苏州大型商业楼宇中的电力监控和能源管理系统应用

电力监控与电能管理系统在苏州大型商业楼宇的应用

摘要：简介苏州吴中商务中心电力监控与电能管理系统，采用智能巳力仪表和微机保护装更采集配电现场H勺多

种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网口勺方式，组网后通过现场总线通讯弁远传至后台，通过Acrel-2023

型电力监控系统突现变电所日勺戈叶电力登.按及Acre1-3000型电能管理系统实现.迂筑电力能托的自动管理，为搂

宇也能记录数据，为节能提供决策根据。

关键词：商业楼宇；苏州吴中商务中心；变电所；智能电力仪表;Acrel-2023/3000型；电力监控系统；电能管理系

统;建筑节能

TheapplicationofPowerMonitoringandEnergyManagement

SysteminlargecommercialbuildingsinSuzhou

Lechuanzheng1ZhuZhufeng2

1.ChinabuildingscientificresearchinstituteJiangsu215011

2.ShanghaiAcrellld,Shanghai202301;

Abstract:Introducingdistributionsystemandpowermanagementsystemsof

SuzhouWuzhongCommerceCenter,adoptingthewayofsystemnetworkthatcollecting

avarietyofelectricalparametersandswitchingsignalsofIntelligentPowerMeterand

theComputerProtectionAcquisitiondistributionscene.Thesystemusinginsitu

networkingmodeandlaterconveyingtothebackstagethroughfieldbuscommunication,

throughAcrel-2023powermonitoringsystemofsubstationreal-timepowermonitoring

andAcrel-3000energymanagementsystemtoachieveautomaticmanagementof

buildingelectricenergyconsumption,tostatisticbuildingenergydata,toofferthe

strategicdecisionbasisofenergyconservation.

Keywords:Commercialbuildings;SuzhouWuzhongCommerceCenter;Substation;

IntelligentPowerMeter;Acrel-2023/3000;PowerMonitoringSystem;Energy

ManagementSystem;buildingenergyefficiency

0概述

目前我国大多数多功能办公大楼、写字楼、商场等商业建筑都设有集中空调

系统为顾客提供健康和舒适H勺工作环境。此类建筑占大型公共建筑H勺比例越来越

大，在我国建筑节能尤其是大型公共建筑节能中，多功能商业建筑日勺节能应是重

点。

苏州吴中商务中心项目是苏州吴中国裕资产经营有限企业投资兴建的一项

商业楼宇工程，项目总投资约1.3亿元，总建筑面积为124440平方米，分两幢

22层高办公楼，两层地下停车场。

本项目为苏州吴中商务中心地下变电所电力监控与电能管理系统。根据配电

系统管理的规定，需要对苏州吴中商务中心两个地下变电所内的高压柜、低压配

出线进行电力监控，以保证用电日勺安全、可靠和高效。

Acrel-2023/3000型低压智能配电系统，充足运用了现代电子技术、计算机技

术、网络技术和现场总线技术日勺最新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集

中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散

的配电所的现场设备连接为一种有机的整体，实现电网运行FI勺远程监控和集中管理，管理

人员可以实时监控建筑物各项能源的消耗，发现能源使用过程中的挥霍现象，以便采用可控

的能源消费方式，减少能源消耗量，实现建筑物的节能管理。

1系统构造描述

本监控系统重要实现吴中商务中心两个地下变电所(东区变电所和西区变电

所)的10/().4kV配电系统进行用电监控与电能管理；监控范围为东区变电所的I

Tl、T2、T3、T4变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜及高压侧仪表和西区变

电所的T5、T6、T7、T8变压器日勺低压进线柜、联络柜、馈线柜仪表进行远程实

时监控和电能管理。该系统总计有219只仪表（其中包括187只ACR网络智能

电力仪表，10只ABB综合保护装置，14只高压开关状态指示仪，8只温控仪），

分13条总线，其中东区变电所8条总线，西区变电所5条总线，两变电所之间

距离较远，采用光纤组网连接，最终通过网线拉至电工值班室连接到监控主机实

现总线上仪表与监控主机的数据连通。

本监控系统采用分层分布式构造，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）

所示：

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图（i）网络拓扑图

间隔设备层重要为：多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能

断路器等。这些装置分别对应对应日勺一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用

RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。

网络通讯层重要为：通讯服务器，其重要功能为把分散在现场采集装置集中

采集，同步远传至站控层，完毕现场层和站控层之间H勺数据交互。

站控管理层：设有高性能工业计算机、显示屏、UPS电源、打印机、报警蜂

鸣器等设备。监控系统安装在计算机上，集中采臭显示现场设备运行状况，以人

机交互口勺形式显示给顾客。

以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-

RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传播，一般都采用二根连线，接线简朴以便;

通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接受、发送数据不过在同一时刻只能

发送或接受数据，数据最高传播速率为lOMbpSo

RS485接口是采用平衡驱动器和差分接受器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线

上容许连接多达32个设备，最大传播距离为1.2km。

2电力监控系统重要功能

2.1数据采集与处理

数据采集是配电监控的I基础，数据采集重要由底层多功能网络仪表采集完

毕，实现远程数据日勺当地实时显示。需要完毕采集日勺信号包括：三相电压U、三

相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COS6、电度Epi、远程设备运行状态等

数据。

数据处理重要是把按规定采集到的电参量实时精确的显示给顾客，到达配电

监控的自动化化和智能化规定，同步把采集到的数据存入数据库供顾客查询。

2.2人机交互

系统提供简朴、易用、良好的顾客使用界面。采用全中文界面，CAD图形

显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及对应实时运行参

数，画面定期轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；持续记

录显示等。

2.3历时事件

历时事件查看界面重要为顾客查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作

记录、越限记录提供以便友好H勺人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据

自己的规定和查询条件以便定位您所要查看H勺历史事件，为您把握整个系统日勺运

行状况提供了良好日勺软件支持。

2.4数据库建立与查询

重要完毕遥测量和遥信量定期采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供

顾客查询打印。

2.5顾客权限管理

针对不一样级别的顾客，设置不一样的权限组，防止因人为误操作给生产,

生活带来的损失，实现配电系统的I安全，可靠运行。可以通过顾客管理进行顾客

登录、顾客注销、修改密码、添加删除等操作，以便顾客对账号和权限的修改。

2.6运行负荷曲线

负荷趋势曲线功能重要负责定期采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，

自动生成运行负荷趋势曲线口勺，以便顾客及时理解设备的运行负荷状况。点击画

面对应按钮或菜单项可以完毕对应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋

势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变爽等操作，协助顾客进线趋

势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而以便的软件支持。

2.7远程报表查询

报表管理程序日勺重要功能是根据顾客时需要设计报表样式，把系统中处理的

数据通过筛选、组合和记录生成顾客需要的报表数据。本程序还可以根据顾客的

需要对报表文献采用定期保留、打印或者召唤保留、打印模式。同步本程序还向

顾客提供了对■生成日勺报表文献管理功能。

报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能记录，数据导出和报表打

印等功能。

3案例分析

苏州吴中商务中心电力监控与电能管理系统分两个变电所(东区变电所和西

区变电所)，本项目针对这两个变电所日勺10/().4kV配电系统进行用电监控与电

能管理；监控范围为东区变电所日勺Tl、T2、T3、T4变压渊的低压进线柜、联络

柜、馈线柜及高压侧仪表和西区变电所日勺T5、T6、T7、T8变压器日勺低压进线柜、

联络柜、馈线柜仪表进行远程实时监控和电能管理。

进线回路采用ACR330ELH多功能谐波仪表，其是针对电力系统、工矿企业、

公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计日勺网络电力仪表，它能测量所有常规

电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功

电度、无功电度、并口;监测电压、电流的2-31次谐波分量等多种电参量。并且

木仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点，这些接点

可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力仪表重要应

用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统

及智能建筑等领域。

重要配出回路采用ACR220EL系列网络电力仪表，该仪表重要测量所有常规

电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功

电度、无功电度。

高压侧实时画面见图（2）,为系统主监控画面，重要实时监测高压回路口勺

运行状态，红色代表合闸，绿色代表分闸。在高压系统图中可以直观的看到每路

高压进线和出线的运行参数和状态，可以看到变压器出线侧的所有常规电力参

数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度及

变压器温度。

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

图（2）高压系统一次图

低压配电二次图见图（3）,功能有电量遥测重要监测运行设备的电参量，

其中包括：线三相电压，电流，功率，功率因数，电能，频率等电参量及配出回

路H勺三相电流；遥信功能实现显示现场设备的运行状态，重要包括：开关H勺分、

合闸运行状态和通讯故障报警；断路器变位时会发出报警信号，提醒顾客及时处

理故障。

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

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图（3）低压配电二次图

遥信和遥测报警功能，重要完毕对低压各出线回路日勺开关运行状态和负载进

线监控，对开关变位和负载越限弹出报警界面指示详细的报警位置并声音报警,

提醒值班人员及时处理。遥测报警值设置界面可以看到每个监控点H勺实时值和报

警设置值，以便值班人员比对进线设置，负载越限值在对应权限下可自由设置。

具有历史查询功能。见图（4）至图（6）。

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

实时遥信报警信息・认程，报■心美用田口

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图（4）实时遥信报警信息

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

导航栏历史遥测报警杳询

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图（5）历史遥测报警信息资询

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

导航栏

图（6）遥测报警值设置界面

参数抄表功能，重要对低压各出线回路日勺电参数进线查询。支持任意时刻电

参数查询，具有数据导出和报表打印等功能。该报表查询供两个变电所8台变压

器出线各低压回路日勺电参数，重要包括：三相电流、有功功率和有功电度及变压

器温度。该报表各回路名称和数据库关联，以便顾客修改回路名称。见图（7）。

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

图（7）参数抄表

用电量报表功能，可选择时间段进行查询，支持任意时间段电度合计查询,

具有数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了精确可靠的电能报表。该报

表各回路名称和数据库关联，以便顾客修改回路名称。如下图所示，显示健身中

心某段时间内的各配电回路口勺精确用电量，顾客可以直接打印报表，可以以

EXCEL格式另存到其他位置。见图（8）。

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

■袁打卬

图（8）电能报表

系统通讯构造示意图，重要显示系统曰勺组网构造，系统采用分层分布式构造,

同步监测间隔层设备的通信状态。红色表达通讯正常，绿色表达通讯故障。见图

(9)

吴中区商务中心电力监控/电能管理系统

导航栏美中商务中心通讯示意图

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