電能管理系統(tǒng)在無(wú)錫電裝阪神汽車部件公司中的應(yīng)用

繆建梅

安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801

摘要：本文介紹了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在無(wú)錫電裝阪神汽車部件有限公司電氣室改造項(xiàng)目中的應(yīng)用。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)分散在無(wú)錫電裝阪神汽車部件有限公司廠區(qū)電氣室內(nèi)安裝的19只智能儀表數(shù)據(jù)的采集和上傳，并在值班室進(jìn)行集中控制和用電管理。系統(tǒng)采用組態(tài)軟件作為平臺(tái)，減少了電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視對(duì)人力依賴，降低了人力的成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，為無(wú)錫電裝阪神汽車部件有限公司生產(chǎn)用電設(shè)備的安全，運(yùn)行和便捷的管理提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 智能配電 電能管理 節(jié)能減排 無(wú)錫電裝 汽車部件

概述

無(wú)錫電裝阪神汽車部件有限公司（簡(jiǎn)稱DHMW）是由日本汽車系統(tǒng)產(chǎn)品綜合生產(chǎn)商-電裝公司和車用點(diǎn)火線圈專業(yè)生產(chǎn)廠商-阪神電氣公司于2005年3月在江蘇省無(wú)錫市合資建成。通過(guò)發(fā)揮運(yùn)用兩家公司的強(qiáng)項(xiàng)“產(chǎn)品制造"，提供產(chǎn)品，從而貢獻(xiàn)于持續(xù)發(fā)展的中汽車產(chǎn)業(yè)。

項(xiàng)目概況

無(wú)錫電裝阪神汽車部件有限公司電氣室改造項(xiàng)目，包括高壓和低壓兩個(gè)部分。其高壓配電系統(tǒng)包括兩路10kV進(jìn)線和兩個(gè)計(jì)量，兩個(gè)電壓互感器柜、兩個(gè)高壓出線柜、個(gè)聯(lián)絡(luò)柜。高壓部分只監(jiān)控路10kV出線回路。低壓配電系統(tǒng)包括15個(gè)低壓配電柜，本系統(tǒng)監(jiān)控18路低壓三相四線出線回路。高低壓配電系統(tǒng)置于同個(gè)電氣室中，監(jiān)控主機(jī)以及通訊機(jī)柜都放置在本電氣室內(nèi)。

用戶需求

廠區(qū)配電中心為本項(xiàng)目提供套高、低壓后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，將對(duì)廠區(qū)內(nèi)電氣室中改造安裝的19塊智能電測(cè)儀表進(jìn)行集中監(jiān)視。具體監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為：用電量計(jì)量、實(shí)時(shí)測(cè)量相電壓、線電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率等數(shù)據(jù)，能打印月度用電報(bào)表，并有歷史曲線的查詢（時(shí)間不小于30天）,重要回路需要對(duì)其諧波進(jìn)行測(cè)量。各參數(shù)及數(shù)據(jù)通過(guò)RS485總線，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至配電中心的電工值班室（后臺(tái)監(jiān)控中心）。

電能管理組態(tài)軟件應(yīng)具有方便、靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫(huà)面模板， 高性能實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能；提供的報(bào)表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本，可以提供報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以設(shè)計(jì)多套報(bào)表模板。電能管理組態(tài)軟件的運(yùn)行系統(tǒng)由多個(gè)組件組成，包括：VIEW、DB、I/O等組件，所有運(yùn)行系統(tǒng)的組件統(tǒng)由安科瑞電能管理組態(tài)軟件進(jìn)程管理器管理，既而進(jìn)行啟動(dòng)、停止、監(jiān)視等操作。

設(shè)備選型

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備位于中低壓變配電現(xiàn)場(chǎng)，具體包括：智能電力儀表等智能監(jiān)控設(shè)備，負(fù)責(zé)采集電力現(xiàn)場(chǎng)的各類數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)，并將其發(fā)送給通訊管理層，同時(shí)也作為執(zhí)行單元，執(zhí)行通訊管理層下發(fā)的各類指令。

本項(xiàng)目中的回路分為兩種，是10kV出線回路，二是低壓出線回路。

為滿足用戶提出的需求，需給進(jìn)線回路和重要的出線回路配備帶有諧波和全電量測(cè)量的三相四線智能電測(cè)儀表，經(jīng)權(quán)衡zui終選擇上海安科瑞電氣股份有限公司的ACR230ELH智能電測(cè)表，該儀表的功能特點(diǎn)為：

1．全電量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；

2．四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能累計(jì)；

3．THDu、THDi、2—31次諧波分量；

4．電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓電流不平衡度；

5．電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量測(cè)量；4DI+3DO ；

6．RS485接口、Modbus-RTU通訊協(xié)議、DL/T645

普通的低壓三相出線只需測(cè)量全電量，所以本項(xiàng)目選擇安科瑞ACR120E即可滿足用戶需求，該儀表的功能特點(diǎn)是：

1．全電量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）

2．RS485接口、Modbus-RTU通訊協(xié)議

組網(wǎng)配置

功能實(shí)現(xiàn)：

數(shù)據(jù)采集處理

Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因子、頻率、電能、開(kāi)關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，重要回路的諧波棒圖等），將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示、或通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、諧波棒圖、功率因子上下限等），并對(duì)重要的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

變配電系統(tǒng)具有CAD次單線圖顯示低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況。主畫(huà)面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互接口并實(shí)時(shí)刷新。

圖2模擬次圖實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

圖3諧波棒圖及百分含量

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件采用主流的、通用的、高性能的專業(yè)的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和企業(yè)級(jí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的方式保存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理軟件具備開(kāi)放的、的和集成的信息管理方法，具備嚴(yán)格的權(quán)限管理功能，可以按照不同的管理角色設(shè)置不同的操作密碼和口令，授予不同的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)權(quán)限，提供數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體存取審計(jì)機(jī)制，以便分角色地維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)信息。

二、數(shù)據(jù)完備和安全是極為關(guān)鍵的，提供多種安全保護(hù)機(jī)制，提供互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，提供從硬盤(pán)轉(zhuǎn)移到后端系統(tǒng)過(guò)程中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，保障數(shù)據(jù)安全。

三、數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，能夠利用事務(wù)機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)備份和記錄數(shù)據(jù)備份日志。提供數(shù)據(jù)修復(fù)技術(shù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)損壞的情況下能夠及時(shí)修復(fù)數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

四、系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分，實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)處理能力要達(dá)到10萬(wàn)點(diǎn)/秒以上的吞吐量，在1秒鐘內(nèi)存入所有采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)壓縮比要達(dá)到30：1以上，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)保存期限不小于10年。

趨勢(shì)曲線分析

系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析接口，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線接口分析該回路當(dāng)?shù)呢?fù)荷運(yùn) 行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

圖4歷史及實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線查詢

報(bào)表管理

系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。

圖5電能報(bào)表

圖6全電參量報(bào)表

事件記錄和故障報(bào)警

系統(tǒng)可以設(shè)置在電能質(zhì)量事件發(fā)生時(shí)、測(cè)量值越限、設(shè)備狀態(tài)變化時(shí)觸發(fā)報(bào)警。系統(tǒng)報(bào)警時(shí)能夠進(jìn)行信息語(yǔ)音提示，自動(dòng)彈出報(bào)警畫(huà)面或觸發(fā)必要的操作，同時(shí)可以將報(bào)警信息通過(guò)、手機(jī)短信等方式通知相關(guān)人員。

圖7全電參量報(bào)表

用戶管理

本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師與無(wú)錫電裝阪神汽車部件有限公司電氣室的軟件使用者細(xì)心溝通、精心交流之后，經(jīng)過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，整套電能管理系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效果，本系統(tǒng)為生產(chǎn)管理人員和設(shè)備維護(hù)人員提供了現(xiàn)代化的管理和分析手段。自該系統(tǒng)投運(yùn)以后，生產(chǎn)管理明顯改善，工廠的生產(chǎn)效率也得到了明顯的提高。軟件功能對(duì)生產(chǎn)管理者來(lái)說(shuō)：其簡(jiǎn)單，方便，快捷的滿足了對(duì)員工的管理；對(duì)生產(chǎn)線上的員工來(lái)說(shuō)：其考核規(guī)則是公平、公正的。所以自系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，該軟件得到了公司員工的致好評(píng)。
參考文獻(xiàn)：

1）上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2010.08版.

2）電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 任致程、周中，中電力出版社 2007.4

作者簡(jiǎn)介：繆建梅，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，：，，，：http://it.shacrel.cn