智能配电系统

1 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 windows NT windowsXP 等 windows 系列操作系 2 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 报警报警 异常异常 事件存储事件存储 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 后台数据库管理后台数据库管理 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 3 多级权限用户管理多级权限用户管理 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 软件界面软件界面 Acrel 3000数据采集 4 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 5 主界面显示主界面显示 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 6 实时报表显示实时报表显示 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 7 系统运行状况图系统运行状况图 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 8 Acrel 3000 系统性能指标系统性能指标 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楼宇供配电系统自动化解决方案 2 2008 7 9 7 13 00 来源 中国自动化网 12 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 13 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 设备连接的增加 删除 启用 停用 各设备的规约类别定义 设备的识别地址和内部地址重定义 各设备数据采集的时间间隔定义 通信通道的通信参数定义 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 采集数据的原始工程值和状态量对应关系 14 采集数据的原始工程值和实际测量的换算定义 计算数据的计算式定义 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 监控界面图库的建立 管理 使用 监控界面的所见所得作图 一次接线图 遥信遥测表等 监控界面的图形与状态量 模拟量的二次定义与对应 实时数据的多种显示方式 如棒图 饼图 百分比等 定义功能的关联实现 3 画面显示 一次接线图 遥信遥测表 测量点的自动棒图显示 通信通道状态显示 4 历史数据查询 历史数据的多条件 多方式查询 历史数据的分析 统计 输出 历史数据的多种显示方式 如曲线 比较图等 5 安全功能 操作和使用人员的定义和管理 进行控制操作时进行口令和权限的确认 进行定值修改时进行口令和权限的确认 进行系统数据修改 运行方式改变 定义数据操作时进行 口令和权限的确 认 6 在线数据仿真功能 在线遥信状态量数据仿真 在线遥测模拟量数据仿真 在线操作模拟 在线告警事件模拟 15 7 数据统计 计算 存储 根据历史数据的存储定义进行历史数据的处理与存储 电压合格率统计 一次设备动作次数统计 8 控制与调节 一次设备 合 分 闸操作 保护定值管理 召唤 修改 下载 记录 非采集遥测的人工置数 非采集遥信的人工置位 一次设备操作的 远方 当地 操作封锁 9 事件告警 告警事件发生时 推出相应界面 告警事件发生时 自动播放语音组合 实时打印告警事件 记录事件详细信息 作为历史事件 10 报表及打印 各种报表 日报 月报 年报等 格式定义 报表召唤打印和定时打印 历史事件信息打印 事件信息实时打印 图形打印 5 建筑智能化系统集成 建筑智能化系统集成包括两方面内容 一是组建计算机网络 二是将各个子系 统集成使其成为一个有机整体 建筑智能化的核心是 3A 即楼宇自动化 BA 办公 自动化 OA 通讯自动化 CA 此 3A 并不是孤立的 它是通过系统集成将此三个系 统进行有机的结合 使大楼各项设施的运转达到高效 合理 建筑智能化系统集成 框图 随着信息技术的发展 美日等国首先提出了建筑智能化的问题 建筑智能化系 统工程在我国统称为 智能建筑 电子信息技术和建筑技术的日新月异是智能建筑 发展的先决条件 智能建筑是城市现代化 信息化的重要标志 楼宇供配电自动化 系统是智能建筑必不可少的组成部分 它大大提高了整个供配电系统的管理水平 很方便地与其他楼宇自动化系统联网 构成完整的楼宇自动化监控系统 它可广泛 地用于楼宇 文体中心 公共设施 机场 车站等自动化控制程序要求较高的各种 民用设施中 楼宇供配电系统自动化解决方案楼宇供配电系统自动化解决方案 1 1 智能建筑概述智能建筑概述 16 智能建筑是为了适应现代信息社会对建筑物各功能 环境和高效智能建筑是为了适应现代信息社会对建筑物各功能 环境和高效 管理的要求 在传统建筑的基础上发展起来的 智能化建筑通过对建管理的要求 在传统建筑的基础上发展起来的 智能化建筑通过对建 筑物的四个基本要素 即结构 系统 服务 管理以及它们之间的内筑物的四个基本要素 即结构 系统 服务 管理以及它们之间的内 在关联的最优化设计 使其发挥最高效率 同时又以最低的保养成本 在关联的最优化设计 使其发挥最高效率 同时又以最低的保养成本 最有效的方式来管理本身资源 给业主提供一个投资合理又拥有高效最有效的方式来管理本身资源 给业主提供一个投资合理又拥有高效 率的优雅舒适 便利快捷 高度安全的环境空间率的优雅舒适 便利快捷 高度安全的环境空间 帮助大厦的主人 财帮助大厦的主人 财 产的管理者和拥有者意识到他们在诸如费用开支 商务活动和人身安产的管理者和拥有者意识到他们在诸如费用开支 商务活动和人身安 全等方面得到最大利益的回报全等方面得到最大利益的回报 并提供反应快 效率高和有支持力的环并提供反应快 效率高和有支持力的环 境 使用户能达到其业务目标 智能建筑它具备三个基本条件 境 使用户能达到其业务目标 智能建筑它具备三个基本条件 1 1 安全 舒适的环境 即具有消防功能 温度和湿度控制功能以安全 舒适的环境 即具有消防功能 温度和湿度控制功能以 及灯光及其它楼宇设备的控制功能及灯光及其它楼宇设备的控制功能 2 2 良好的通信网络设施 使数据良好的通信网络设施 使数据 3 3 足够的对外通信设施与通信能力 足够的对外通信设施与通信能力 可见 智能化建筑是一个综合性概念 我国智能建筑权威机构一可见 智能化建筑是一个综合性概念 我国智能建筑权威机构一 中国智能建筑专业委员会对中国智能建筑专业委员会对 智能建筑智能建筑 的定义是 利用系统集成的的定义是 利用系统集成的 方法 将智能型计算机 计算机网络技术 通信技术 方法 将智能型计算机 计算机网络技术 通信技术 2 2 智能建筑的构成智能建筑的构成 智能建筑智能建筑 Intelligent Intelligent BuildingBuilding IB IB 主要采用计算机技术对建主要采用计算机技术对建 筑物内的设备进行自动控制和管理 并对用户提供信息和通信服务等 筑物内的设备进行自动控制和管理 并对用户提供信息和通信服务等 目前它能提供的主要功能和特点如下 目前它能提供的主要功能和特点如下 1 1 能对各种信息进行通信并具能对各种信息进行通信并具 有信息处理功能有信息处理功能 2 2 能实现办公自动化能实现办公自动化 OA 3 OA 3 能对建筑物内机械电能对建筑物内机械电 气设备等进行综合自动控制 实现各种设备运行状态监视和统计记录气设备等进行综合自动控制 实现各种设备运行状态监视和统计记录 17 的设备管理自动化的设备管理自动化 4 4 建筑物具有充分的适应性和可扩展性 具有良建筑物具有充分的适应性和可扩展性 具有良 好的节能和环境保护功能 在此功能和特点的基础上 建筑智能化结好的节能和环境保护功能 在此功能和特点的基础上 建筑智能化结 构由四大系统组成 楼宇自动化系统构由四大系统组成 楼宇自动化系统 BuildingAutomationSystem BuildingAutomationSystem BAS BAS 办公自动化系统 办公自动化系统 OfficeAutomationSystem OfficeAutomationSystem OAS OAS 通信网络系统 通信网络系统 Communication Communication NetworkSystemNetworkSystem CNS CNS 结构化综合布线系统 结构化综合布线系统 StructureCablingSystem StructureCablingSystem SCS SCS 楼宇自动化系统是采用计算机对建筑物内所有机电设施进行自动楼宇自动化系统是采用计算机对建筑物内所有机电设施进行自动 控制 一般有以下两个子系统 环境控制管理子系统控制 一般有以下两个子系统 环境控制管理子系统 安防与消防子系安防与消防子系 统 环境控制主要包括 暖通空调系统控制 给排水控制系统控制 统 环境控制主要包括 暖通空调系统控制 给排水控制系统控制 运输系统控制 供配电系统的控制 运输系统控制 供配电系统的控制 楼宇供配电系统是智能建筑楼宇供配电系统是智能建筑 十分重要的组成部分 我国楼宇供配电系统设计管理尚处于初创阶段 十分重要的组成部分 我国楼宇供配电系统设计管理尚处于初创阶段 19971997 年建设部颁布了年建设部颁布了 建筑智能化系统系统工程设计管理暂行条例建筑智能化系统系统工程设计管理暂行条例 这是第一部行业管理规定 随后 许多省 市 自治区制订了自己的这是第一部行业管理规定 随后 许多省 市 自治区制订了自己的 智能建筑设计标准智能建筑设计标准 国家标准 国家标准 BG T50314 2000BG T50314 2000 于于 20002000 年年 7 7 月正月正 式颁布 式颁布 3 3 楼宇供配电自动化系统设计原则楼宇供配电自动化系统设计原则 3 13 1 稳定可靠性原则稳定可靠性原则 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 合保护与测量一体化技术的自动化系统 3 23 2 规范性原则规范性原则 14 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 自动化系统通盘考虑 3 33 3 分层分布式原则分层分布式原则 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 现场总线等先进通讯技术解决楼宇内数据交换问题 3 43 4 保护功能独保护功能独 立性原则立性原则 由于保护在供配电系统中的特殊重要地位 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 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 53 5 分散化原则分散化原则 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 能力 并逐步向全分散全下放化过渡 3 63 6 灵活开放性原则灵活开放性原则 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 化系统必须具备与楼宇自动化其他系统集成的能力 4 4 楼宇供配电系统的保护配置及解决方案楼宇供配电系统的保护配置及解决方案 4 14 1 楼宇供配电系统自动化的功能配置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 14 常运转所需的电力能源 楼宇供配电系统一般为常运转所需的电力能源 楼宇供配电系统一般为 10KV10KV 小电流接地系统 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