智能配电系统

智能配电系统智能配电系统是按用户的需求，遵循配电系统的标准规范而二次开发的一套具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点的适用于低压配电系统的电能管理系统。通过遥测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能，并有高峰与低谷用电记录，从而为能源管理提供了必要条件。同时对电能按照明插座用电、动力用电、空调用电、特殊用电进行分项计量，为企、事业单位电能节能审计提供依据。随着经济的飞速发展，能源紧张、环境恶化已受到全球的密切关注，能源是发展国民经济的重要基础，为了响应国家号召，走可持续发展的道路，节能降耗是首要任务。其中，电能在所有能源中消耗量比较大，对电能的统一管理显得尤为重要。只有对电能进行准确可靠的计量，才能从真正意义上节约电能。下面以上海安科瑞电气Acrel-3000系列电能管理系统为例，介绍电能管理系统的功能及应用。系统结构Acrel-3000型电能管理系统可对低压设备消耗的电能进行分项计量。其软件运行于windows操作系统，包括windows2000、windowsNT、windowsXP等windows系列操作系统。系统除了与上海安科瑞公司自主研发的仪表良好兼容外，还支持数百种各种硬件设备，包括目前流行的各种板卡、仪表、PLC等。支持各种常用电力通信规约，如部颁CDT规约、POLLING、1801、101、DNP等电力规约。按照国家对电能计量的相关要求，本系统对耗电量进行分项计量，包括：（1）照明插座用电：为建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电。主要包括照明和插座用电、走廊和应急照明用电、室外景观照明用电。（2）空调用电：主要包括冷热站用电、空调末端用电。（3）动力用电：主要包括电梯用电、水泵用电、通风机用电。（4）特殊用电：主要包括信息中心、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或者其他特殊用电。功能介绍Acrel-3000电能管理系统的功能主要包括有：前台人机交互界面设计适合客户要求的交互界面；标准图元库，方便调用组合；实时数据采集和显示；数据信息的自动逻辑计算和处理；设备参数远程更改设定；合、分闸状态显示和强制操作。信息处理利用采集信息及特定方法进行计算；统计总功率、最大需量、开关次数；采集功率因数、设定上下限；记录负荷状况分析电能质量；温湿度信息的采集和处理显示（该功能须配备温湿度控制器）。报警/异常/事件存储断相报警实时显示；通讯异常记录存储；合、分闸操作记录；当日报警事件的实时显示；历史事件的查询、打印。曲线及报表管理设置功能客户要求的电参量的趋势曲线；正/反向有/无功电度的历史趋势；设计满足客户需求的各种报表；自动生成电能计量的日、月、年报表；可根据常用的MSExcel设置模板并生成相应报表，使用户轻松使用；查询任意时刻报表、显示并打印。后台数据库管理应用广泛的数据库软件如Access、MSSQL；建立开放式、网络化数据库；存储指定年限或所有的数据信息；软件系统实现的动态链接库；实时数据信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，实现数据远传。多级权限用户管理密码登录后台，保证设置安全；高权限对低权限管理，分级操作，各权限均具修改密码功能。通讯管理设置各串口自主配置，操作方便；不同设备的通讯协议选择；通讯波特率自主选择；系统根据选择结果自动对该前置机某端口所连各设备进行统一的遥控配置。网络功能双机热备功能，支持双机、双网、双设备等冗余，并采用热备份的形式确保系统稳定可靠的运行，配置简单、方便。网络上任意一台机器可指定为I/O服务器（即前置机），网络上的其他机器可方便地从该机器上获取数据。其它功能及特点主接线图、潮流图显示、实时数据显示均可屏幕拷贝。实时显示电站各实时电量，开关状态，信号状态及动作累计数据。实时显示当前各模块，通讯，打印机等工作状态，出错自动报警。正常显示主接线图、潮流图、地理图等图形工况。其上数据自动刷新，大于整屏画面可漫游移动。正常显示各主变温度，设备电压，电流，负荷棒图并定时存储相关历史数据，根据运行工况及现场情况，可在线修改各测量电量各种特征。优化及扩充系统。可动态显示及修改各保护装置内保护定值，可在线投退保护装置内各保护功能对于各类检测电量的修改及功能操作，系统配有多种授权密码，整个系统操作控制方便可靠。通过ODBC接口支持各种数据库，如ORACAL、SYBASE、SQLSERVER、ACCESS等等。WEB发布功能，制作的所有画面均可以HTML的格式在网上发布，远方计算即可通过INTERNET利用IE浏览器登录到WEB服务器上浏览系统实时数据。故障录波的处理，可记录故障录波数据，以曲线形式显示波形以供分析。事故追忆，能以表格的形式列出事故发生时各开关的变位顺序和相关遥测量的数据值。软件界面Acrel-3000数据采集Acrel-3000可采集和处理电力系统常用的各种遥测量、遥信量、脉冲量等。如：遥测量：电压、电流、有功、无功等；遥信量：开关状态、刀闸位置、保护动作信号、事故跳闸总信号、预告信号等；脉冲量：电度量、周波、时间量、设备参数、保护定值等；非电量：温度、压力、湿度、火灾报警、防盗报警等。报警处理事件报警：包括开关量报警，模拟量越限报警。当产生报警时，可自动推出报警窗口，列表显示报警信息，在报警窗口中，可完成浏览、筛选、确认等操作；报警产生时，可同时进行声光、语音等报警；可打印报警记录。趋势曲线图显示Acrel-3000可实现电压、电流、功率等电参数的实时和历史趋势曲线显示，对某一时刻的电参数变化进行查询。主界面显示Acrel-3000可根据现场的设备安装情况及布局将其用图形界面形象的表示出来，图为低压系统的配电图。实时报表显示Acrel-3000可进行报表的查询和打印，包括有三相电流、三相电压，功率因数、等参数的查询和打印。月抄表数据的查询Acrel-3000显示某个月的电表数据，可进行自定义查询，打印输出。系统运行状况图Acrel-3000系统开关量、模拟量、脉冲量一览表，记录开关量变位动作次数，系统各保护装置保护投退表、保护定值表、各微机装置内信号表，系统安全运行天数。系统各脉冲电量读取，日、月、年统计一览表等。显示现场系统设备当前的运行状态及系统运行信息。Acrel-3000系统性能指标平均无故障工作时间30000小时；遥测传送时间3S；遥信量：遥信变位时间3S，遥信正确率100%；遥控、遥调：遥控、遥调传送时间3S，遥控正确率100%；屏幕画面调用响应时间3S；告警响应时间2S；画面实时数据更新时间3S；开关量在数据库中更新时间2S；模拟量在数据库中更新时间2S；系统容量根据硬件配置的扩充无限扩容。楼宇供配电系统自动化解决方案[2]2008-7-97:13:00来源：中国自动化网3楼宇供配电自动化系统设计原则3.1稳定可靠性原则必须保证供配电自动化系统具有高的可靠性和抗干扰能力。宜选用成熟的、通过国家认定的检测机构检测的，经过现场运行考验的综合保护与测量一体化技术的自动化系统。3.2规范性原则供配电自动化系统的设计应执行国家、行业的有关标准、规范及规程、规定。优先选择生产、服务规范化的供配电自动化系统。供配电自动化系统的各种接口规约应逐步采用国家或行业标准，对特殊通讯规约应具备详尽规约文本。直流系统及计量系统的建设宜与供配电自动化系统通盘考虑。3.3分层分布式原则对于楼宇供配电自动化建设，宜推行分层分布式系统。充分应用现场总线等先进通讯技术解决楼宇内数据交换问题。3．4保护功能独立性原则由于保护在供配电系统中的特殊重要地位，自动化系统中保护功能应相对独立，不依赖于通讯网，其他一些重要的控制设备，例如备用电源自动投入装置等，也不依赖通讯网，而设置专用的装置。3．5分散化原则单元装置可靠性高，抗干扰能力强，部分间隔设备具备就地安装能力，并逐步向全分散全下放化过渡。3．6灵活开放性原则自动化系统应具备灵活的结构平台，系统扩展方便。供配电自动化系统必须具备与楼宇自动化其他系统集成的能力。4楼宇供配电系统的保护配置及解决方案4.1楼宇供配电系统自动化的功能配置楼宇供配电系统是整个建筑物的动力系统，它为楼宇内部的空调系统、给排水系统、照明系统、电梯系统、消防及安防系统等提供正常运转所需的电力能源。楼宇供配电系统一般为10KV小电流接地系统，供电方式有单母线方式、双母线方式和双供电方式，负荷具有密度大(一般大于100W／m2)、峰谷差率大、谐波大的特点。实现中压系统自动化一般采用微机保护装置，而实现低压系统自动化一般采用网络电力仪表。早期的继电保护大都采用电磁式保护，接点多、接线烦琐、调试整定困难、可靠性差。微机保护采用计算机技术、电力自动化技术、通讯技术等多种高新技术，集保护、测量、控制、监测、通讯于一体，是实现电力系统自动化的基础硬件装置，是构成智能化开关柜的理想电器元件。对楼宇供配电系统自动化来说，微机保护装置应具有下述功能：(1)保护功能。速断、限时速断、定时限(反时限)过流、零序电流、低压、变压器温度、瓦斯、重合闸、备自投、PT切换、接地、控制回路断线告警等，各保护单元也可根据用户要求加入低电压闭锁过电流、不平衡电流、PT断线报警等保护；(2)测量功能。相／线电压、相／线电流、保护电流、零序电流、功率因数、频率、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度以及电度累计量；(3)远方管理。通过总控单元可实现远方控制、远方信号、远方调整、远方测量、远方改变定值、保护远方投退、远方设定电度底码、信号远方复归等功能；(4)通讯功能。通过RS485／CAN／以太网通讯接口，实现远方通讯及控制；(5)控制功能。本地／遥控操作各类可控开关设备，如断路器的分合操作等；(6)事件追忆功能。具有30个以上事件追忆功能，可记录事件的时间、类型及动作值。应该指出的是，与电力系统不同，楼宇供配电系统的一次回路简单，所涉及的保护功能也较少，线路保护和电器设备保护只有几种(往往不多于4种)，因此，体积小、价格低、操作简单的微机保护装置更受用户的欢迎。4．2供配电系统自动化解决方案供配电自动化系统一般采用分层分布式结构，分为站级层及间隔层两部分。站级层由前置机及后置机组成，前置机实现通讯及远传功能；后置机实现实时监测功能；间隔层由测控单元组成，继电器保护功能相对独立，提高系统运行可靠性及维护能力。4．3监控系统应具有的功能当地监控系统是一个本地后台，实现系统的维护、更新、参数定义、SCADA功能、事件告警、操作与控制、历史数据保存、报表输出等。(1)系统参数定义①设备连接的增加、删除、启用、停用；②各设备的规约类别定义；③设备的识别地址和内部地址重定义；④各设备数据采集的时间间隔定义；⑤通信通道的通信参数定义；⑥设备需采集数据项的定义(相电流、相电压、线电压、有功功率、无功功率、功率因数等)；⑦采集数据的原始工程值和状态量对应关系；⑧采集数据的原始工程值和实际测量的换算定义；⑨计算数据的计算式定义；⑩测量点的数据项对应定义；11)历史数据存储定义(存储方式、时间等)；12)转发通道的工作方式、地址、规约等参数的定义；13)各转发通道的转发状态量顺序定义；14)各转发通道的转发模拟量顺序定义；15)各转发通道的转发模拟量系数定义；16)各转发通道的遥控／顷序定义；17)告警事件的语音组合定义；18)告警事件的记录定义记录；19)各种报表格式定义；20)远程定值下载的数据顺序与格式定义；21)在线仿真数据的定义。(2)画面编辑①监控界面图库的建立、管理、使用；②监控界面的所见所得作图(一次接线图、遥信遥测表等)；③监控界面的图形与状态量、模拟量的二次定义与对应；④实时数据的多种显示方式，如棒图、饼图、百分比等；⑤定义功能的关联实现。(3)画面显示①一次接线图；②遥信遥测表；③测量点的自动棒图显示；④通信通道状态显示。(4)历史数据查询①历史数据的多条件、多方式查询；②历史数据的分析、统计、输出；③历史数据的多种显示方式，如曲线、比较图等。(5)安全功能①操作和使用人员的定义和管理；②进行控制操