分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后,可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等,實(shí)時(shí)反映和對比各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總,并以坐標(biāo)曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。
3.6.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問功能
系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問?;?Net平臺,使用、JQuery技術(shù)開發(fā),可通過Internet訪問,具有跨平臺的特性,用戶可通過各種移動終端(筆記本、平板電腦、手機(jī)等)訪問。界面如圖5。
圖5 跨平臺跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問
4 結(jié)語
該系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了對油田生產(chǎn)系統(tǒng)電量能耗數(shù)據(jù)及應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容的能耗動態(tài)監(jiān)測,并設(shè)置了專門的節(jié)能信息管理網(wǎng)頁。通過本系統(tǒng)的研制開發(fā)有以下的結(jié)論和認(rèn)識:
通過能耗監(jiān)測軟件的投入使用使得油田系統(tǒng)用電的實(shí)際情況和變化趨勢變得一目了然,大大節(jié)省了工作人員的人力負(fù)擔(dān),可以及時(shí)高效地反映電力等各方面負(fù)荷變化情況。
綜上所述,本系統(tǒng)是一套靈活、高效的集采集、傳輸、加工、存儲和使用等一體化的電力能耗管理平臺。系統(tǒng)對耗電及重點(diǎn)能耗設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行動態(tài)跟蹤,使節(jié)能管理人員能夠方便實(shí)時(shí)的監(jiān)測耗能的變化情況,對于數(shù)據(jù)反映出的問題及時(shí)做出判斷,提出科學(xué)合理的節(jié)能解決方案,實(shí)現(xiàn)實(shí)效節(jié)能。
「參考文獻(xiàn)】
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[2] 上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版
電能管理系統(tǒng)在1788國際中心的應(yīng)用 安科瑞鮑靜君
摘要:介紹電能管理系統(tǒng)在1788國際中心的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞: 商業(yè)中心大樓;分項(xiàng)計(jì)量;集中監(jiān)控;電能管理系統(tǒng)
一、項(xiàng)目概述
1788國際中心由安世7802和安世7829兩路35kV市電供電,進(jìn)戶后主樓地下一層的兩臺35kV/10kV變壓器降壓。安世7802號線通過35kV/10kV/0.4kV變壓后,供給大樓T1、T3、T5、T7、T9變壓器下的配電回路,安世7829號進(jìn)線則供給T2、T4、T6、T8、T10變壓器下的配電回路,地下一層安置2臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
1788國際中心設(shè)計(jì)有1個(gè)35kV配電室,1個(gè)10kV配電室,4個(gè)0.4kV配電室和1個(gè)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)房,均位于地下一層,共計(jì)配電回路約360個(gè),每個(gè)回路安裝有智能電力儀表,對配電室部分所有配電回路的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,每臺變壓器均配有溫度控制儀采集其溫度。此外,在各樓層的強(qiáng)電間、空調(diào)機(jī)房、排風(fēng)機(jī)房、潛水泵房、電梯機(jī)房及熱交換機(jī)房等處配電箱上安置電力儀表,對大樓的照明、空調(diào)、風(fēng)機(jī)、電梯等設(shè)備和辦公室租戶用電,共計(jì)約700個(gè)回路進(jìn)行監(jiān)控。根據(jù)設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)方案,樓層配電箱部分,除租戶、空調(diào)和風(fēng)機(jī)使用電度表進(jìn)行本地分項(xiàng)計(jì)量外,照明、動力、電梯等用電設(shè)備的用電量均在低壓配電室中進(jìn)行集中計(jì)量,其配電箱配電回路僅使用電流表進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測[1]。
設(shè)計(jì)要求配電自動化電能管理系統(tǒng)將配電室和樓層指定回路的運(yùn)行狀態(tài)集中顯示在值班人員面前,要求完成對配電室35kV、10kV回路和0.4kV回路進(jìn)線全常規(guī)電參量和溫度的遙測;對配電室0.4kV饋線回路三相電流、有功電度和分合閘狀態(tài)的遠(yuǎn)程檢測;對樓層租戶配電箱、空調(diào)配電箱和風(fēng)機(jī)配電箱回路三相電流和有功電度的遙測,以及對樓層照明、動力、電梯等配電箱回路三相電流的遙測。配電室部分遙測實(shí)時(shí)性要求高,樓層部分實(shí)時(shí)性要求相對較低。此外,所有用電量數(shù)據(jù)需與IBMS系統(tǒng)共享。
本項(xiàng)目中,考慮現(xiàn)場儀表數(shù)量較多,在35kV值班室內(nèi)安放兩臺系統(tǒng)主機(jī),分別對配電室配電系統(tǒng)和樓層配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為3層,即現(xiàn)場設(shè)備層、通訊管理層和站控管理層[2],借鑒ISO-OSI網(wǎng)絡(luò)模型中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層的定義。
圖1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖
現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備包括阿海法綜保、丹東華通的多功能儀表和江西華達(dá)電子的干式變壓器溫控儀等。這些設(shè)備分別根據(jù)設(shè)計(jì)院要求安裝在相應(yīng)的配電回路上。
參考OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型,現(xiàn)場設(shè)備層所有設(shè)備在物理層約定為RS-485接口。
因所有配電室和發(fā)電機(jī)房均在主樓B1F,距離35kV值班室距離不超過100米,故配電室部分所有儀表采用RS-485總線與35kV值班室內(nèi)的一臺通訊管理機(jī)連接,總線長度均在200米以內(nèi),掛接儀表不超過25臺,保障了通訊的實(shí)時(shí)性和可靠性。
因樓層部分儀表數(shù)量多而且配電箱分布松散,考慮項(xiàng)目成本,采用4臺RS485集線器,分別安裝在主樓16F、4F、B1F的強(qiáng)電間和裙房B1F的強(qiáng)電間內(nèi),將一定范圍內(nèi)的儀表通訊總線集中后,再各自以一根RS-485總線連接到35kV值班室內(nèi)的通訊管理機(jī)串口上。此方案通過犧牲部分通訊的實(shí)時(shí)性(RS-485集線器的驅(qū)動能力有限,導(dǎo)致通訊延遲變大),使得項(xiàng)目施工中所需要的線纜數(shù)量大幅度減少(實(shí)際施工使用的線纜數(shù)量約為不使用RS-485集線器的1/5)。
通訊管理層的主要設(shè)備是兩臺通訊管理機(jī)、32臺協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器和1臺工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。兩臺通訊管理機(jī)下端串口通過RS-485-232協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器與各條儀表通訊RS-485總線相連,上端通過交換機(jī),以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議與兩臺監(jiān)控主機(jī)相連。
站控管理層由兩臺DELL主機(jī)、顯示器、打印機(jī)、UPS電源等設(shè)備組成,通過Acrel-3000電能管理系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集、處理和交互的控制,完成網(wǎng)絡(luò)模型中應(yīng)用層的功能。
監(jiān)控主機(jī)與現(xiàn)場儀表之間的數(shù)據(jù)交互以報(bào)文形式實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)鏈路層主要協(xié)議為Modbus-RTU。因本系統(tǒng)需要向IBMS系統(tǒng)同步所有回路的有功電度值,約定以Modbus-TCP協(xié)議向智能樓宇管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
三、系統(tǒng)功能
(1)35kV、10kV變壓器參數(shù)顯示:如圖2所示,電能管理系統(tǒng)采集1788中心配電系統(tǒng)35kV側(cè)和10kV側(cè)的三相相電壓、三相線電壓、三相電流、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)和有功電度累積值,將其35kV側(cè)和10kV側(cè)的數(shù)據(jù)列在一起,方便值班人員進(jìn)行比對和檢查。通過干式變壓器溫度控制采集的變壓器三相溫度也同時(shí)以數(shù)值和曲線的形式反映在本界面上。
圖2 35kV/10kV配電系統(tǒng)參數(shù)顯示界面
(2)35kV/10kV配電系統(tǒng)一次示意圖:除了顯示配電系統(tǒng)的常規(guī)參數(shù)外,配電室主機(jī)的電能管理系統(tǒng)還以配電系統(tǒng)一次圖的形式繪制了軟件界面,通過標(biāo)注回路用途,使配電系統(tǒng)的走向更為清晰化,35KV配電系統(tǒng)一次示意圖如圖3所示。此外,電壓、電流等常規(guī)電參量也可以在一次示意圖界面上查看。
圖3 35kV配電系統(tǒng)一次示意圖
(3)0.4kV配電系統(tǒng)一次示意圖(如圖4所示):0.4kV配電室配電回路運(yùn)行狀態(tài)使用一次圖形式顯示,將采集的電參量、變壓器溫度和斷路器分、合閘狀態(tài)等參數(shù)顯示在界面上,根據(jù)配電室和變壓器劃分整個(gè)0.4kV配電系統(tǒng)并分別進(jìn)行界面顯示,為每一個(gè)回路標(biāo)注其柜體號、回路編號、回路用途和低壓系統(tǒng)總編號,進(jìn)一步明確配電系統(tǒng)的走向。
圖4 0.4kV配電系統(tǒng)一次示意圖
(4)樓層配電箱數(shù)據(jù)采集及顯示(如圖5所示):樓層電能管理主機(jī)采集1788中心B3F~30F各處配電箱上儀表的數(shù)據(jù),以樓層劃分,按照配電箱所處位置和編號對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,分類顯示租戶、空調(diào)和風(fēng)機(jī)回路的三相電流和有功電度,顯示照明、應(yīng)急照明、動力、電梯、水泵和一些其他回路的三相電流。
圖5 樓層配電箱數(shù)據(jù)顯示界面
(5)報(bào)表功能:配電室電能管理系統(tǒng)為用戶定制了兩種功能的報(bào)表,一種如圖6所示,針對某一個(gè)主要回路,可以由用戶自行選擇時(shí)間生成該回路在該時(shí)刻常規(guī)電參量的歷史值。另一種報(bào)表由用戶經(jīng)過簡單的操作后,系統(tǒng)便會自動生成配電室所有回路以及樓層部分空調(diào)回路、租戶電表用電量的日報(bào)、月報(bào)及年報(bào)。
圖6 自定義全電參量報(bào)表
(6)事故報(bào)警和追憶:對于電氣值班人員來說,跳閘報(bào)警的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性是非常重要的指標(biāo),電能管理系統(tǒng)為用戶定制的報(bào)警功能主要針對配電室低壓回路斷路器的分合閘變位,通過圖7所示的報(bào)警窗口和外置音箱發(fā)出報(bào)警音提示值班人員低壓饋出回路斷路器發(fā)生了變位,根據(jù)報(bào)警窗口顯示的內(nèi)容,可以立即定位報(bào)警回路并進(jìn)行響應(yīng),保障大樓配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
圖7 報(bào)警功能界面
(7)通訊狀態(tài)顯示(如圖8所示):顯示所有儀表的通信狀態(tài),根據(jù)儀表所處總線、配電室或樓層位置劃分,標(biāo)注其通信地址和通信狀態(tài)。
圖8 樓層電能管理系統(tǒng)設(shè)備通信狀態(tài)圖
(8)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā):本系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的前端采集處理,并向更上一級的樓宇自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),其他樓宇自動化系統(tǒng)不再采集計(jì)量儀表數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)主要包括35kV/10kV/0.4kV配電室所有回路電能數(shù)據(jù);樓層租戶、空調(diào)和風(fēng)機(jī)回路的電能數(shù)據(jù)。
四、問題及解決措施
1、本工程總承包方發(fā)包資料中提到電能管理系統(tǒng)采集點(diǎn)位約900點(diǎn),而實(shí)際采集點(diǎn)位逾1000點(diǎn),數(shù)量多且分布廣。強(qiáng)電施工單位施工時(shí)使用的臨時(shí)配電箱和錯(cuò)誤的配電箱編號,對本系統(tǒng)的通訊施工造成了不小麻煩。項(xiàng)目施工時(shí)核對配電箱資料的完整性和準(zhǔn)確性,并及時(shí)指出強(qiáng)電施工單位工作中的錯(cuò)誤要求其整改。
2、4臺RS485集線器安裝在樓層強(qiáng)電間內(nèi),其220VAC電源取自就近的配電箱中,初步方案并未對220VAC電源做規(guī)范,即直接從最近的配電箱中取。項(xiàng)目后期調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)因1788中心尚未完工,樓層部分經(jīng)常因?yàn)槭┕ざ鴶嚯姡袝r(shí)會斷開集線器的電源,導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路斷開,故對現(xiàn)場通訊設(shè)備輔助電源進(jìn)行整改,從現(xiàn)場擁有EPS電源供電的應(yīng)急照明箱中備用的空開下端取220VAC電源,并貼上標(biāo)簽告知維護(hù)人員不可隨意關(guān)斷,保障數(shù)據(jù)鏈路穩(wěn)定。
3、系統(tǒng)向IBMS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所用的以太網(wǎng)線先后因35kV值班室鬧鼠患而被損壞3次,后聯(lián)絡(luò)1788中心的業(yè)主,由滅鼠公司出面解決此問題。
4、1788國際中心配電室、配電箱上的儀表多由丹東華通提供,在本系統(tǒng)投入運(yùn)行后,發(fā)現(xiàn)了不少儀表配置的問題,如主樓9樓應(yīng)急照明箱9PME1、2樓應(yīng)急照明箱2PME1等處,儀表電流互感器變比為100/5和300/5,而電能管理后臺顯示其三相電流約為0.006A、0.016A、0.008A。與業(yè)主管理人員到現(xiàn)場查看后發(fā)現(xiàn)其小數(shù)點(diǎn)位設(shè)置為3位,即最高顯示值僅為9.999A,設(shè)置明顯有誤。項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收時(shí)也發(fā)現(xiàn)多處儀表具有類似問題。由甲方通知丹東華通進(jìn)行整改。
五、結(jié)束語
1788國際中心電能管理系統(tǒng)于2012年4月正式投入運(yùn)行,通過配電室主機(jī)與樓層主機(jī)的協(xié)同工作,使值班人員在一般情況下不用再前往配電現(xiàn)場查看,實(shí)現(xiàn)了配電室無人值守、配電系統(tǒng)自動化。
文章來源于:《自動化應(yīng)用》2012年7期。
參考文獻(xiàn)
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電力能源管理系統(tǒng) 安科瑞鮑靜君
電力能源管理系統(tǒng)軟件借助了計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、計(jì)量保護(hù)裝置等,為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為企業(yè)提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案,主要包括實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower、“軟”控制策略軟件AcrStrategy、通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器AcrFieldComm、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等,可以廣泛地應(yīng)用于企業(yè)信息化、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)。
目前,供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用,全國各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的急劇增加,對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
下面以安科瑞電氣Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)為例,介紹智能電力能源管理系統(tǒng)的功能及應(yīng)用。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)是基于10kV及以下變配電系統(tǒng)的監(jiān)測與管理,該系統(tǒng)由管理層(站控層)、通信層(中間層)、間隔層(現(xiàn)場監(jiān)控層)三部分組成,見下圖。
功能
友好的人機(jī)交互界面(HMI)
標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況;龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能;分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài),并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新。
用戶管理
Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)可對不同級別的用戶賦予不同權(quán)限,從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作,需操作員級用戶輸入操作口令外,還需工程師級用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。
數(shù)據(jù)采集處理
Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等),將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示(總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等),并對重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲。
趨勢曲線分析
Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面,通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢,方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
報(bào)表管理
Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式,系統(tǒng)可自動統(tǒng)計(jì)??勺詣由筛鞣N類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等,可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值,自動生成電能的日、月、季、年度報(bào)表,根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表,查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置;系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。
事件記錄和故障報(bào)警
Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能,包括事件發(fā)生的時(shí)間位置,當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息,對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能,同時(shí)自動對運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
五遙功能
Acrel-200電力能源管理系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的“遙信”、“遙控”、“遙測”、“遙調(diào)”功能,還可以實(shí)現(xiàn)“遙設(shè)”功能。
遙信:實(shí)時(shí)對開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)工作等開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和自動報(bào)警。
遙控:通過計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號、開關(guān)號、合/分閘等信息,并在屏幕上將選擇的開關(guān)狀態(tài)反饋出來,確認(rèn)后執(zhí)行,實(shí)時(shí)記錄操作時(shí)間、類型、合開關(guān)號等。
遙測:通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對系統(tǒng)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、超限報(bào)警、頻率進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄、顯示曲線、棒圖,自動生成報(bào)表。
遙調(diào):用于有載變壓器的調(diào)壓升/降。
遙設(shè):用于遠(yuǎn)方修改分散繼電保護(hù)裝置的定值、控制字;以及調(diào)整各種儀表的工作狀態(tài)。
Acrel-2000電力能源管理系統(tǒng)的性能指標(biāo)
軟件畫面
主接線圖畫面
電壓、電流波形計(jì)數(shù)值顯示界面,以及棒圖、餅圖的顯示。
對某個(gè)用電單位的不同用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的報(bào)表查詢和顯示,并可以打印輸出。
運(yùn)行事件記錄查詢及打印輸出
水泥企業(yè)能源管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用 安科瑞鮑靜君
0項(xiàng)目概況
山東某水泥廠建有2 條日產(chǎn)5000 噸熟料生產(chǎn)線和一座年產(chǎn)100 萬噸水泥粉磨站。為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),該廠為2 條熟料線分別配套建設(shè)了6MW、9MW 純低溫余熱發(fā)電站。水泥企業(yè)是典型的高耗能行業(yè),該廠煤、電、水費(fèi)用合計(jì)占總生產(chǎn)成本的70%以上。因此,建立有效的能源綜合管理系統(tǒng)、節(jié)能降耗是公司健康發(fā)展的迫切要求。安科瑞電氣股份有限公司于2010年4月承接了該項(xiàng)目,整個(gè)系統(tǒng)采用Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng),主要實(shí)現(xiàn)對企業(yè)用電量和用水量的在線監(jiān)測和能耗管理。
1 目標(biāo)任務(wù)
監(jiān)視、分析以及控制能源使用,精確記錄水泥熟料生產(chǎn)線各個(gè)環(huán)節(jié)和設(shè)備的能耗狀況,記錄分析和評價(jià)整體能耗費(fèi)用水平,從而降低每個(gè)環(huán)節(jié)和線路能源的整體使用成本,同時(shí)將能源數(shù)據(jù)升華為有價(jià)值的信息,用于掌握和分析各個(gè)部分的能源使用情況。將能源成本分?jǐn)偟矫總€(gè)車間、班組、設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)節(jié)或線路,并與績效考核掛鉤。自動生成A、B、C、D 各班能源消耗統(tǒng)計(jì)及主要設(shè)備停機(jī)次數(shù)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,并對用能情況通過曲線、棒圖等形式表示出來,便于通過能源數(shù)據(jù)的收集和設(shè)備狀態(tài)的分析,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)能源使用漏點(diǎn)和節(jié)能空間比較大的環(huán)節(jié),評估各項(xiàng)節(jié)能措施和設(shè)備的實(shí)際效果。
2 總體設(shè)計(jì)
能源管理系統(tǒng)借助現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)視各種運(yùn)行能源參數(shù),不斷地傳送至系統(tǒng)服務(wù)器中,使運(yùn)行管理人員可以通過監(jiān)控中心全面了解系統(tǒng)的運(yùn)行工況,簡便地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)分析。通過該系統(tǒng),能夠精確記錄各個(gè)車間和主要設(shè)備的能耗狀況,記錄分析和評價(jià)整體能源費(fèi)用水平和能耗費(fèi)用的分解,發(fā)現(xiàn)能耗的過度消耗點(diǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)測能耗信息,調(diào)動生產(chǎn)者的積極性,幫助提高節(jié)能減排的效率。
2.1 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)主要由現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備(主要包括各種智能儀表)、通訊設(shè)備(工業(yè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)環(huán)網(wǎng))、能源管理系統(tǒng)軟件3 部分組成。一次傳感儀表主要采用施耐德公司產(chǎn)品,數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施、主機(jī)及終端顯示屏等全部采用國內(nèi)先進(jìn)產(chǎn)品。
2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集全部來自于現(xiàn)場智能儀表,與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)完全隔離,確保了工業(yè)控制網(wǎng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)與地面管理數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),實(shí)現(xiàn)了WEB 信息傳輸與發(fā)布。系統(tǒng)基于TCP/IP 架構(gòu),具備與其他子系統(tǒng)互聯(lián)互通接口。系統(tǒng)內(nèi)部能源監(jiān)控和管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),方便用戶的管理和維護(hù)工作。系統(tǒng)采用專用的能源監(jiān)控和管理軟件。
2.3 系統(tǒng)原理
通過該系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取能源消耗監(jiān)控點(diǎn)能耗數(shù)據(jù),對能源供應(yīng)、分配和消耗進(jìn)行監(jiān)測,實(shí)時(shí)掌握能源消耗狀況,了解能耗結(jié)構(gòu),計(jì)算和分析各種設(shè)備能耗標(biāo)準(zhǔn),監(jiān)控各個(gè)運(yùn)營環(huán)節(jié)的能耗異常情況,評估各項(xiàng)節(jié)能設(shè)備和措施的相關(guān)影響,并通過WEB 把各種能耗日報(bào)報(bào)表、各種能耗數(shù)據(jù)曲線等發(fā)布給相關(guān)管理和運(yùn)營人員,分享能源信息化帶來的成果,完成對企業(yè)能源系統(tǒng)的監(jiān)控及電力負(fù)荷耗能狀態(tài)的監(jiān)測和管理。為節(jié)能工程提供數(shù)據(jù)支撐。
2.4 系統(tǒng)功能
1)實(shí)時(shí)監(jiān)測能源數(shù)據(jù)。準(zhǔn)確的能耗數(shù)據(jù)是節(jié)能工作的基礎(chǔ)。能源管理系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需要,對水泥熟料生產(chǎn)各工藝,包括石灰石破碎、原料粉磨、煤粉制備、熟料燒成、余熱發(fā)電等能耗信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。所監(jiān)控的數(shù)據(jù)包括電能數(shù)據(jù)、蒸汽數(shù)據(jù)、煤耗數(shù)據(jù)、壓縮空氣數(shù)據(jù)、用水流量及原料消耗量等。
2)形成重要能耗報(bào)表。定期提供單位熟料電耗、煤耗、水耗、氣耗等綜合能耗信息,并對各生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行單耗、總耗統(tǒng)計(jì);報(bào)表分為日報(bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)等幾種,分析電、煤、水、壓縮空氣、蒸汽消耗情況,以及主機(jī)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、停機(jī)次數(shù)等信息。系統(tǒng)還可以分析對比不同時(shí)期,同類、不同類設(shè)備之間的耗能狀況,為發(fā)現(xiàn)節(jié)能漏點(diǎn),提供數(shù)據(jù)參考。
3)分析能耗負(fù)荷特性。以圖表、棒圖、曲線等方式,進(jìn)行一系列負(fù)荷對比分析,包括單位能耗對比,重要負(fù)荷對比,一、二線同類負(fù)荷用能對比等;系統(tǒng)將分析結(jié)果長期存儲在數(shù)據(jù)庫中,同時(shí)考慮能源消耗、生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)出多方面信息,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),使設(shè)備以經(jīng)濟(jì)合理的方式運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能降耗。
4)細(xì)化成本管理。科學(xué)準(zhǔn)確的界定和分析各部門、班組用能成本,可實(shí)現(xiàn)對各車間及熟料線A、B、C、D“四班三運(yùn)行”模式下各班能源消耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,并能做到班、日分析,使能耗分析更加準(zhǔn)確、及時(shí)、細(xì)化,提升了對能耗成本的控制能力。
通過對比各部門和班組能耗數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)不良的操作習(xí)慣,形成科學(xué)的管理和考核辦法。
5)預(yù)警并診斷能耗異常情況。對不符合工藝操作流程的用能設(shè)備、各測量點(diǎn)能源消耗的異常情況進(jìn)行自動診斷和報(bào)警提示。對超出功率范圍的能耗設(shè)備進(jìn)行報(bào)警、對重要設(shè)備運(yùn)行匹配狀況提出診斷信息??刂剖夜芾砣藛T可根據(jù)系統(tǒng)提示,及時(shí)作出科學(xué)處理,有效防止跑冒滴漏現(xiàn)象,為生產(chǎn)線安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。
2.5 軟件特點(diǎn)
上位機(jī)軟件為Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)組態(tài)軟件,該軟件是對現(xiàn)場能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與監(jiān)測的專用軟件,最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成,它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實(shí)現(xiàn)方法,只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”,便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測功能。Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面,可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備各參量及開關(guān)量狀態(tài),并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)中心存儲。系統(tǒng)還提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢曲線分析,符合用戶設(shè)計(jì)需要的報(bào)表、事件記錄和故障報(bào)警等功能。整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)所有回路能耗的采集和統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動抄表、能耗監(jiān)測功能。
1)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測:通訊異常報(bào)警提示。
2)用戶管理:不同用戶權(quán)限具備不同操作功能,各級權(quán)限的口令修改操作功能,具有權(quán)限防誤功能。
3)能耗報(bào)表、棒圖:實(shí)現(xiàn)了所有能耗報(bào)表的按時(shí)間查詢,分為日、月、年報(bào)表等,任意分類、分項(xiàng)實(shí)時(shí)能耗棒圖顯示。
4)打印及導(dǎo)出:所有報(bào)表及界面可打印,或以EXCEL、WORD 格式進(jìn)行導(dǎo)出。
3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方案
系統(tǒng)監(jiān)控中心設(shè)在控制室,作為能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和管理中心,承擔(dān)整個(gè)能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、存儲、統(tǒng)計(jì)、分析功能,同時(shí)管理整個(gè)系統(tǒng)的用戶權(quán)限和Web 發(fā)布功能。整個(gè)系統(tǒng)采用光纖、以太網(wǎng)總線、RS485 等傳輸介質(zhì),組建獨(dú)立的、專用的通訊網(wǎng)絡(luò)。主干線采用工業(yè)級光纖環(huán)型以太網(wǎng)絡(luò),環(huán)型主干網(wǎng)共設(shè)立11 個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),包括監(jiān)控中心、總降壓站、余熱電廠電氣室、一線窯頭電氣室、一線原料粉磨電氣室、一線原料處理電氣室、二線窯頭電氣室、二線原料粉磨電氣室、二線原料處理電氣室、石灰石破碎電氣室、煤粉制備電氣室,其它電氣室、工作間等,信號采用光纖、RS485 或信號電纜就近連接到
這10 個(gè)節(jié)點(diǎn)之一,實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸。
能源管理系統(tǒng)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(圖1),系統(tǒng)自下而上分3 層:現(xiàn)場監(jiān)測層、通訊層和系統(tǒng)管理層。
圖1 某水泥廠能源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3.1 現(xiàn)場監(jiān)測層
現(xiàn)場監(jiān)測層是指直接采集現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)并具備上傳功能的現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備,包括流量計(jì)、電力參數(shù)測量儀、壓力傳感器、電子秤以及可編程控制器PLC 等。這些監(jiān)控設(shè)備完成信號采集、處理,并轉(zhuǎn)換為通訊信號,接入到網(wǎng)絡(luò)通訊層。東華水泥公司能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)測層將監(jiān)測8 個(gè)子系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù):電能子系統(tǒng)、用水子系統(tǒng)、供煤子系統(tǒng)、柴油子系統(tǒng)、壓縮空氣子系統(tǒng)、蒸汽子系統(tǒng)、原料子系統(tǒng)、煙氣子系統(tǒng)。
3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層
網(wǎng)絡(luò)通訊層是指完成能源管理系統(tǒng)通訊所涉及的底層通訊鏈路(如RS485)、通訊轉(zhuǎn)換設(shè)備(以太網(wǎng)關(guān))以及頂層通訊鏈路(如光纖以太網(wǎng)、TCP/IP 網(wǎng)絡(luò))等的總稱。這一部分是連接現(xiàn)場監(jiān)測層和系統(tǒng)管理層的紐帶環(huán)節(jié)。本項(xiàng)目現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)采用RS485 總線方式,支持Modbus 通訊規(guī)約。通過以太網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)關(guān)擴(kuò)展的RS485 的串行接口,支持Modbus 現(xiàn)場總線協(xié)議,每個(gè) RS-422/485 通道最多能連接32 個(gè)智能設(shè)備。通過以太網(wǎng)關(guān)把低速串行信號轉(zhuǎn)換為高速以太網(wǎng),將現(xiàn)場層的電力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送入局域網(wǎng)內(nèi),方便上位系統(tǒng)的管理。工業(yè)級光交換機(jī)將以太網(wǎng)的電信號轉(zhuǎn)換成光信號,多個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成光纖環(huán)網(wǎng)。依靠光纖網(wǎng)絡(luò)良好的抗干擾性和傳輸性能可以更好適應(yīng)惡劣的電氣環(huán)境和遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸。監(jiān)控中心與各站點(diǎn)(光纖通訊節(jié)點(diǎn))之間采用全雙工交換式光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。光纖自愈環(huán)技術(shù)具有穩(wěn)定性好、可靠性高和自愈能力強(qiáng)的特點(diǎn)。光纖環(huán)網(wǎng)中任何一處的線路故障不會導(dǎo)致通訊故障。
3.3 系統(tǒng)管理層
系統(tǒng)管理層是能源管理系統(tǒng)的最高管理層。系統(tǒng)管理層的全部設(shè)備安放在控制室內(nèi)。配置一臺監(jiān)控服務(wù)器、一臺操作工作站、一臺WEB 服務(wù)器、通訊設(shè)備、激光打印機(jī)、UPS 等。數(shù)據(jù)服務(wù)器采用高性能計(jì)算機(jī),能源管理軟件采用專業(yè)的監(jiān)控組態(tài)軟件。該層完成接受現(xiàn)場監(jiān)測層和DCS 系統(tǒng)上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、存儲,并以數(shù)字、曲線、報(bào)表等形式顯示在屏幕上。能源管理系統(tǒng)須采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),應(yīng)具有良好的可靠性與實(shí)時(shí)性。監(jiān)控軟件應(yīng)基于Windows 2000/2003/XP 中文操作系統(tǒng),采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、功能分布的體系結(jié)構(gòu);具備軟、硬件的擴(kuò)充能力;支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和功能的升級。同時(shí),該層可以提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口和通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的聯(lián)接;系統(tǒng)管理層通過OPC Server 與其它集成系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。具備與山東淄礦集團(tuán)內(nèi)部計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息管理系統(tǒng)(MIS)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)(如:DCS)、建筑物集成管理系統(tǒng)(BMS)等系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng),與其它接口可采用OPC Server/Client 模式。
4 主要監(jiān)控及計(jì)量表計(jì)
5 應(yīng)用效果
Acrel-5000能源管理系統(tǒng)自 2010 年4 月份試運(yùn)行以來,通過邊完善、邊應(yīng)用、邊改進(jìn),在能耗管理控制方面取得了初步效果。
1)強(qiáng)化了對標(biāo)管理。大力開展了班與班之間、第一條熟料線與第二條熟料線之間對標(biāo)活動,且能實(shí)現(xiàn)當(dāng)日對標(biāo)。通過查找能源使用漏洞,減少重要耗能設(shè)備故障,提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率,降低系統(tǒng)停機(jī)率,降低了能耗。
2)降低了用電消耗。通過能源系統(tǒng)報(bào)警提示,當(dāng)供電系統(tǒng)總負(fù)荷超出申請需量時(shí),系統(tǒng)可自動提示DCS 操作員調(diào)整負(fù)荷,關(guān)停有關(guān)設(shè)備。當(dāng)原料磨主電機(jī)、煤磨主電機(jī)等大型用電設(shè)備停機(jī)后,系統(tǒng)將會自動提示操作人員,將其關(guān)聯(lián)的原料磨風(fēng)機(jī)、煤磨排風(fēng)機(jī)進(jìn)行及時(shí)關(guān)停,節(jié)約了電力消耗。試運(yùn)行期間,先后避免了3 次風(fēng)機(jī)停機(jī)不及時(shí)現(xiàn)象,降低電力消耗超過5000kWh。2 次調(diào)整了設(shè)備峰谷平用電不合理情況。
3)加強(qiáng)了用水管理。一旦發(fā)現(xiàn)總管路水流量大于其各支路流量之和,或支管路流量突然增大,超出正常范圍時(shí),系統(tǒng)將自動報(bào)警,監(jiān)控人員即可斷定管路有漏水點(diǎn),組織人員查找處理,堵塞漏洞。試運(yùn)行期間,避免了2 次漏水事故。通過開展對標(biāo)活動和加強(qiáng)考核,取得了顯著效果。
能耗管理分析系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生建筑中的應(yīng)用 安科瑞鮑靜君
1 概述
近些年我國的醫(yī)療事業(yè)發(fā)展迅速,引進(jìn)了相當(dāng)多的高科技醫(yī)療設(shè)備,醫(yī)療向大型化、集團(tuán)化發(fā)展,醫(yī)療技術(shù)水平可與歐美等發(fā)達(dá)國家相媲美,同時(shí)帶來的則是能源消耗的直線上升,消耗的能源包括電、油、氣、水等,能源消耗量大。醫(yī)院屬于公共建筑,因此,對于醫(yī)院行業(yè)的能耗管理系統(tǒng),我們希望達(dá)到的目的是在保證一定的安全性、舒適度和便利度的條件下實(shí)現(xiàn)在能源的消耗量下降的同時(shí)提高能源使用的品質(zhì)。在提高品質(zhì)的過程中,也在一定程度上節(jié)省了能源的消耗,提高了能源的使用效率,做到能源消耗過程中從質(zhì)和量兩方面的改善。
2 醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗特點(diǎn)
與辦公樓宇、商場、賓館酒店等公共建筑相比較,醫(yī)院的能源消耗指標(biāo)相對較高。第一,用能設(shè)備的種類多,涵蓋醫(yī)院建筑、辦公建筑、醫(yī)療設(shè)備、辦公設(shè)備、交通工具等;第二,具有單位多、分類廣、特點(diǎn)不同、層次復(fù)雜等特點(diǎn);第三,醫(yī)院耗能涉及水、電、熱力、煤氣、天然氣、燃油等各種資源。尤其用電負(fù)荷大,占總能源消耗的80%左右,并且用電負(fù)荷的起伏變化也很大,因?yàn)榧竟?jié)交替、氣候變化、晝夜輪回、人流量變化等因素的影響,用能整體具有不恒定的特點(diǎn),從節(jié)能的角度考慮,節(jié)能空間也是巨大的。
因此,這種情況下,要實(shí)施精細(xì)化管理,必然要全面了解醫(yī)院的各部位的能耗情況,掌握各類能源在時(shí)間、空間上的分布規(guī)律,借助一定的輔助分析工具對醫(yī)院的能耗進(jìn)行指標(biāo)量化。所以亟需對醫(yī)院的能耗實(shí)施分項(xiàng)計(jì)量和對能源消耗情況進(jìn)行監(jiān)測,這是所有節(jié)能管理工作的基礎(chǔ)。
3 醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)的可行性分析
隨著GB 50189—2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施,能耗管理系統(tǒng)已在全世界范圍內(nèi)的大型公共建筑中成功應(yīng)用,并且?guī)砹肆己玫慕?jīng)濟(jì)效益和社會效益。醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)是一個(gè)大型的綜合自動化系統(tǒng),它采用通用的軟件平臺、一致的硬件架構(gòu)、統(tǒng)一的人機(jī)界面,通過對相關(guān)系統(tǒng)的集成和互聯(lián),建立了一個(gè)高度共享的信息平臺,實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)各部門系統(tǒng)的信息互通與資源共享,從而提高了醫(yī)院日常管理與調(diào)度工作的效率和部門運(yùn)營的整體服務(wù)水平。
另外,通過智能通信管理器將數(shù)據(jù)信息上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)。采用這種方式不僅能確保采集的設(shè)備電能數(shù)據(jù)能夠及時(shí)發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng),而且可靠性高、系統(tǒng)構(gòu)成簡單、經(jīng)濟(jì),便于集中管理。在此基礎(chǔ)上,采用先進(jìn)可靠的能耗管理軟件、硬件,完全可以建立一套完整的、具有先進(jìn)水平的醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗管理系統(tǒng)。
4 能耗管理分析系統(tǒng)在上海華山醫(yī)院病房新建工程中的應(yīng)用
4.1項(xiàng)目概況
上海華山醫(yī)院病房樓是一幢醫(yī)用建筑,建筑面積約為2萬平方米。根據(jù)配電系統(tǒng)管理和能耗監(jiān)測的要求,需要對樓內(nèi)的高壓進(jìn)線、低壓配出線和各樓層內(nèi)配電箱進(jìn)行電力監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)對病房樓內(nèi)用電量和用水量的在線監(jiān)測,方便對該建筑群的能耗管理,以保證用電的安全、高效。
Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集方式包括人工采集方式和自動采集方式。通過人工采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標(biāo)和其它不能通過自動方式采集的能耗數(shù)據(jù),如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過自動采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù),由自動計(jì)量裝置實(shí)時(shí)采集,通過自動傳輸方式實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)中心。
4.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。
1、數(shù)據(jù)采集層
通過安裝在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表,實(shí)施對負(fù)荷用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)包括:電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功無功電能、諧波、環(huán)境與開關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測對象包括:電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機(jī)電設(shè)備、醫(yī)院內(nèi)其他耗能設(shè)施。同時(shí)也可以對用水量、用氣量、熱量等通過電子式流量表、電子式熱量表等現(xiàn)場智能計(jì)量裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。根據(jù)現(xiàn)場條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求,采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶的其他智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
通過在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān),實(shí)時(shí)采集能耗計(jì)量儀表的數(shù)據(jù),并且通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無需遠(yuǎn)距離布線,施工簡單可靠。智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式,支持包括RS-485/RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式。
3、用電及能效管理系統(tǒng)軟件
完成數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級控制等;并可將現(xiàn)場運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。
4.3 設(shè)備參數(shù)列表
4.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)
4.5.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測由能源監(jiān)控平臺、交換機(jī)、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成,本系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的功能為水、電耗的集抄。
4.5.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理,能耗數(shù)據(jù)采集無需在多個(gè)不同系統(tǒng)中集成,能量監(jiān)測與管理系統(tǒng)包含豐富的功能,能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。
4.5.3系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù),包括每個(gè)用電回路的實(shí)時(shí)電能值和各種告警信息,各水表的用水量等,并實(shí)時(shí)顯示采集上來的各個(gè)參數(shù)。
4.5.4各能源管理組逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗值報(bào)告,幫助用戶掌握自己的能源消耗情況,找出能源消耗異常值。
4.5.5系統(tǒng)支持基于Internet的遠(yuǎn)程瀏覽,不同的能源管理部門可在不同的地點(diǎn)同時(shí)查看所需能源的消耗情況。
4.6 系統(tǒng)功能及軟件界面
4.6.1分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等的存儲功能,存儲歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于三年。系統(tǒng)同時(shí)具備將分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖1。
4.6.2能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測
系統(tǒng)具備良好的開放性,可對用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展,在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個(gè)性化報(bào)表和分析模板;系統(tǒng)具有報(bào)警管理功能,負(fù)責(zé)報(bào)警及事件的傳送、報(bào)警確認(rèn)及報(bào)警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖2。
4.6.3用能情況的同、環(huán)比分析
對各分類、分項(xiàng)能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析。可預(yù)置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表。界面如圖3。
4.6.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)對分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后,可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等,實(shí)時(shí)反映和對比各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總,并以坐標(biāo)曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。
4.6.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問功能
系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問?;?Net平臺,使用、JQuery技術(shù)開發(fā),可通過Internet訪問,具有跨平臺的特性,用戶可通過各種移動終端(筆記本、平板電腦、手機(jī)等)訪問。界面如圖5。
圖5 跨平臺跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問
4.7結(jié)語
上海華山醫(yī)院采用Acrel-5000能耗管理技術(shù),建立了對整個(gè)醫(yī)院設(shè)施能源系統(tǒng)的全面監(jiān)視管理,通過對負(fù)載能耗設(shè)備的能耗與能效數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)視,實(shí)現(xiàn)了對能源系統(tǒng)實(shí)時(shí)能耗的有效監(jiān)測管理,提供了用戶能源管理系統(tǒng)運(yùn)營管理的有效工具和能耗成本管理工具,為進(jìn)一步的節(jié)能增效措施提供分析手段,預(yù)期效果已開始初步顯現(xiàn):
Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)通過全時(shí)的全區(qū)域分類數(shù)據(jù)的上傳,不僅降低了大面積、大體量設(shè)施能耗的管理強(qiáng)度,還提供各種分類的報(bào)表,能耗曲線和趨勢分析,提高運(yùn)營管理的效率。
Acrel-5000通過對照明、空調(diào)、通風(fēng)等各類負(fù)載自動生成細(xì)節(jié)分項(xiàng)數(shù)據(jù),為管理上提供了強(qiáng)有力的成本管理控制工具。
通過實(shí)踐證明,Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用,帶來了很直觀的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果,以及良好的社會效益、環(huán)境效益,不僅對醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè),對于其他大型公共建筑、綜合建筑群、工業(yè)企業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、大型園區(qū)等都有很好的借鑒意義。
能源管理系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用 安科瑞鮑靜君
1 地鐵能耗分析
地鐵是大運(yùn)量的城市軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng),也是耗電量的大戶。地鐵運(yùn)營過程中消耗能源的主要形式是電能。根據(jù)對地鐵用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)分析,能耗主要分布在列車牽引用電和各種動力照明設(shè)備用電,如通風(fēng)空調(diào)、自動扶梯、照明、弱電設(shè)備等方面。圖1是地鐵各系統(tǒng)耗能分布圖。
圖1 地鐵各系統(tǒng)耗能分布圖
從圖1中可見,地鐵列車牽引用電和各種動力照明用電量比例約各占50%。牽引供電、通風(fēng)空調(diào)、電扶梯、照明等能耗占地鐵總能耗的90%左右,是節(jié)能工作的重點(diǎn)。因此,應(yīng)對地鐵中主要用電設(shè)備以及持續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)的大負(fù)荷容量設(shè)備加強(qiáng)能源管理和監(jiān)控,并對采用變頻等節(jié)能技術(shù)措施的設(shè)備做好經(jīng)濟(jì)技術(shù)考核和對比分析工作。
2 地鐵能源管理系統(tǒng)的可行性分析
目前,綜合監(jiān)控系統(tǒng)已在全世界范圍內(nèi)的城市軌道交通工程中成功應(yīng)用,并且?guī)砹肆己玫慕?jīng)濟(jì)效益和社會效益。綜合監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)大型的綜合自動化系統(tǒng),它采用通用的軟件平臺、一致的硬件架構(gòu)、統(tǒng)一的人機(jī)界面,通過對相關(guān)系統(tǒng)的集成和互聯(lián),建立了一個(gè)高度共享的信息平臺,實(shí)現(xiàn)地鐵各系統(tǒng)間的信息互通與資源共享,從而提高了日常管理與調(diào)度工作的效率和地鐵運(yùn)營的整體服務(wù)水平。
另外,國內(nèi)新建地鐵的低壓配電柜和環(huán)控電控柜已采用智能開關(guān)柜設(shè)計(jì)方案。低壓配電柜、環(huán)控電控柜內(nèi)智能網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成是柜內(nèi)智能儀表通過冗余的現(xiàn)場總線,同時(shí)通過智能通信管理器將數(shù)據(jù)信息上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)。采用這種方式不僅能確保采集的設(shè)備電能數(shù)據(jù)能夠及時(shí)發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng),而且可靠性高、系統(tǒng)構(gòu)成簡單、經(jīng)濟(jì),便于集中管理。
地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)等硬件和底層現(xiàn)場總線等基礎(chǔ)構(gòu)架,為能源管理系統(tǒng)的實(shí)施創(chuàng)造了非常有利的條件。在此基礎(chǔ)上,采用先進(jìn)可靠的能源管理軟件、硬件,完全可以建立一套完整的、具有先進(jìn)水平的地鐵能源管理系統(tǒng)。
3 地鐵能源管理系統(tǒng)在軌道交通11號線安亭站地塊的應(yīng)用
3.1 項(xiàng)目概述
安亭站位于上海嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)曹安公路墨玉路,為上海軌道交通11號線的高架島式車站,于2010年3月29日啟用。上海安科瑞電氣股份有限公司于2011年8月承接軌道交通11號線能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工。實(shí)現(xiàn)了對配電室內(nèi)的高壓,低壓進(jìn)線、電容補(bǔ)償、聯(lián)絡(luò)、出線回路進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。Acrel-5000型能源管理系統(tǒng)預(yù)留了擴(kuò)展接口,可方便進(jìn)行擴(kuò)展。
整個(gè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu),監(jiān)控主機(jī)位于監(jiān)控中心值班室(位于中心變配電室內(nèi))內(nèi),系統(tǒng)采用開放的通訊協(xié)議,通過RS-485現(xiàn)場總線與高低壓配電系統(tǒng)等相連,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。
3.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如圖2所示共分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。
圖2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖
現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表和保護(hù)裝置等,也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。該項(xiàng)目中包括M5系列綜保、ACR系列網(wǎng)絡(luò)儀表及WHD系列溫濕度控制器,共實(shí)現(xiàn)對407個(gè)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和管理。
網(wǎng)絡(luò)通訊層是由通訊服務(wù)器、接口轉(zhuǎn)換器及總線網(wǎng)絡(luò)等組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁。
站控管理層是針對配電網(wǎng)絡(luò)的管理人員,該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的最上層部分,主要由能源管理系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS等組成。
3.3 設(shè)備參數(shù)列表
3.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)
3.5 系統(tǒng)功能及軟件界面
3.5.1 分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等的存儲功能,存儲歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于三年。系統(tǒng)同時(shí)具備將分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖3。
3.5.2 能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測
系統(tǒng)具備良好的開放性,可對用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展,在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個(gè)性化報(bào)表和分析模板;系統(tǒng)具有報(bào)警管理功能,負(fù)責(zé)報(bào)警及事件的傳送、報(bào)警確認(rèn)及報(bào)警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖4。
3.5.3 用能情況的同、環(huán)比分析
對各分類、分項(xiàng)能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析??深A(yù)置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表。界面如圖5。
3.5.4 建筑能耗數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)對分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后,可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等,實(shí)時(shí)反映和對比各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總,并以坐標(biāo)曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖6。
3.5.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問功能
系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問。基于.Net平臺,使用、JQuery技術(shù)開發(fā),可通過Internet訪問,具有跨平臺的特性,用戶可通過各種移動終端(筆記本、平板電腦、手機(jī)等)訪問。界面如圖7。
圖7 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問功能
4 結(jié)語
“只有可被測量的才是可被管理的?!钡罔F能源管理系統(tǒng)的總目標(biāo)是建立一個(gè)全線性或者整個(gè)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的能源管理系統(tǒng),構(gòu)建一個(gè)覆蓋列車牽引用電、各車站動力照明設(shè)備用電,以及車輛段電能、燃?xì)狻⒆詠硭饶茉唇橘|(zhì)的自動監(jiān)控系統(tǒng)。地鐵在滿足公共交通功能需求的同時(shí),應(yīng)按照合理用能的原則,推進(jìn)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,加強(qiáng)節(jié)能管理和能耗控制,以提高能源利用效率,降低運(yùn)營成本。
參考文獻(xiàn)
[1]GB50157—2003 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2]JGJ16—2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[3]上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版
高校建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用 安科瑞鮑靜君
1、概述
我國大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%,每平方米年耗電量是普通居民住宅的10~20倍,是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家同類建筑的1.5~2倍。
對于大型公共建筑而言,能源消耗情況非常復(fù)雜,只有實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)各耗能環(huán)節(jié)分項(xiàng)計(jì)量,才可能真正把實(shí)際各類系統(tǒng)的能耗狀況和合理的用能配額相比較,確定差異的形成,明確進(jìn)一步的節(jié)能潛力。
2、校園建筑能源管理系統(tǒng)的可行性分析
高等院校作為大型公共建筑中的一部分,它集教學(xué)、科研和生活于一體, 占地面積大、建筑類型多、功能劃分區(qū)較復(fù)雜,既是人口的高密度區(qū),更是重要的能源消耗大戶。
我國絕大多數(shù)高等院校人工管理電、水、氣的消耗量。原始的人工抄表存在多種問題,如:數(shù)據(jù)不精確、實(shí)時(shí)性差、工作量大、管理難度大等。能耗管理部門也沒有其他直接有效的手段,獲取重點(diǎn)的實(shí)際能耗信息,也無法進(jìn)一步提出節(jié)能方案,有效降低能耗。因此更無法對不同類別耗能進(jìn)行有效正確的分析,因此制定針對性的能耗管理政策尤為關(guān)鍵。
建筑能耗分析管理系統(tǒng)不僅可以分析高耗能設(shè)備能耗產(chǎn)生的主要原因,還可以分析辦公、生活能耗與氣候、人數(shù)以及建筑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,即使用一個(gè)平臺對不同建筑類型建筑的節(jié)能潛力進(jìn)行研究,同時(shí)跟據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果選擇正確的節(jié)能方法以達(dá)到節(jié)能的目的。
3、Acrel-5000能耗分析管理系統(tǒng)的優(yōu)勢
1)保證面積龐大的供配電系統(tǒng)安全可靠供電;
2)了解供電隱患,快速定位故障和排除故障;
3)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)學(xué)校各部門、院系和宿舍的用電量,做到獨(dú)立核算;
4)提高了管理效率,減少人力成本。
4、Acrel-5000能耗分析管理系統(tǒng)在電氣工程學(xué)校項(xiàng)目中的應(yīng)用
4.1項(xiàng)目概況
電氣工程學(xué)校一校五址,建筑面積21133平方米,校內(nèi)建有行政樓、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、師生餐廳、宿舍樓、體育樓等樓群。變配電室是校園內(nèi)的電力中樞采用電度表實(shí)現(xiàn)電度計(jì)量,其運(yùn)行設(shè)備的情況依舊依靠人工巡查,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足安全運(yùn)行的要求,當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)行故障、設(shè)備老化等情況時(shí),無法及時(shí)進(jìn)行故障隔離使得停電范圍不會擴(kuò)大。對于實(shí)驗(yàn)室等重要用能部門的電能質(zhì)量也沒有監(jiān)測和保障。需要通過建立實(shí)時(shí)監(jiān)控來保證用能系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)北方院校的供熱系統(tǒng)同樣需要運(yùn)行的安全監(jiān)測,可增加智能控制,通過電動調(diào)節(jié)閥的開閉來控制熱量,合理用能。
安科瑞電氣股份有限公司承接電力工程學(xué)校能耗管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工及調(diào)試。主要完成對現(xiàn)場能耗的集中采集及分析,通過對用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì),以直觀的數(shù)據(jù)和報(bào)表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況。
4.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計(jì),由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層組成。可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方的監(jiān)視控制,也能夠在上層故障時(shí)不影響本層和下一層的功能。
各個(gè)結(jié)構(gòu)層的具體形式如下:
1)站控管理層
軟件管理層針對配電系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口,也是整個(gè)系統(tǒng)的最上層部分,該層主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備組成,包括監(jiān)控主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源。系統(tǒng)軟件具有良好的人際交互界面,對采集的現(xiàn)場耗電、耗水、耗氣等數(shù)據(jù)信息經(jīng)過計(jì)算處理,并以圖形、數(shù)顯等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
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、分類和存儲等工作的同時(shí),轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。
3)現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場包括ACR多功能電力儀表、終端電能表計(jì)、水表、氣表、集中供冷供熱表,負(fù)責(zé)采集電力現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)和信息狀態(tài),發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)通訊層,同時(shí)也作為執(zhí)行單元,執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)通訊層發(fā)出的指令。
監(jiān)測建筑數(shù)據(jù)展示應(yīng)包括:
4.3 設(shè)備參數(shù)列表
4.4系統(tǒng)功能及軟件界面
系統(tǒng)對電、水、氣能耗實(shí)時(shí)采集、動態(tài)監(jiān)測、能耗分析、成本核算、績效考核和報(bào)表發(fā)布等功能,實(shí)現(xiàn)校園能源管理精細(xì)化,促進(jìn)節(jié)能降耗。
4.4.1 能耗數(shù)據(jù)對比分析
概要顯示當(dāng)月、當(dāng)年用能情況,并與往年同期用能進(jìn)行對比,掌握用能趨勢。實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測企業(yè)當(dāng)前用電功率。通過設(shè)置每日用能的計(jì)劃值,實(shí)現(xiàn)用能的定額管理,并與實(shí)際用能進(jìn)行對比,對可能出現(xiàn)的用能突增進(jìn)行預(yù)警,全局掌握校園的用能情況。
4.4.2趨勢曲線分析
通過用能趨勢圖,快速定位校園用能負(fù)荷高峰,并逐級定位高峰能耗的組成,為移峰填峰找到依據(jù)。
4.4.3 分類、分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)能耗數(shù)據(jù)
將各類能源監(jiān)測數(shù)據(jù)(水、電、氣)接入到一套能耗監(jiān)測系統(tǒng)中,改變原來多頭管理的局面,清晰的掌握校園能耗的構(gòu)成,避免能耗改造過程中降低某一類能耗的同時(shí)增加了其他類能耗的支出。
4.4.4 能耗數(shù)據(jù)綜合分析
將校園能耗數(shù)據(jù)同建筑面積、校園人口、環(huán)境溫度等參數(shù)進(jìn)行綜合比較,系統(tǒng)根據(jù)需要建立不同的能耗分析模型,科學(xué)、準(zhǔn)確的判斷一個(gè)校園能耗的高低,從而綜合分析影響能耗的因數(shù)。
4.4.5能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測
系統(tǒng)具備良好的開放性,可對用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展,在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個(gè)性化報(bào)表和分析模板;系統(tǒng)具有報(bào)警管理功能,負(fù)責(zé)報(bào)警及事件的傳送、報(bào)警確認(rèn)及報(bào)警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。
5 結(jié)束
能源管理監(jiān)控系統(tǒng)分別對校園中各個(gè)分散分布的區(qū)域配電所進(jìn)行獨(dú)立測量,能耗管理部門實(shí)時(shí)掌握高校各區(qū)域的水電數(shù)據(jù)及其能耗負(fù)荷的變化,從而及時(shí)做出可行性調(diào)整,制定相應(yīng)的管理制度 ,為進(jìn)一步節(jié)能改造提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐,讓系統(tǒng)真正運(yùn)行起來起到節(jié)能的效果。
參考文獻(xiàn):
[1] 上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版
[2] 基于ACREL-5000的大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J.]
電力監(jiān)控軟件的可擴(kuò)展性設(shè)計(jì) 安科瑞鮑靜君
摘要:本文根據(jù)安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過程,論述了電力監(jiān)控系統(tǒng)高擴(kuò)展性的設(shè)計(jì)思路和方法,對于電力監(jiān)控組態(tài)軟件與電力平臺方案的研究有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵字:安科瑞電力監(jiān)控軟件、組態(tài)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、規(guī)約、自動報(bào)表、自定義報(bào)表
隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展,電力監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成為供電配電系統(tǒng)中的重要組成部分。所謂電力監(jiān)控系統(tǒng),是在計(jì)算機(jī)上對系統(tǒng)中各設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況、工作狀態(tài)、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)信息、階段運(yùn)行后報(bào)表信息展示等各方面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及信息處理的一套信息管理系統(tǒng)。
電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)儲存、歷史數(shù)據(jù)匯總等,圖形化展示各設(shè)備實(shí)時(shí)工作情況、設(shè)備數(shù)據(jù),對設(shè)備數(shù)據(jù)異常提供實(shí)時(shí)告警等功能。通過在供電配電設(shè)計(jì)中使用電力監(jiān)控系統(tǒng),極大的提高了系統(tǒng)的工作效率與系統(tǒng)穩(wěn)定性、設(shè)備異常反應(yīng)的實(shí)時(shí)性等。
認(rèn)真研究電力監(jiān)控系統(tǒng),有助于我們更加完善供電配電技術(shù),將電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中去,能有效地提高供電配電技術(shù)水平。安科瑞電力監(jiān)控軟件是為用戶提供智能電力監(jiān)控而研發(fā)出的一套完整的供電配電系統(tǒng)解決方案,在本文中,介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能,主要從應(yīng)用的角度介紹可擴(kuò)展性電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
1 電力監(jiān)控系統(tǒng)
電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于采集與監(jiān)視數(shù)據(jù)的軟件控制系統(tǒng)(SCADA,其全稱是:Supervisory Control And Data Acquisition)發(fā)展起來的,運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中進(jìn)行調(diào)度與控制,對設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制等行為的一種抽象描述,所以控制系統(tǒng)本身技術(shù)上可以應(yīng)用于所有工業(yè)控制領(lǐng)域的各種場景。
2 電力監(jiān)控軟件要求
電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的典型場景模型如圖1所示,這種監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際情況的不同作相應(yīng)改變。
圖1 典型場景模型
2.1 系統(tǒng)可用性
a.系統(tǒng)能夠可擴(kuò)展支持新的設(shè)備類型接入與新的協(xié)議,設(shè)備數(shù)據(jù)接入是系統(tǒng)核心。
b.工程人員根據(jù)電力設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場終端設(shè)備拓?fù)?,進(jìn)行電力監(jiān)控項(xiàng)目開發(fā),在此過程中,要求配置過程相對簡單,方便工程調(diào)試和修改,以及設(shè)備的更換等。
c.界面組態(tài)開發(fā)人員能夠快速對應(yīng)電力監(jiān)控系統(tǒng)圖形界面的畫面布局、圖形層次與信息表達(dá)等內(nèi)容。
d.用戶共性的自動化報(bào)表以外的個(gè)性化支持與擴(kuò)展,以報(bào)表模板的方式支持用戶擴(kuò)展生成多樣化的報(bào)表,并且與電力監(jiān)控系統(tǒng)對接,通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)合模板生成最終報(bào)表。
2.2 高實(shí)時(shí)性與可靠性
采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與展示,保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。
3 電力監(jiān)控軟件主要功能
電力監(jiān)控軟件的核心是以應(yīng)用為導(dǎo)向,最終以圖形和報(bào)表的形式,展示當(dāng)前各終端設(shè)備數(shù)據(jù)給用戶,顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)和為用戶決策行為提供數(shù)據(jù)支持,圖2為系統(tǒng)功能模塊與框架說明。
圖2 系統(tǒng)功能模塊與框架說明
3.1 對電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理
電力監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)采集各終端設(shè)備的遙信、遙測、遙脈等數(shù)據(jù),提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫高實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)訪問與處理,確保系統(tǒng)中各設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新,圖形化動態(tài)展示及監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)提醒非正常運(yùn)行的供電設(shè)備。
3.2 對電力設(shè)備進(jìn)行控制
系統(tǒng)調(diào)度或監(jiān)控發(fā)出命令以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。利用電力監(jiān)控軟件主動發(fā)出信號給遠(yuǎn)程終端設(shè)備實(shí)施控制操作,遠(yuǎn)程終端設(shè)備接受并執(zhí)行相應(yīng)命令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。電力監(jiān)控系統(tǒng)對操作進(jìn)行流程化與規(guī)范化,對整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行控制規(guī)范化,減少人工控制帶來的誤操作風(fēng)險(xiǎn)。
3.3 設(shè)備階段數(shù)據(jù)監(jiān)視
電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)動態(tài)圖形化展示設(shè)備階段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的設(shè)備數(shù)據(jù)情況,系統(tǒng)管理者可根據(jù)設(shè)備階段運(yùn)行動態(tài)情況決策分析出當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行情況與系統(tǒng)內(nèi)可能出現(xiàn)的問題,并做趨勢判斷以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3.4 報(bào)表處理
在電力監(jiān)控系統(tǒng)中提供電子報(bào)表系統(tǒng),可對接電力監(jiān)控系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),根據(jù)報(bào)表模板、運(yùn)算公式生成結(jié)果并載入,形成自定義與自動生成的具有圖文并貌特征的數(shù)據(jù)信息報(bào)表,直觀清晰反映出階段內(nèi)系統(tǒng)中終端數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況。
4.可擴(kuò)展電力監(jiān)控軟件的接入方式與場景需求變化應(yīng)對
當(dāng)前數(shù)據(jù)終端設(shè)備通訊方式、協(xié)議多樣,應(yīng)用場景多變,因此需要設(shè)計(jì)出高可擴(kuò)展性電力監(jiān)控軟件,以快速對應(yīng)各項(xiàng)目應(yīng)用,提高軟件的適用性與項(xiàng)目開發(fā)的效率,提高軟件的生命力,實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)過程中的數(shù)據(jù)接入與轉(zhuǎn)發(fā)、系統(tǒng)圖形、內(nèi)存庫動態(tài)調(diào)配大小、報(bào)表等方面的動態(tài)擴(kuò)展性。
4.1數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)接入和轉(zhuǎn)發(fā):提供系統(tǒng)本地?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給第三方平臺或者系統(tǒng)作為對稱的結(jié)點(diǎn)存在于大系統(tǒng)中。
通訊方式: 目前電力系統(tǒng)主要為有線通訊,其中包括串口,網(wǎng)口,光口。分布式光伏有時(shí)還會用到無線通訊。
通訊協(xié)議: Modbus/RTU、IEC 103、IEC 101、DL/T645、CDT、DISA(CDT規(guī)約升級版)規(guī)約等。
各協(xié)議的驅(qū)動由單獨(dú)模塊實(shí)現(xiàn),規(guī)約驅(qū)動管理模塊通過規(guī)范化模塊接口,系統(tǒng)根據(jù)規(guī)約驅(qū)動模塊名稱,執(zhí)行指定規(guī)范接口,加載規(guī)約驅(qū)動。圖3對系統(tǒng)驅(qū)動可擴(kuò)展設(shè)計(jì)交互流程說明。
圖3 對系統(tǒng)驅(qū)動可擴(kuò)展設(shè)計(jì)交互流程說明
4.2系統(tǒng)圖形組態(tài)
電力管理系統(tǒng)中的各智能終端設(shè)備的狀態(tài)與數(shù)據(jù),需要圖形化直觀的以拓?fù)鋱D、電力一次圖、二次圖等方式展示給系統(tǒng)的使用者,顯示當(dāng)前系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài),其中涉及較多圖元、圖形、圖表等繪圖元素,且組態(tài)時(shí)各部分支持用戶圖形自行擴(kuò)展,以適應(yīng)不斷增加的電力設(shè)備類型與用戶需求展現(xiàn)形式多樣性。
圖元:系統(tǒng)默認(rèn)提供常用設(shè)備圖元,用戶也可自定義繪制
圖形:圖形高度組態(tài),系統(tǒng)拓?fù)鋱D、一次圖、二次圖用戶可自由繪制、綁定數(shù)據(jù),直觀反映
圖表:曲線圖形提供實(shí)時(shí)與歷史曲線結(jié)合,展示多點(diǎn)的所有歷史和當(dāng)前運(yùn)行情況,為決策提供直觀數(shù)據(jù)
4.3報(bào)表系統(tǒng)
報(bào)表系統(tǒng)作為電力管理系統(tǒng)中重要的組成部分,將整個(gè)系統(tǒng)階段運(yùn)營情況作匯總。報(bào)表的用途多樣,可作為能耗分析、電能管理等方面決策的數(shù)據(jù)支撐。根據(jù)電力管理的特點(diǎn),系統(tǒng)支持自動化報(bào)表、自定義報(bào)表,滿足用戶多樣化需求及電力管理系統(tǒng)的報(bào)表可擴(kuò)展性需求。
自動報(bào)表:電參量報(bào)表、電能報(bào)表能夠自動生成,直接反映系統(tǒng)中各終端設(shè)備真實(shí)數(shù)據(jù)。
用戶自定義報(bào)表:用戶提供報(bào)表模板與計(jì)算公式,采用腳本方式獲取系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行填充,報(bào)表數(shù)據(jù)是進(jìn)行分析的結(jié)果,提供更具體直觀的報(bào)表,符合系統(tǒng)使用方多樣化需求。
4.4內(nèi)存數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合,主要是因?yàn)殡娏ΡO(jiān)控管理軟件對數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求高,需要第一時(shí)間反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),且系統(tǒng)與終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互頻繁,數(shù)據(jù)不斷變化且大多是中間臨時(shí)數(shù)據(jù),所以采用高速內(nèi)存存儲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,通過計(jì)算引擎把有意義的數(shù)據(jù)或者用戶關(guān)心的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲到數(shù)據(jù)庫,即保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與數(shù)據(jù)保存的持久。
使用內(nèi)存庫保存數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)量大,多個(gè)系統(tǒng)需要共享數(shù)據(jù),從多個(gè)角度展示給不同的系統(tǒng)用戶,實(shí)現(xiàn)形式上采用文件內(nèi)存映射的方式,組織形式上在設(shè)計(jì)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫時(shí)與數(shù)據(jù)庫管理相似,便于各程序?qū)υO(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行查找與讀寫操作,索引過程可根據(jù)數(shù)據(jù)量大小建立直接索引與HASH索引,管理形式上由實(shí)際數(shù)據(jù)量決定文件全量映射或者分頁式管理文件映射(LRU換頁),各表在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫大小可調(diào)配,由接入設(shè)備與數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量決定,從而支持系統(tǒng)可擴(kuò)展,減少大開小用的浪費(fèi)情形。
5 總結(jié)
電力監(jiān)控系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,在電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展過程中,要求電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠適應(yīng)不斷發(fā)展的電力終端設(shè)備與電力技術(shù)。以上從數(shù)據(jù)接入轉(zhuǎn)發(fā)、系統(tǒng)圖形組態(tài)、報(bào)表系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等四個(gè)系統(tǒng)的核心方面,在技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度對可擴(kuò)展性電力監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明,可擴(kuò)展設(shè)計(jì)保證了軟件的對于行業(yè)不斷發(fā)展適用性。
文章來源:《自動化博覽》2019年2期。
變配電監(jiān)控系統(tǒng)在上海某醫(yī)院病房新建工程中的應(yīng)用 安科瑞鮑靜君
摘 要:介紹一種在10/0.4KV配電系統(tǒng)中,加裝智能電力儀表和變配電監(jiān)控系統(tǒng),對于主要回路的電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功電能等電參量和開關(guān)信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采集;經(jīng)組網(wǎng)遠(yuǎn)傳至后臺,從而實(shí)現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的電力狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控和能耗監(jiān)測。
關(guān)鍵詞:變配電監(jiān)控系統(tǒng);Acrel-3000 型;RS485通訊;能耗監(jiān)測
0 概述
上海某醫(yī)院病房樓是一幢醫(yī)用建筑,建筑面積約為2萬平方米。根據(jù)配電系統(tǒng)管理和能耗監(jiān)測的要求,需要對樓內(nèi)的高壓進(jìn)線、低壓配出線和各樓層內(nèi)配電箱進(jìn)行電力監(jiān)控,以保證用電的安全、高效。
Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),利用現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的最新發(fā)展,對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
1 配電監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和站控管理層如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
現(xiàn)場設(shè)備主要的設(shè)備為:多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶,同時(shí)用戶可以通過系統(tǒng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場設(shè)備,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控功能。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,最大傳輸距離為1.2km。
2 監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能
電力監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過現(xiàn)場設(shè)備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道,完成對各回路電力參數(shù)的數(shù)據(jù)采集,信息經(jīng)分析、處理,以報(bào)表等多種形式供值班員參考,使值班員能夠便捷的掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,包括相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況。
2.1 運(yùn)行信息與保護(hù)信息采集
系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù),所有信息低壓主進(jìn)、母聯(lián)和出線的遙測信號。包括每個(gè)回路的電壓、電流、有功功率 、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能和各種告警信息等。
2.2 人機(jī)操作界面
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。可按照配電所顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)。
系統(tǒng)軟件提供功能齊全的圖形編輯軟件,用戶可以根據(jù)實(shí)際情況和以往習(xí)慣自行定各種圖元圖形及設(shè)備在各種狀態(tài)下的顯示方式。
包括如下功能特征:
全圖形方式編輯的圖形畫面具有多種顯示特性,用戶可以非常直觀、方便地編輯、定位、查看有關(guān)信息和內(nèi)容。
提供畫面管理工具,可聯(lián)想相關(guān)調(diào)用、重要畫面快速調(diào)用、畫面文件索引選擇、事故自動調(diào)用畫面。
提供多種數(shù)值顯示手段,數(shù)值可用棒圖顯示、曲線顯示,并可根據(jù)數(shù)值狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)由用戶根據(jù)需要和習(xí)慣自行定義閃爍、變色及置上特殊符號以便區(qū)分包括遙測在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)的正常、越上限、越下限等情況。
屏幕顯示:中文液晶顯示,可選擇圖形顏色、閃爍、動畫等手段充分表示工況圖及操作畫面、配電系統(tǒng)實(shí)用參數(shù)表格、各類操作票及報(bào)表、事故及故障報(bào)警顯示、測控及保護(hù)單元運(yùn)行工況顯示等電力運(yùn)行狀況;畫面顯示響應(yīng)時(shí)間1s。見圖2。
圖2 配電系統(tǒng)圖
2.3 統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表、打印
時(shí)、日、月、年用電量統(tǒng)計(jì);用戶自定義報(bào)表格式和計(jì)算方法;所有報(bào)表的定時(shí)打印、召喚打印、和事件記錄打印;數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)和歷史記錄保留2年以上;對各電氣設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì),并根據(jù)用戶要求生成各類報(bào)表,包括:分時(shí)、日、月、季度和年度報(bào)表;見圖3。
圖3 電參量匯總表
各設(shè)備參數(shù)和最值統(tǒng)計(jì)報(bào)表;全系統(tǒng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表等對于事件記錄、報(bào)警和數(shù)據(jù)報(bào)表,可設(shè)置為定時(shí)和根據(jù)需要的召喚打印。
能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表及打印,對能源消耗進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì),并根據(jù)用戶要求生成各類報(bào)表,包括:分時(shí)、日、月、季度和年度報(bào)表;能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表,日、月、年的有功/無功電能的統(tǒng)計(jì),并按用戶常規(guī)格式輸出電能報(bào)表,實(shí)現(xiàn)人工抄表到自動報(bào)表,可設(shè)置為定時(shí)和根據(jù)需要的召喚打印,見圖4。
圖4 電能報(bào)表
2.4 歷史記錄與趨勢分析
系統(tǒng)收集各監(jiān)測控制與管理裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存儲在一個(gè)開放式數(shù)據(jù)庫中予以保存,系統(tǒng)可保存長時(shí)段(多年)的歷史記錄。系統(tǒng)可以標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)定文件格式隨時(shí)調(diào)用和打印上述歷史數(shù)據(jù)。
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄可進(jìn)行各參數(shù)的年度、月度和日變化和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢分析,進(jìn)行分類和綜合比較分析,為業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和設(shè)備設(shè)施使用優(yōu)化提供依據(jù),見圖5。
圖5 電流趨勢曲線圖
2.5 系統(tǒng)安全
本系統(tǒng)軟件設(shè)置多達(dá)幾百種密碼分區(qū)和密級設(shè)置,為系統(tǒng)管理員、工程師、值長、一般值班操作人員等提供分級密碼,并對所有操作自動進(jìn)行帶時(shí)標(biāo)事件記錄,可建立良好的反事故措施,見圖6。
圖6 用戶權(quán)限管理
2.6 故障分析與設(shè)備維護(hù)管理
系統(tǒng)依據(jù)帶時(shí)標(biāo)的事件記錄和波形記錄可進(jìn)行故障和事件的成因分析;另外,系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)開關(guān)等設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)和累積壽命參數(shù),可據(jù)此提出設(shè)備維護(hù)預(yù)告;見圖7。
圖7 事件記錄
2.7 保護(hù)信息管理
管理保護(hù)定值和保護(hù)動作信息,提供有關(guān)查詢。
2.8 其他功能
其它日常管理,如運(yùn)行記錄及交接班記錄管理,設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、缺陷、維修記錄管理、規(guī)章制度等。管理功能滿足用戶要求,適用、方便、資源共享。各種文檔能存儲、檢索、編輯、顯示、打印。
2.9 系統(tǒng)自診斷功能
本系統(tǒng)軟件能在線診斷各軟件和硬件的運(yùn)行工況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常及故障時(shí)能及時(shí)顯示和打印報(bào)警信息,并在運(yùn)行工況圖上用不同顏色區(qū)分顯示。
由于本系統(tǒng)設(shè)備有冗余配置,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生軟、硬件故障時(shí),能自動切換到備用系統(tǒng)設(shè)備上運(yùn)行。3 結(jié)束語
隨著社會的快速發(fā)展,用戶對供配電自動化和智能化的要求越來越高,實(shí)現(xiàn)配電室的無人職守已經(jīng)成為未來配電自動化發(fā)展的一個(gè)方向;ACREL-3000型變配電監(jiān)控系統(tǒng)是解決供配電高質(zhì)量運(yùn)行的良好方案,運(yùn)行表明,系統(tǒng)可靠、安全、穩(wěn)定,并降低了設(shè)備運(yùn)行成本,提高配電自動化質(zhì)量。
文章來源于:《上海儀器儀表》2010年3期。
參考文獻(xiàn):
「1】任致程、周中編著 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,中國電力出版社 2007.4
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江蘇安科瑞電器制造有限公司是安科瑞電氣股份有限公司(證券代碼:300286 SZ.)的全資子公司,是安科瑞電量采集、電力監(jiān)控、電能管理、電氣安全、低壓保護(hù)、智能光伏等系列產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。公司位于江蘇省江陰市,目前現(xiàn)代化生產(chǎn)廠房面積達(dá)3萬平方米,可年生產(chǎn)電力儀表/測控裝置100萬臺、電流互感器80萬只、非標(biāo)電氣柜5000臺套。公司電子組裝生產(chǎn)線均采用無鉛生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)檢測設(shè)備自動化程度高,達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平;建立了集ERP、MES、SRM、PDM的信息管理系統(tǒng),是江蘇省兩化融合試點(diǎn)企業(yè)。
通過在產(chǎn)品、技術(shù)、生產(chǎn)工藝上的積累和持續(xù)創(chuàng)新,公司成功實(shí)現(xiàn)了科技轉(zhuǎn)型,由普通數(shù)顯儀表和電量傳感器的單一生產(chǎn)發(fā)展成為多樣化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售,產(chǎn)品涵蓋了智能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、智能馬達(dá)保護(hù)裝置、智能光伏匯流裝置、電能質(zhì)量監(jiān)控裝置、電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置、消防電源監(jiān)控設(shè)備、醫(yī)用隔離電源柜、有源濾波裝置、光伏匯流箱、光伏并網(wǎng)逆變器等。2009年,公司被認(rèn)定為江蘇省高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有獲得國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證認(rèn)可(CNAS)的測試中心,配置了國內(nèi)外先進(jìn)的試驗(yàn)儀器設(shè)備和專業(yè)的測試團(tuán)隊(duì),可開展電磁兼容試驗(yàn)、HALT-HASS高加速壽命試驗(yàn)、高低溫及交變濕熱等環(huán)境試驗(yàn)、電氣安全試驗(yàn)等多種檢測試驗(yàn)項(xiàng)目,對公司新產(chǎn)品進(jìn)行測試驗(yàn)證,同時(shí)也對量產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行定期抽樣試驗(yàn),確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足規(guī)定要求,為安科瑞產(chǎn)品質(zhì)量保駕護(hù)航。
公司與上海電科所、東南大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)等科研院所、高校組成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體,圍繞智能電網(wǎng)用戶端的電力監(jiān)控、電能管理和電氣安全開展產(chǎn)品研發(fā),目前累計(jì)獲得專利共77項(xiàng),其中發(fā)明專利5項(xiàng),并與東南大學(xué)共同建立了“江蘇省建筑光伏發(fā)電輸出系統(tǒng)工程技術(shù)研發(fā)中心”。
公司以用戶端智能網(wǎng)絡(luò)電力儀表及系統(tǒng)集成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),堅(jiān)持“為客戶創(chuàng)造價(jià)值”的經(jīng)營理念,走專業(yè)化、市場化、規(guī)模化道路,努力實(shí)現(xiàn)“立足中國、放眼世界,爭做一流智能配電供應(yīng)商”的戰(zhàn)略目標(biāo),為客戶提供可靠用電、節(jié)約用電、安全用電的完整解決方案,在智能電網(wǎng)用戶端、新能源、物聯(lián)網(wǎng)等前沿領(lǐng)域不斷探索開發(fā)新產(chǎn)品。
產(chǎn)品價(jià)格:面議
發(fā)貨地址:江蘇無錫包裝說明:不限
產(chǎn)品數(shù)量:9999.00 個(gè)產(chǎn)品規(guī)格:不限
信息編號:133838929公司編號:10876657
相關(guān)產(chǎn)品:智能電力監(jiān)控儀表,電量傳感器,導(dǎo)軌式安裝電表,火災(zāi)監(jiān)控裝置,數(shù)顯繼電器
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