安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
基于寧夏某節(jié)能公司針對(duì)其承接企業(yè)的電力需求側(cè)管理項(xiàng)目委托我司實(shí)施，結(jié)合寧夏某節(jié)能公司提出的相關(guān)要求，整理該項(xiàng)目設(shè)計(jì)說明如下：
一． 項(xiàng)目情況
寧夏某節(jié)能公司將承接的企業(yè)電力需求側(cè)管理項(xiàng)目（企業(yè)名稱和監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)見下表），并在今年7月份將這些企業(yè)配電的監(jiān)測(cè)到的參數(shù)信息順利上傳至寧夏電力需求側(cè)平臺(tái)DSM（以下簡(jiǎn)稱“寧夏DSM”，上傳需按當(dāng)?shù)仉娏π枨髠?cè)平臺(tái)的接口規(guī)范和上傳要求執(zhí)行）。
二． 方案設(shè)計(jì)及說明
寧夏某節(jié)能公司委托我司實(shí)施的電力需求側(cè)管理項(xiàng)目的目的是對(duì)其所承接的大工業(yè)用戶企業(yè)實(shí)施配電改造，結(jié)合發(fā)改委關(guān)于電力需求側(cè)管理的通知，將配電線路的參數(shù)信息上傳至寧夏DSM，以幫助企業(yè)響應(yīng)政府的需求管理。
2.1僅實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳方案
首先是現(xiàn)場(chǎng)改造部分，即各企業(yè)的配電改造。于配電現(xiàn)場(chǎng)各回路加裝智能監(jiān)測(cè)表計(jì)，各表計(jì)間通過通訊總線（RS485端口，MOBUS-RTU規(guī)約）進(jìn)行連接至數(shù)據(jù)采集裝置（該裝置安裝于各企業(yè)配電間或監(jiān)控室）。
其次，數(shù)據(jù)采集裝置配備GPRS DTU 采用4G信號(hào)組成專用網(wǎng)絡(luò)，將各企業(yè)的配電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按寧夏當(dāng)?shù)氐慕涌谝?guī)范以WebService方式上傳至寧夏DSM。
方案結(jié)構(gòu)圖如下:
該方案中，數(shù)據(jù)采集裝置位于企業(yè)配電現(xiàn)場(chǎng)，其可以實(shí)現(xiàn)以下功能：
? 采集裝置本身具備12”液晶屏，可本地展示一次系統(tǒng)圖畫面顯示所監(jiān)測(cè)各配電回路的三相電流、有功功率，母線段的三相電壓、功率因數(shù)、頻率、正向有功電能等配電參數(shù)的實(shí)時(shí)信息；
? 具備對(duì)各回路電參量信息的定時(shí)抄表和按時(shí)段查詢的電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能，使用者要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他電腦進(jìn)行查看或編輯，僅可通過U盤拷貝；
? 具備對(duì)進(jìn)線和重要負(fù)荷的P-t、I-t歷史趨勢(shì)分析功能，僅可本機(jī)查看；
? 具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，轉(zhuǎn)發(fā)方式為WebService+AES上傳至寧夏DSM（需另外配置4G GPRS模塊），并具備MODBUS-RTU轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)約；
該方案實(shí)施后，寧夏某節(jié)能公司僅可通過寧夏DSM查看企業(yè)數(shù)據(jù)近期上傳情況，如遇上傳受阻或數(shù)據(jù)傳輸異常情況，無法及時(shí)掌握問題點(diǎn)。
2.2整體系統(tǒng)優(yōu)化方案
在上述2.1方案中，將數(shù)據(jù)采集裝置配備GPRS DTU 采用4G信號(hào)組成專用網(wǎng)絡(luò)，與位于安科瑞總部的能源管理系統(tǒng)平臺(tái)直接對(duì)接，以MODBUS-RTU/TCP方式將數(shù)據(jù)傳輸至能源管理系統(tǒng)平臺(tái)。
其次，安科瑞能源管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)將各企業(yè)的配電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按寧夏當(dāng)?shù)氐慕涌谝?guī)范以WebService方式上傳至寧夏DSM。
再次，安科瑞能源管理系統(tǒng)除完成上述第三點(diǎn)外，可向?qū)幭哪彻?jié)能公司開放訪問路徑（指定的兩臺(tái)主機(jī)），使寧夏某節(jié)能公司不僅可以訪問電力需求側(cè)管理管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息，還可以了解配電現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。
本項(xiàng)目采用分層分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)（如下圖所示）。
三． 系統(tǒng)相關(guān)硬件配置
3.1智能配電監(jiān)測(cè)儀表
附儀表技術(shù)參數(shù)及說明文檔
3.2數(shù)據(jù)采集裝置
以上敘述2.1或2.2方案中，數(shù)據(jù)采集裝置均承接了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)采集和向上傳輸?shù)淖饔?，是?xiàng)目實(shí)施過程中的關(guān)鍵設(shè)備。該裝置由以下主要元器件或設(shè)備構(gòu)成：
3.3 4G GPRS模塊
外購4G GPRS模塊，到移動(dòng)/聯(lián)通辦理SIM卡，開通數(shù)據(jù)流量服務(wù)
四． 安科瑞能源管理系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介
數(shù)據(jù)上傳至安科瑞能源管理平臺(tái)（數(shù)據(jù)上傳頻率為分鐘級(jí)）后，平臺(tái)可對(duì)寧夏某節(jié)能公司開放通過Web+ActiveX訪問的通道（默認(rèn)指定兩臺(tái)主機(jī)），開放的功能參照以下功能界面。
4.1各回路信息直觀顯示
安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具備友好的人機(jī)界面，能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示本項(xiàng)目配電線路的分布情況，同時(shí)將遠(yuǎn)程采集的各回路的電參量信息（如電流、功率等），依據(jù)上傳更新數(shù)據(jù)顯示在系統(tǒng)界面中。配電系統(tǒng)維護(hù)人員在值班室內(nèi)通過瀏覽各系統(tǒng)界面，即可實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各出線的具體情況。
4.2負(fù)荷趨勢(shì)曲線
安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路（或重要負(fù)荷的出線）設(shè)計(jì)了負(fù)荷趨勢(shì)曲線—P-t趨勢(shì)曲線。便于配電維護(hù)人員及時(shí)掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長(zhǎng)趨勢(shì)，適時(shí)調(diào)整需量申報(bào)，減少因需量偏差過大造成的多余繳費(fèi)。
4.3越限故障告警
安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)根據(jù)本項(xiàng)目具體情況配置告警功能，報(bào)警類型含測(cè)量值（如電流、功率）越限、監(jiān)測(cè)設(shè)備通訊故障等。系統(tǒng)報(bào)警時(shí)能夠進(jìn)行信息語音提示，自動(dòng)彈出報(bào)警畫面。對(duì)重要測(cè)量值越限或發(fā)生斷路器跳閘等事故時(shí)，可以將報(bào)警信息通過手機(jī)短信方式通知相關(guān)人員。
4.4電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
注：該功能要求被監(jiān)測(cè)回路中須配置帶諧波監(jiān)測(cè)功能的儀表
安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統(tǒng)的諧波含量，及時(shí)采取相應(yīng)的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。
4.5電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表
安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。
4.6其他輔助功能
安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)為本項(xiàng)目配置具備完整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意功能。從而使電能管理系統(tǒng)維護(hù)人員，實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài)。同時(shí)也方便電能管理系統(tǒng)維護(hù)工作。
安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫完成歷史數(shù)據(jù)管理，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時(shí)間段或選擇查詢近更新的記錄數(shù)等，并通過報(bào)表方式顯示出來。該功能方便用戶進(jìn)行歷史查詢。
注：以上功能供參考。
五． 項(xiàng)目實(shí)施需注意和待澄清的問題
1.本設(shè)計(jì)說明**部分提到的兩種解決方案，無論選擇哪一種，均涉及現(xiàn)場(chǎng)配電回路改造施工（含加裝互感器、加裝儀表、做二次線等）、通訊組網(wǎng)的布線施工（各儀表RS485端口通過屏蔽雙絞線進(jìn)行手拉手連接）等，安科瑞可提供儀表接口說明，但不承接項(xiàng)目施工。
2.數(shù)據(jù)上傳至寧夏DSM為本項(xiàng)目的主要目的，無論選擇哪一種方案，均需建立起現(xiàn)場(chǎng)各表計(jì)與寧夏DSM間的數(shù)據(jù)通道，并保持該通道的暢通。如本設(shè)計(jì)說明所述，建議采用4G GPRS方式建立專網(wǎng)，該模式下不會(huì)因企業(yè)網(wǎng)絡(luò)問題干擾數(shù)據(jù)的穩(wěn)定上傳。但4G GPRS模塊采購需一定的成本，并需至移動(dòng)/聯(lián)通部門開通SIM卡，且按月繳納數(shù)據(jù)流量費(fèi)（約50元/月/SIM卡），該部分費(fèi)用需由寧夏某節(jié)能公司支付。
3.數(shù)據(jù)上傳至寧夏DSM需要聯(lián)絡(luò)當(dāng)?shù)亟?jīng)信局（參照以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)）以開通端口號(hào)，該工作需寧夏某節(jié)能公司進(jìn)行協(xié)調(diào)，涉及的費(fèi)用由寧夏某節(jié)能公司支付。
3.數(shù)據(jù)采集裝置由觸摸屏、開關(guān)電源和必要的隔離模塊等元器件組成，以保證其穩(wěn)定運(yùn)行。建議將這些模塊集中安裝于壁掛式機(jī)箱內(nèi)。這些硬件均可由寧夏某節(jié)能公司按我司指定規(guī)格參數(shù)自行采購，安科瑞僅提供必要的軟件和調(diào)試（也可由安科瑞統(tǒng)一提供，該部分費(fèi)用另行報(bào)價(jià)）。
4.安科瑞在系統(tǒng)調(diào)試過程中遇到的現(xiàn)場(chǎng)接線問題導(dǎo)致的儀表數(shù)據(jù)無法采集，需寧夏某節(jié)能公司協(xié)調(diào)施工單位或人員進(jìn)行配合。
作者簡(jiǎn)介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
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