何花

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：基于目科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們對(duì)電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本還相對(duì)較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢(shì)在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本，本文通過杭州武林廣場(chǎng)地下商城電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商業(yè)綜合體中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集；商業(yè)綜合體；監(jiān)控系統(tǒng)

0、引言

  配電自動(dòng)化，是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，電能質(zhì)量，向用戶提供服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

  隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時(shí)也對(duì)電能質(zhì)量提出了加嚴(yán)格的要求。用戶需要加的電力監(jiān)控管理解決方案來應(yīng)對(duì)上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運(yùn)行。本文通過對(duì)杭州武林廣場(chǎng)地下商城電力監(jiān)控的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商業(yè)綜合體中的應(yīng)用。

1、項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

  杭州武林廣場(chǎng)地下商城（地下空間開發(fā)）項(xiàng)目經(jīng)杭州市建設(shè)委員會(huì)和杭州市規(guī)劃局杭建設(shè)審[2011]108號(hào)、杭規(guī)發(fā)[2011]539號(hào) 文同意建設(shè)，并已列為浙江省建設(shè)項(xiàng)目。項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模地下建筑面積9.4萬平方米，共三層、總投資約為12億元人民幣，建設(shè)地址位于浙江省杭州市武林廣場(chǎng) ，于2016年建成。

  整個(gè)項(xiàng)目配電系統(tǒng)包括10kV/0.4kV供變電系統(tǒng)，包括1#配電室、2#配電室、展覽館配電室以及景觀照明配電室，其中1#配電室、2#配電室設(shè)一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控值班室位于1#配電室值班室；展覽館配電室設(shè)一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，值班室位于展覽館配電室值班室。景觀照明配電室電力監(jiān)控系統(tǒng)也需要接入電力監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)地下商場(chǎng)配電系統(tǒng)的集中管理。

  本電力監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控要求主要有以下幾個(gè)方面：

  1.遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。要求系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的對(duì)電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數(shù)、頻率、開關(guān)狀態(tài)等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

  2.遠(yuǎn)程通信。要求系統(tǒng)能夠及時(shí)的傳遞設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)以及故障信息。

  3.報(bào)警。要求系統(tǒng)能夠通過設(shè)定，對(duì)各種信息進(jìn)行報(bào)警。4.顯示。要求系統(tǒng)能夠就地顯示出各部分運(yùn)作信息。

2、電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮客戶的實(shí)際需求，以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

  本項(xiàng)目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，分別在1#配電室值班室以及展覽館配電室值班室各設(shè)置一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)武林廣場(chǎng)地下商城高低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于用電管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析各部分的用電狀況，使整個(gè)地下商城的用電活動(dòng)加可靠。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  依據(jù)地下商城的配電情況和配電室分布情況，電力監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（1#及2#配電室）結(jié)構(gòu)下圖所示：

  其中1#配電室運(yùn)行參數(shù)通過485總線直接接入1#配電室值班室，2#配電室運(yùn)行參數(shù)通過光纖傳輸至1#配電室值班室。

  站控管理層管理人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。

  通訊層使用的設(shè)備為工業(yè)串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。

  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測(cè)量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)，在本項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)時(shí)為低壓配電回路進(jìn)線回路設(shè)計(jì)ACR330ELH，出線回路設(shè)計(jì)PZ系列智能儀表，實(shí)現(xiàn)進(jìn)線回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電度、諧波等電參量，實(shí)現(xiàn)出線回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電度等電參量，并對(duì)每個(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；報(bào)表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

2.2.1數(shù)據(jù)的采集與處理

  數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對(duì)線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能質(zhì)量等信息進(jìn)行采集，開關(guān)量的采集則主要是對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設(shè)備的工作狀態(tài)，以及斷電保護(hù)、運(yùn)行故障等報(bào)警信息進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢。

2.3.2數(shù)據(jù)記錄

  電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能主要就是對(duì)斷路器分合狀態(tài)以及保護(hù)動(dòng)作的后順序進(jìn)行記錄，它要求系統(tǒng)中有足夠的內(nèi)存空間，進(jìn)而長(zhǎng)時(shí)間的、大量的對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)。其次，電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對(duì)故障信息的記錄，即對(duì)故障發(fā)生時(shí)的實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。由此可見，數(shù)據(jù)記錄功能可以通過對(duì)保護(hù)裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對(duì)故障信息的記錄，準(zhǔn)確的反映出系統(tǒng)中存在的問題，從而便于工作人員解決。

2.3.3遠(yuǎn)程操作

  電力監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作包括遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程調(diào)控等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，使工作人員可以遠(yuǎn)程對(duì)電流、電壓等信息進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，對(duì)保護(hù)裝置的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，便于工作人員在遠(yuǎn)程對(duì)隔離開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行操作，大大減少了工作人員的工作量，不過，在供配電設(shè)計(jì)中不僅要有電力監(jiān)控系統(tǒng)，還要設(shè)計(jì)人工操作系統(tǒng)，當(dāng)電力監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以人工進(jìn)行處理。 

2.3.4用電管理

  為了實(shí)現(xiàn)對(duì)本商城內(nèi)各回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了用電管理報(bào)表，系統(tǒng)通過對(duì)有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表并有報(bào)表打印功能，并可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢，可以幫助物業(yè)建立的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使各入駐商鋪管理人員節(jié)能意識(shí)大大提高，的節(jié)約了商城辦公能源消耗。

3、供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義

  綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提率、減少損失、降低運(yùn)營(yíng)成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營(yíng)成本，也成為供配電設(shè)計(jì)中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中加方便，可以通過人機(jī)操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實(shí)現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、的進(jìn)行傳輸。另一方面，在供配電設(shè)計(jì)中運(yùn)用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。一般的電力監(jiān)控系統(tǒng)通常都采用具有遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程觀測(cè)以及遠(yuǎn)程控制等功能的設(shè)備，而一些電力監(jiān)控系統(tǒng)則需要選擇功能加齊全的智能設(shè)備。   在商城等場(chǎng)所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)商業(yè)綜合體內(nèi)高低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示樓內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)樓內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析樓內(nèi)各部分的用電狀況，使樓內(nèi)的用電活動(dòng)加安全，從而保證樓內(nèi)人員的生命安全，提高辦公人員的工作效率。