智能建筑电力监控系统.docx

智能建筑电力监控系统简介随着计算机技术、网络技术、现场总线技术和测控技术的飞速发展，传统的变配电系统正经历一场深刻的变革，向测控智能化、监控无人值守化、信息交换网络化的方向发展。电力监控系统在各类厂矿企业变配电领域得到日益广泛的应用，成为现代企业电力运行科学管理、节能降耗、减员增效的有力工具。城市建设的发展使得一座座现代化的高楼大厦拔地而起，人们对办公、生活环境的安全性、舒适性、经济性的要求越来越高，智能化的设备和系统不断地引入现代建筑之中，作为各种建筑能源供应核心变配电所的电力监控系统在智能建筑中显得尤为重要，而且非常必要。 系统结构智能建筑电力监控系统的拓扑结构如图所示，系统多采用分布式结构，按功能或 智能建筑电力监控系统区域进行划分，模块化设计。整个系统一般分为三层，即主控层（站控管理层）、中间层（网络通讯层）和现场层（现场设备层）。 1）主控层 主控层位于中控室或值班室，一般配置高性能、高可靠性计算机、UPS不间断电源、打印机、报警装置等。电力监控软件安装在主控计算机上，通过软件的人机界面和各种管理功能实现对整个变配电系统的实时监控。 2）中间层 中间层位于现场层与主控层之间，主要完成现场层设备与主控计算机之间的网络通信联接、数据交换、通信协议转换和提高系统的实时性、兼容性和扩充性。可以通过以太网交换机方便地与其它系统进行连接和数据信息共享，对于大型的系统还可设置数据服务器和网关服务器与其它系统进行连接。 3）现场层 现场层主要任务是将现场的各种配电系统的运行参数进行采集和测量，并将采集和测量的各种数据传输给监控系统。其主要设备是：嵌入式电能仪表、导轨式电能仪表和能断路器及四遥单元等。这些装置或仪表依据一次设备的需要进行配置，并装设在现场的配电屏或开关柜上。上述设备均相互独立完成各自的功能，不依赖主控计算机运行，具备RS485通信接口。通过现场的RS485总线将检测到的各项电参数和状态信号实时传输到中间层。 系统功能友好的人机交互界面（HMI） 标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。 用户管理 智能电力监控系统软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。 数据采集处理 智能电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。 趋势曲线分析 智能电力监控系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。 报表管理 智能电力监控系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。 事件记录和故障报警 智能电力监控系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。 五遥功能 智能电力监控系统不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现“遥设”功能。 遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。计算机实时显示和自动报警。 遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息，并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来，确认后执行，实时记录操作时间、类型、合开关号等。 遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。 遥调：用于有载变压器的调压升/降。 遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字；以及调整各种仪表的工作状态 主要监控与计量表计1）高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表 该表为电能质量分析仪表，主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸：120120mm，开孔尺寸：108108mm。适用于高压重要回路或低压进线柜。 2）低压联络或出线回路选ACR220EL电力仪表 该表主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：9696mm，开孔尺寸：8888mm。适用于低压联络柜、出线柜。 3）动力柜、照明箱选ACR120EL电力仪表或导轨式电表 ACR120EL电力仪表主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；2DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：开孔尺寸8080mm，开孔尺寸7272mm。适用于动力柜。 DTSD1352导轨式电表主要功能：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：1268974mm，7模数。适用于动力柜。 DTSF1352导轨式电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：1268974mm，7模数。适用于照明箱的三相电能计量。 照明箱DDSF1352电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：768974mm，4模数。适用于照明箱的电流、电压测量；单相电能计量智能电力监控与电能管理系统Xw X) #0 4:t rJtU 3* 4 .A3fM(+ Nth HNCu MqCwBi R )p0 fUW8Qfc eC*/tg LMEZ68 1Acrel-2000电力监控系统vaUC-.z K$x1()k/q) 1.1概述eVl9xvA ls7; 目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，全国各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。Jl0d8?j H 4mg3; 安科瑞的Acrel-2000型电力监控系统软件借助了计算机、通信设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。该电力监控系统可以为企业提供“监控一体化”的整体解决方案，主要包括实时历史数据库AcrSpace、工业自动化组态软件AcrControl、电力自动化软件AcrNetPower、“软”控制策略软件AcrStrategy、通信网关服务器AcrFieldComm、OPC产品、Web门户工具等，可以广泛地应用于企业信息化、DCS系统、PLC系统、SCADA系统。 x950l? J rSC2E( 1.2结构w2hK-C| Y?qL;Sg Acrel-2000电力监控系统是基于10kV及以下变配电系统的监测与管理，该系统由管理层（站控层）、通信层（中间层）、间隔层（现场监控层）三部分组成，见下图。2u%U&) 3Oh3vq 0 *Zl!: .QN?cRg 1.3功能 Fy(fKm _6)IcxD 1.3.1 友好的人机交互界面（HMI）Ki;NgxYr ;=s|mhan 标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。QMD)WS SAr9EBq 1.3.2 用户管理2lp:+EO SRGfgtz 本软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。TY g: 79 %H_ 1.3.3 数据采集处理|,+ QoP 8X=gv)UXR9 Acrel-2000型电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。a(w_*XO&R 5) 系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。xZEU2gRW 2j 1Eu5 1.3.5 报表管理D/F= ogv a1IMm 系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。?SbD,a?I !w?$=& 1.3.6 事件记录和故障报警0HOm OC.0 1.3.7 五遥功能p0y5 6gmL5j$ Acrel-2000型电力监控系统不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现“遥设”功能。xY&Bts lo5Tb 遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。计算机实时显示和自动报警。7 3_ YRr:-.|34 遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息，并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来，确认后执行，实时记录操作时间、类型、合开关号等。3_t0 K Xn*B 遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。;NM Q7P $+t4I6+ 遥调：用于有载变压器的调压升/降。057rW w:74&O 遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字；以及调整各种仪表的工作状态。iW?m6 B&6 TqthI#Y; 1.4性能指标1bN:OSu# evFe C *mYK_X 序号$CCPD jKaBO #X lB OJcmK#/ wvehU O;tF & 内 容(kKLr9 #h L wqKWb SYD( _$ZSz dXhu _a -$JuZg |ByeA,ju K7Rl& jA lfhGozc 内 容|GP_Sv= gc7+e Hf2DIM+am cpTBdB 指标!a_AEo D-lsBQ! -%rEh 0gTlh2 N |2rMn; U(=-gX* sV3#W /|KIPr*# 1OBljCG Ttp3( bS2|n u Qd ux2vhZC be-ONjZ gwne+ 事件记录正确率COPS_?) DI O t GZALKbR Ld*4vGB 9f :*2 Zlntes/ 99.9%fPx5M#yuUcB#jcv b9q(e?p 事故时遥信变位传送时间?ewY YtBN!T hZO q d$*F !V*wcg. 7NQ0Qpom 1sJJK & / nL%Zz S&_CyXQkIR 9 dZ +_1C XqZO u05FTv)U 8GB.W0r -j1(L? w_+O.#Bi 2./u+7n$_ pdmxS* BO;MNo e )EYRrHRw -V_q=,$M M&Hphj 遥信正确率r7vOK21W ;?bW-#-: r)_Dk8 2K:i_QfL* q *+,uF kYh4xQvv 100%49WY Mi!e7D 9pZto;. W+ WSnw 9c9To,Kt IW yW- u?_ dx=h.g h ui ?k!nx 1m*I,vxZW 事故推画面时间4weIUFW Gb|N+5OC *=XG(W/PA yaroH1)s 0Qs41 T 0oJ1Wn 2s37$xdN4Y XIKC4; Rc: :V1rik dYfZ0bNo FT(tP #(%fwka Y2.9OvO N4lMj CZYu_? 3s)R1 =t+e1 av% %:xueM b=yJ k ?L#&CRT =)t&|bJ q 遥控正确率mxp?rxE U9=NP6q y&X |S 10!y Q yv -s/ 6BpinL ot?ZU T?7_.jt1, 遥信变位gLctfFWh! qLH0_P6 ow?& .K=- GP&JCwv b z,!HF 1sc1M8 aw EB8X74 dGGc7 % k;N! bC mEvz OD7DMVu |CW.!G uLJ O BfbnleFE 4oaP-wh#S 9mrA#i) =x8|os1 - N Pcb%*T P4q4$hSng cwJMe1HI 遥调正确率I4 - +B# p,2lI6uE 0_Gb Mw,XHfd 2!H+ul 遥控过程完成uMs w|J #o)_mOn kP8h (LJy dTzO3dQ #Py m 3s.3QK-C, Q;TM vXi a9o#6o77 ;n+zw(*5qN 遥测正确率t18Zy6 +tn Ow P05KF-J KCCX& 8G$lB2Bz )LC 99.9%NZ0 x)VL # kABOI86 aTUT1y*Fp H2OurC l.D?Mw h #*EBT 12?$C%psuL fBfRcx .( j3 Hb 7t&$Un vBSs36 b%#c 模拟量测量综合误差vLIL*HrH 0.5%Z1OASF 8%p6Q y7jPhi( ShV?p_ ,f=U%C lD;MMCvY $Wd|xDc+ KGm -) xxJM%1o s8wig3( 6# 2XK?# ?$1*BJx UWjjl B qqo-IrW uV|y- y nKG 73z ua_K X jHAY& :/l5ttG Y8dC0RML 7,C3rkUZ ?7Rf96rfq 3jG4#(6 sS;AaJ +a/3 H RJrI=? 一般遥测更新周期RZ=7g K3EJx=- zJTZLj 1Vdi 3fa0E H$/t6 Z 8lyN )L:U Yh m2iM0fB + UG87FQk N!E&*a C2Kbl- b(+ +J p(2T,w- 0|6Li e7 R$ DdQys wW iB itO _V?%qr 6rtes 9P$Yvw 3e XCiY 1.5.3 对某个用电单位的不同用电设备进行实时的报表查询和显示，并可以打印输出。J5RPRQ ;pNSC- hECYj U)|bfIHoh 1.5.4 运行事件记录查询及打印输出0k iMrG 4YAdW6lc jEpJ5, 7r4s _S 1.6应用方案JVM-o5 $A1hC=$V $3D?FW=j 0; UVtwlZ 7pN1;zUr BE|% 2Acrel-3000系列电能管理系统kl%d=v mWk3#+/ 2.1概述/9Ak n 2.2结构Rc_9|O ?SK#?3j _pGM6|n uD,yu)IGn Acrel-3000型电能管理系统可对低压设备消耗的电能进行分项计量。其软件运行于windows操作系统，包括windows2000、windows NT、windowsXP等windows系列操作系统。系统除了与本公司自主研发的仪表良好兼容外，还支持数百种硬件设备，包括目前流行的各种板卡、仪表、PLC等。支持各种常用电力通信规约，如部颁CDT规约、POLLING、1801、101、DNP等电力规约。5Y; AtlgB UZsTk x. 按照国家对电能计量的相关要求，本系统对耗电量进行分项计量，包括：. psDt )Um#?AMh( （1）照明插座用电：为建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电。主要包括建筑物内的照明和插座用电、应急照明用电、室外景观照明用电等。VvqZsW& lR/ 4$DW （2）空调用电：主要包括冷热站用电、空调末端用电。XW$qnS4_ t|z4|CY （3）动力用电：主要包括电梯用电、水泵用电、通风机用电等。IC86DgZb x &po. （4）特殊用电：主要包括信息中心、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或者其他特殊用电。q*WfN%h_ InVNo$k 2.3功能Ox|/ 3vui 6e42;l 2.3.1 前台人机交互界面&YK?y bN$3oz 设计适合客户要求的交互界面；标准图元库，方便调用组合；实时数据采集和显示；数据信息的自动逻辑计算和处理；设备参数远程更改设定；合、分闸状态显示和强制操作。B-8?c3 0IiXj 2.3.2 曲线及报表管理设置5sUT6y7wE %PPl-= 客户要求的电参量的趋势曲线；正/反向有/无功电度的历史趋势；设计满足客户需求的各种报表；自动生成电能计量的日、月、年报表；可根据常用的MS Excel设置模板并生成相应报表，使用户轻松使用；查询任意时刻报表、显示并打印。qGjQ)VnN YJ=Y cX 2.3.3 后台数据库管理RWtX1: zpa+3 应用广泛的数据库软件如Access、MSSQL；建立开放式、网络化数据库；存储指定年限或所有的数据信息；软件系统实现的动态链接库；实时数据信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，实现数据远传。T6G#|IW b1_d$, 2.3.4 多级权限用户管理yo5$OC |X%P:bnlt 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。 N wZW0 |;o6PQ-B 2.3.5 通讯管理设置 vFy6_i( YVD-PY= 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。 .E &Dz46 %-WJiD& 2.3.6 网络功能N,eTW2%_ TWx%F$7 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。*26e0nI y: WW 2.4软件界面MO+HP Y?HyA? 2.4.1 数据采集H6!p/ c)H5