采埃孚（中国）投资有限公司电能管理系统的设计与应用

时间：2024-11-13

0 概述
采埃孚（中）投资有限公司位于上海市松江区九亭镇九泾路889号，主要从事汽车部件、船用部件的批发，上述商品和相关技术的进出口。
        本项目为采埃孚（中）投资有限公司的电能管理系统。根据配电系统管理的要求，需要对变电所配电箱出线分别进行电力监控，以保证用电的安全、可靠和高效。
        Acrel-3000型低压智能配电系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的新发展，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个**的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。
1 系统结构描述
        本监控系统主要实现采埃孚（中）投资有限公司变电所的0.4kV配电系统进行用电监控与电能管理。监控范围为安科瑞自制108台多功能PZ系列仪表。该系统108台多功能电力仪表，分6条总线，这两条总线通过屏蔽双绞线拉至采集器，后直接拉至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结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）所示：

图（1）低压网络拓扑图

        间隔设备层主要为：安科瑞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。这些装置分别对应相应的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。
        网络通讯层主要为：串口服务器，其主要功能为把RS485信号转换成RS232信号，完成现场层和站控层之间的数据交互。
        站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。
        以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同时刻只能发送或接收数据，数据传输速率达到10Mbps。RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，传输距离达到1.2km。
2 电能管理系统主要功能
        2.1 数据采集与处理
        数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。
        数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
        2.2 人机交互
        系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。
        2.3 历史事件
        历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。
        2.4 数据库建立与查询
        主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。
        2.5 用户权限管理
        针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。
        2.6 远程报表查询
        报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。
        报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。

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