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基于智能電力監(jiān)控儀表的合同能源管理系統(tǒng)解決方案
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801
1概述
合同能源管理是發(fā)達(dá)國(guó)家普遍推行的、運(yùn)用市場(chǎng)手段促進(jìn)節(jié)能的服務(wù)機(jī)制。節(jié)能服務(wù)公司與用戶簽訂能源管理合同，為用戶提供節(jié)能診斷、融資、改造等服務(wù)，并以節(jié)能效益分享方式回收投資和獲得合理利潤(rùn)，可以大大降低用能單位節(jié)能改造的資金和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，充分調(diào)動(dòng)用能單位節(jié)能改造的積極性，是行之有效的節(jié)能措施。根據(jù)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》和《*關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》（國(guó)發(fā)〔2006〕28號(hào)）、《*關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（國(guó)發(fā)〔2007〕15號(hào)）等文件精神，加快推行合同能源管理，促進(jìn)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展是必然趨勢(shì)。
安科瑞合同能源管理系統(tǒng)結(jié)合自身產(chǎn)品研發(fā)優(yōu)勢(shì)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)總線或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的*化的組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程變配電監(jiān)控、電能集抄與質(zhì)量管理，同時(shí)也為用戶節(jié)約了大量的一次投入成本。公司研發(fā)的系統(tǒng)組態(tài)平臺(tái)集成了國(guó)內(nèi)外多種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通訊規(guī)約，如IEC60870-5-101/102/103/104、CANBus、PorfiBus、DNP、CDT、ModBus等，以及的IEC61850通訊體系，可支持大量的第三方智能化設(shè)備或進(jìn)口設(shè)備的接入，*的系統(tǒng)架構(gòu)支持信息共享和Web發(fā)布，解決了配電監(jiān)控信息孤島的難題。專家報(bào)表的自動(dòng)生成大大減輕了值班人員的工作量，提高節(jié)能管理的工作效率。
2 能源管理系統(tǒng)計(jì)量體系宜選電力儀表
建立合同能源管理系統(tǒng)，應(yīng)先建立計(jì)量體系。數(shù)據(jù)先于決策，節(jié)能始于計(jì)量。為了不重復(fù)投資，造成浪費(fèi)，能源管理系統(tǒng)應(yīng)與配電系統(tǒng)一體化，直接在配電系統(tǒng)中采集能耗數(shù)據(jù)。
電能計(jì)量宜采用電力儀表作為內(nèi)部管理電表，不宜用收費(fèi)電表。在電能管理中，供電部門一般會(huì)在總進(jìn)線處安裝收費(fèi)電表?？紤]內(nèi)部電能計(jì)量與節(jié)能管理的需要，在用戶安裝收費(fèi)電表的基礎(chǔ)上安裝電力儀表，用于內(nèi)部電能管理。因此用戶可自主選擇采購，但應(yīng)注意制造商是否有電力儀表（電能部分）的計(jì)量許可證。電力儀表可以完成對(duì)各回路、各功能區(qū)的分項(xiàng)電能數(shù)據(jù)的采集，通過后臺(tái)電能管理系統(tǒng)完成電能分項(xiàng)計(jì)量。
表1 收費(fèi)電表與電力儀表之比較
| 內(nèi)容 | 收費(fèi)電表 | 電力儀表 | |
| 外形圖 | |||
| 安裝方式 | 掛壁式安裝，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置電表箱，不易安裝在低壓柜、動(dòng)力箱、照明箱內(nèi) | 導(dǎo)軌式安裝，易安裝在動(dòng)力箱、照明箱內(nèi) | 嵌入式安裝，易安裝在低壓柜、動(dòng)力箱的門板上 |
| 通訊規(guī)約 | DL/T645規(guī)約與配電系統(tǒng)不兼容 | Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約， Modbus協(xié)議可與配電系統(tǒng)兼容 | |
3 合同能源管理表計(jì)的選型方案
3.1 高壓回路或低壓進(jìn)線回路選ACR330ELH儀表
| 圖1 ACR330ELH電力儀表 |
3.2 低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220ELH電力儀表
| 圖2 ACR230ELH電力儀表 |
3.3 動(dòng)力柜、照明箱選ACR120EL電力儀表或?qū)к壥诫姳?span>
| 圖3 ACR120EL電力儀表 |
DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì)；電流規(guī)格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于動(dòng)力柜，見圖4。 圖4 DTSD1352導(dǎo)軌式電表
DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能：電流規(guī)格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計(jì)量，見圖5。 圖5 DTSF1352導(dǎo)軌式電表
照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規(guī)格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測(cè)量；單相電能計(jì)量，見圖6。 圖6 DDSF1352導(dǎo)軌式電表
4 合同能源管理系統(tǒng)
系統(tǒng)由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層組成，見圖7。
圖7 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
站控管理層針對(duì)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(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。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面，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。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要是由通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。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)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場(chǎng)總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳存儲(chǔ)的能耗數(shù)據(jù)。測(cè)量?jī)x表擔(dān)負(fù)著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測(cè)的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至數(shù)據(jù)中心。
5 系統(tǒng)功能
5.1 前臺(tái)人機(jī)交互界面
設(shè)計(jì)適合客戶要求的交互界面；標(biāo)準(zhǔn)圖元庫，方便調(diào)用組合；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和顯示；數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)邏輯計(jì)算和處理；設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)程更改設(shè)定；合、分閘狀態(tài)顯示和強(qiáng)制操作。
5.2 曲線及報(bào)表管理設(shè)置
客戶要求的電參量的趨勢(shì)曲線；正/反向有/無功電度的歷史趨勢(shì)；設(shè)計(jì)滿足客戶需求的各種報(bào)表；自動(dòng)生成電能計(jì)量的日、月、年報(bào)表；可根據(jù)常用的MS Excel設(shè)置模板并生成相應(yīng)報(bào)表，使用戶輕松使用；查詢?nèi)我鈺r(shí)刻報(bào)表、顯示并打印。
5.3 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理
應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)庫軟件如Access、MSSQL；建立開放式、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫；存儲(chǔ)年限或所有的數(shù)據(jù)信息；軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。
5.4 多級(jí)權(quán)限用戶管理
密碼登錄后臺(tái)，保證設(shè)置安全；高權(quán)限對(duì)低權(quán)限管理，分級(jí)操作，各權(quán)限均具修改密碼功能。
5.5 通訊管理設(shè)置
各串口自主配置，操作方便；不同設(shè)備的通訊協(xié)議選擇；通訊波特率自主選擇；系統(tǒng)根據(jù)選擇結(jié)果自動(dòng)對(duì)該前置機(jī)某端口所連各設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的遙控配置。
5.6 網(wǎng)絡(luò)功能
雙機(jī)熱備功能，支持雙機(jī)、雙網(wǎng)、雙設(shè)備等冗余，并采用熱備份的形式確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，配置簡(jiǎn)單、方便。網(wǎng)絡(luò)上任意一臺(tái)機(jī)器可為I/O服務(wù)器（即前置機(jī)），網(wǎng)絡(luò)上的其他機(jī)器可方便地從該機(jī)器上獲取數(shù)據(jù)。
見圖8、圖9、圖10、圖11。
圖8 電能報(bào)表
圖9 電參量遠(yuǎn)程抄表
圖10重要回路諧波參數(shù)及棒圖
圖11重要回路電流曲線
6 系統(tǒng)報(bào)價(jià)
單位：萬元（RMB）
| 名稱 | 型號(hào) | 單位 | 面價(jià) | 備注 | |
| 監(jiān)控主機(jī) | IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè) | 臺(tái) | 8500 | 均可用戶自備，以當(dāng)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格為準(zhǔn)，該報(bào)價(jià)僅供參考 | |
| 顯示器 | 三星19寸液晶顯示器 | 臺(tái) | 3000 | ||
| 三星22寸液晶顯示器 | 臺(tái) | 3800 | |||
| 打印機(jī) | HP LaserJet 1020 A4 | 臺(tái) | 2500 | ||
| EPSON-LQ1600KIIIH A3 | 臺(tái) | 4000 | |||
| UPS電源 | 山特C1KS | 臺(tái) | 5000 | ||
| 山特C2KS | 臺(tái) | 6500 | |||
| 通訊線纜 | 五類線 | 米 | 4.6 | ||
| 屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0 | 米 | 5.6 | |||
| 光纖（多模） | 米 | 6.6 | |||
| 通訊機(jī)柜 | 1200×600×600 | 面 | 3000 | ||
| 2200×600×600 | 面 | 5000 | |||
| 光電轉(zhuǎn)換 | HTB-1000 | 只 | 750 | 遠(yuǎn)距離傳輸 | |
| 終端盒 | 只 | 60 | |||
| 尾纖 | 面 | 50 | |||
| 耦合器 | 面 | 50 | |||
| 熔接點(diǎn) | 個(gè) | 50 | |||
| 通訊轉(zhuǎn)換 | 擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4 | 塊 | 3000 | 擴(kuò)展卡 | |
| 串口服務(wù)器ACRNET-PORT（2口） | 只 | 3000 | 串口服務(wù)器 | ||
| 串口服務(wù)器ACRNET-PORT（4口） | 只 | 5500 | |||
| 通訊前置機(jī)ACRNET-UC02（2口） | 只 | 4000 | 通訊前置機(jī) | ||
| 通訊前置機(jī)ACRNET-UC04（4口） | 只 | 6000 | |||
| 通訊前置機(jī)ACRNET-UC08（8口） | 只 | 11500 | |||
| 通訊管理機(jī)ACRHMI | 臺(tái) | 30000 | 人機(jī)界面 | ||
| 組網(wǎng)設(shè)備 | 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208 | 臺(tái) | 3000 | 局域組網(wǎng) | |
| 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408 | 臺(tái) | 8500 | |||
| 監(jiān)控軟件 | Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0 | 系統(tǒng)組態(tài)軟件 圖形組態(tài)軟件 電能管理軟件 數(shù)據(jù)庫軟件 | 套 | 3萬 | 設(shè)備數(shù)量1～10 |
| 4萬 | 設(shè)備數(shù)量11～20 | ||||
| 6萬 | 設(shè)備數(shù)量21～40 | ||||
| 8萬 | 設(shè)備數(shù)量41～80 | ||||
| 10萬元以上 | 設(shè)備數(shù)量80以上 | ||||
| 雙機(jī)版 | | 套 | | 單機(jī)價(jià)格×1.5 | |
| 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) | 每+1用戶 | 套 | 3000 | | |
| Web發(fā)布 | 每+1用戶（總用戶數(shù)≤5） | 套 | 5000 | | |
| 電力儀表 | ACR330ELH | 臺(tái) | 4860 | | |
| ACR220ELH | 臺(tái) | 4280 | | ||
| ACR120ELH | 臺(tái) | 3580 | | ||
| 導(dǎo)軌式安裝電表 | DTSD1352 | 臺(tái) | 2050 | | |
| DTSF1352 | 臺(tái) | 1200 | | ||
| DDSF1352 | 臺(tái) | 600 | | ||
注：電力儀表和導(dǎo)軌式安裝電表可按上述報(bào)價(jià)的70%優(yōu)惠供應(yīng)。
7 結(jié)束語
能源日益緊張，節(jié)能降耗是社會(huì)發(fā)展的必然選擇，而合同能源管理系統(tǒng)為用戶提供了一個(gè)良好機(jī)制。通過電力儀表建立能源管理的計(jì)量體系，可以減少重復(fù)投資，使用戶電力智能監(jiān)控與能源管理一體化。系統(tǒng)在浦東圖書館、大慶機(jī)場(chǎng)、羅涇礦碼頭等項(xiàng)目中運(yùn)行，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
1、 趙斌，研究方向?yàn)槟茉垂芾硐到y(tǒng)、變配電智能監(jiān)控技術(shù)
:acrelsh@
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