電力監控系統在淄博運動(dòng)員公寓智能配電系統中的應用

　　當前，國內很多建筑配電仍普遍采用箱式變電站配以低壓電纜分接箱實(shí)現分散供電，給整個(gè)系統的運行管理帶來(lái)了很多的不便，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)日趨成熟，配電系統測量、控制等功能的智能化、網(wǎng)絡(luò )化已是發(fā)展的必然趨勢，配電系統運行中的各種問(wèn)題可以通過(guò)微機全面解決。

　　智能化配電系統由開(kāi)關(guān)配以具有通信功能的智能化元件經(jīng)數字通信與計算機系統網(wǎng)絡(luò )連接，實(shí)現對分散分布的低壓電纜分接箱內開(kāi)關(guān)設備運行的自動(dòng)化管理。系統可實(shí)現數據的實(shí)時(shí)采集、數字通信與程序控制及設備維護信息管理等功能。

　　本文以淄博運動(dòng)員公寓（后改名為齊盛國際賓館）電能管理系統為例子，簡(jiǎn)單介紹以下變電站的智能化管理。

　　1．系統分析

　　山東省第22屆運動(dòng)會(huì )將于9月19日在淄博舉行，淄博運動(dòng)員公寓正是為此服務(wù)的。

　　據悉，為保證第十一屆全運會(huì )和第二十二屆山東省運動(dòng)會(huì )的召開(kāi)，淄博市運動(dòng)員公寓作為兩運會(huì )服務(wù)的體育配套項目，從去年開(kāi)始進(jìn)入論證階段。經(jīng)多次論證，今天，中國建筑方面的專(zhuān)家組成的評審團開(kāi)始對方案進(jìn)行評審。據了解，根據淄博市城市總體規劃與淄博市新區發(fā)展規劃，淄博市運動(dòng)員公寓將建于淄博新城區核心區內，在規劃政務(wù)區東北角，中潤大道南面，西十路西面，整體呈現南高北低。運動(dòng)員公寓預計總用地面積約22公頃，總建筑面積121660平方米，地上建筑面積為102922平方米，地下建筑面積為18738平方米，綠化率達到65％。

　　在整體布局上，淄博市運動(dòng)員公寓采用園林式分散組合形式，兼顧獨立和聯(lián)系；建筑以現代的北方園林建筑風(fēng)格為主，兼顧實(shí)用與創(chuàng )新；環(huán)境的創(chuàng )造以北方現代園林形式為基礎，兼顧傳統與特色。特別是在節能設計上，本著(zhù)“超低能耗，自然通風(fēng)，天然采光，健康空間，再生能源，智能控制”的原則，外墻門(mén)窗均采用高效保溫隔熱系統，有效提高維護結構的性能；在建材選用上，采用輕質(zhì)新型隔墻材料，減少建筑自重，節約結構構件用料。

　　淄博運動(dòng)員公寓電力監控和電能管理項目是2010年7月份開(kāi)始的項目，旨在通過(guò)該系統實(shí)現運動(dòng)員公寓電力系統的集中管理和檢測，實(shí)現遠程智能化配電系統。
　
　　項目啟動(dòng)前買(mǎi)方需提供配電系統一次系統圖、平面圖、二次系統圖等，以供賣(mài)方設計參考。賣(mài)方按照買(mǎi)方的實(shí)際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢(xún)與打??；系統負荷、用戶(hù)權限管理等主要功能，實(shí)際細化功能賣(mài)方可以根據買(mǎi)方的使用習慣和需求做可行性修改。

　　整個(gè)系統采用網(wǎng)絡(luò )分布式結構，監控主機位于2#樓前面地下一層的動(dòng)力中心中，其他5個(gè)配電室分別位于1#、2#、3#、4#地下一層（其中3#有南北兩個(gè)配電室）。該項目實(shí)現了淄博運動(dòng)員公寓4個(gè)樓內電力系統的智能管理。設計方案為4個(gè)樓內的5個(gè)配電室，通過(guò)光電轉換器經(jīng)過(guò)光纖拉倒2#樓前面地下一層的動(dòng)力中心。5個(gè)配電室現場(chǎng)放置通訊機柜，儀表數據通過(guò)485接口，MODBUS通訊協(xié)議經(jīng)光電轉換器輸送到動(dòng)力中心。

　　2．系統的結構

　　本系統采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

圖1 網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

　　隔層主要的設備為：多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表、開(kāi)關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

　　中間層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

　　站控層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)，同時(shí)用戶(hù)可以通過(guò)系統軟件發(fā)送指令至現場(chǎng)設備，實(shí)現遠程遙控功能。

　　以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數據但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達32個(gè)設備，最大傳輸距離為1.2km。

　　3．Acrel-3000電力監控組態(tài)軟件解決方案

　　Acrel-3000電力監控組態(tài)軟件是對現場(chǎng)生產(chǎn)數據進(jìn)行采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統集成，它提供了良好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現和完成監控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò )應用中，所有應用（例如趨勢曲線(xiàn)、報警等）對遠程數據的引用方法與引用本地數據完全相同，通過(guò)“組態(tài)”的方式可以縮短自動(dòng)化工程師的系統集成的時(shí)間，提高集成效率。

　　該系統實(shí)施后，實(shí)現了各類(lèi)用電設備的一次系統圖顯示、各回路實(shí)時(shí)電參量遙測、重要回路電能報表、以及進(jìn)線(xiàn)回路的負荷用電趨勢、重要回路的分合閘報警、用戶(hù)權限管理等功能，圖表分別見(jiàn)圖2、3、4、5、6、7。

圖2系統一次圖

　　系統一次圖：直觀(guān)地顯示低壓系統各回路的三相電流及運行狀況。

圖3 實(shí)時(shí)電參量

　　實(shí)時(shí)電參量：低壓各回路三相電流、電壓、功率、頻率、電能數據等查詢(xún)、打印及導出。