基于智能电力监控仪表的合同能源管理系统解决方案

1、基于智能电力监控仪表的合同能源管理系统解决方案安科瑞陈海霞 上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 1概述合同能源管理是发达国家普遍推行的、运用市场手段促进节能的服务机制。节能服务公司与用户签订能源管理合同，为用户提供节能诊断、融资、改造等服务，并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润，可以大大降低用能单位节能改造的资金和技术风险，充分调动用能单位节能改造的积极性，是行之有效的节能措施。根据中华人民共和国节约能源法和国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号）、国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国发200715号）等文件精神，加快推行合同能源管理，促进节能服务产业发展是必然趋

2、势。安科瑞合同能源管理系统结合自身产品研发优势，根据现场实际情况采用现场总线或无线通讯中的一种或多种结合的最优化的组网方式，实现远程变配电监控、电能集抄与质量管理，同时也为用户节约了大量的一次投入成本。公司研发的系统组态平台集成了国内外多种工业现场通讯规约，如IEC60870-5-101/102/103/104、CANBus、PorfiBus、DNP、CDT、ModBus等，以及最新的IEC61850通讯体系，可支持大量的第三方智能化设备或进口设备的接入，先进的系统架构支持信息共享和Web发布，解决了配电监控信息孤岛的难题。专家报表的自动生成大大减轻了值班人员的工作量，提高节能管理的工作效率。

3、2 能源管理系统计量体系宜选电力仪表建立合同能源管理系统，应先建立计量体系。数据先于决策，节能始于计量。为了不重复投资，造成浪费，能源管理系统应与配电系统一体化，直接在配电系统中采集能耗数据。电能计量宜采用电力仪表作为内部管理电表，不宜用收费电表。在电能管理中，供电部门一般会在总进线处安装收费电表。考虑内部电能计量与节能管理的需要，在用户安装收费电表的基础上安装电力仪表，用于内部电能管理。因此用户可自主选择采购，但应注意制造商是否有电力仪表（电能部分）的计量许可证。电力仪表可以完成对各回路、各功能区的分项电能数据的采集，通过后台电能管理系统完成电能分项计量。表1 收费电表与电力仪表之比较内容收

4、费电表电力仪表外形图安装方式挂壁式安装，应单独设置电表箱，不易安装在低压柜、动力箱、照明箱内导轨式安装，易安装在动力箱、照明箱内嵌入式安装，易安装在低压柜、动力箱的门板上通讯规约DL/T645规约与配电系统不兼容Modbus协议或DL/T645规约， Modbus协议可与配电系统兼容3 合同能源管理表计的选型方案3.1 高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表图1 ACR330ELH电力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

5、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，见图1。3.2 低压联络或出线回路选ACR220ELH电力仪表图2 ACR230ELH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

6、于低压联络柜、出线柜，见图2。3.3 动力柜、照明箱选ACR120EL电力仪表或导轨式电表 图3 ACR120EL电力仪表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，见图3。图4 DTSD1352导轨式电表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、1

7、0(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，见图4。图5 DTSF1352导轨式电表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，见图5。图6 DDSF1352导轨式电表照明箱DDSF1352电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80

8、)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，见图6。4 合同能源管理系统系统由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成，见图7。站控管理层针对能耗监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。网络通讯层主要是由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成

9、。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传存储的能耗数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的能耗数据必须完整、准确并实时传送至数据中心。图7 系统拓扑图5 系统功能 5.1 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。5.2 曲线及报表管理设置客户

10、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。5.3 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。5.4 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。 5.5 通讯管理设置各串口自主配置，操作方便；不同设备的通讯

11、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。 5.6 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。 见图8、图9、图10、图11。图9 电参量远程抄表图8 电能报表图10重要回路谐波参数及棒图图11重要回路电流曲线6 系统报价单位：万元（RMB）名称型号单位面价备注监控主机IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外设台8500

12、均可用户自备，以当时市场价格为准，该报价仅供参考显示器三星19寸液晶显示器台3000三星22寸液晶显示器台3800打印机HP LaserJet 1020 A4台2500EPSON-LQ1600KIIIH A3台4000UPS电源山特C1KS台5000山特C2KS台6500通讯线缆五类线米4.6屏蔽双绞线RVVP 21.0米5.6光纤（多模）米6.6通讯机柜1200600600面30002200600600面5000光电转换HTB-1000只750远距离传输终端盒只60尾纤面50耦合器面50熔接点个50通讯转换扩展卡ACRNET-PCI/4块3000扩展卡串口服务器ACRNET-PORT(2口)

13、只3000串口服务器串口服务器ACRNET-PORT(4口)只5500通讯前置机ACRNET-UC02(2口)只4000通讯前置机通讯前置机ACRNET-UC04(4口)只6000通讯前置机ACRNET-UC08(8口)只11500通讯管理机ACRHMI台30000人机界面组网设备网络交换机EDS-208台3000局域组网网络交换机EDS-408台8500监控软件Acrel监控组态软件V6.0系统组态软件图形组态软件电能管理软件数据库软件套3万设备数量1104万设备数量11206万设备数量21408万设备数量418010万元以上设备数量80以上双机版套单机价格1.5数据转发每+1用户套3000Web发布每+1用户（总用户数5）套5000电力仪表ACR330ELH台4860ACR220ELH台4280ACR120ELH台3580导轨式安装电表DTSD1352台2050DTSF1352台1200DDSF1352台600注：电力仪表和导