刘大成 上海安科瑞电气股份有限公司
摘 要：随着科技的发展，大型企业用电越来越多，如何便捷的管理用电，并且保证电网安全稳定运行就非常值得关注了。变电站自动化控制是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。本文就基于Acrel-2000电力监控软件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320EL网络电力仪表的监测系统，介绍该系统在变电站用电高峰期优化生产的重要作用。
关键词：高耗能 电力监控软件 电力仪表 电能管理 削峰平谷
一、概述
上海电气电站厂区内有多个公司的生产厂房，都是高耗能的生产车间，尤其是核电车间，电阻炉车间等等，日用电量巨大，电站厂区内共有2个高压变电所，3个低压配电房，提供全厂区内的生产、照明、空调用电及其它用电等。寒暑季节是用电的高峰期，每逢这时候电网负荷就越来越接近顶峰。此时对各高能耗企业必须实行拉闸限电，分时用电等等措施实现电网的稳定。上海电气电站也不例外，供电局给该站限定了负荷的最高上限，一旦超过了最高负荷，那么就会接到供电局的罚单，因此为了协调厂区内各厂家和用户公司的最大利益，如何限电，如何平衡各方面的需求就是一个尖锐的问题。长期的供电负荷与生产订单之间不可调节的矛盾，给厂区内配电部门带来了很大的压力。进而向专业的电力监控系统开发商寻求一个妥善的解决方案。下面就介绍一个非常成功的解决方案。
二、方案分析
安科瑞电气股份有限公司给上海电气电站提供了一个主动调制和被动调制相结合的方案：
1.主动调制
主动调制带有一定的强制性，它要结合给方面的因数然后做出主观上的判断和方案，主动调制就是基于Acrel-2000电力监控软件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320EL网络电力仪表的监测系统。在配电柜、出线柜、计量柜加装上述智能仪表。然后采用分层分布式计算机通讯网络构建系统，该系统分为间隔层、通讯层和站控层。
隔层主要的设备为：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一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。
中间层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。
站控层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。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，同时用户可以通过系统软件发送指令至现场设备，实现远程遥控功能。
该系统的主要功能：
1） 数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础，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。
该功能使管理者能了解到各个回路的功率，功率因数，电流等重要的负荷参量，为主动调制提供了准确的依据。
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，显示低压配电系统电气一次主接线图，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。
3） 电能管理
自动进行日、月、年的电能统计，同时生成日、月、年报表等。该功能为管理者提供便捷的准确的报表，各回路用电量的分析后，为主动调制提供了详尽的材料。
4） 运行负荷曲线
定时采集进线及重要回路电流负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。
该功能可以观察往年同期各回路的负荷曲线，可以找出各回路用电的规律性。从而使主动调制更加准确合理。
5） 报警设置
负荷上限设置 ：可以为高压进线负荷、各变压器负荷分别设置上限，当实时数据超过上限，该数据有黑色变成红色，并且在实时报警和历史报警中都留下记录。如图
该功能可以对每台变压器设定负荷上限，以及对每个出线回路做上限设置，一旦超出负荷的上限，系统就会报警，并且在事件记录中形成记录。管理者可以通过他来管理和限电。
2.被动调制
被动调制主要是通过分时用电和浮动用电成本的途径来调节用电。有些高耗能的工厂的用电量巨大，然而电能价格对生产出来的产品的利润有很大的影响，基于此，我们在主动调制的基础上实施电能复费计量。
复费率抄表：可以进行尖、峰、平、谷时段设定，实现具有电能分时计费功能，该界面显示的为用电回路的电能复费率。调节峰、谷、平电价，设定好抄表时间，就能便捷的计算出电费。
系统附加功能：
1）故障报警及事故追忆
在配电系统发生运行故障时，会及时发出声光报警提示用户及时响应故障回路，同时自动记录事件发生的时间地点，以被用户查询，追忆故障原因。
2）用户权限管理
可根据买方要求添加和删除软件的用户数量和设置用户的权限。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。
三、方案特点：
该系统设计并实现了一套分散式采集和集中控制管理，省去了值班人员频繁现场抄表分析的烦琐，从系统的实时数据和历史数据出发，准确的对配电系统做出调整，从而能在用电高峰期优化生产。该方案提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。
四、结束语
这种主动调制与被动调制的解决方案实现了上海电气电站在最大允许负荷下持续生产的，达到利益的最大化。该方案的系统能测量到电站的用电质量参数，电能都用在了什么地方， 有没有电能浪费， 节能措施有没有收到应有的效果， 企业管理者都能很清楚的查到、监测到。变电站自动化是一个系统工程，要实现变电站自动化的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，作者相信在不太远的一段时间管理便捷化的变电站自动化系统，将有一个蓬勃的发展期。
参考文献
[1] 任致程、周中编著 电力电测数字仪表原理与应用指南 中国电力出版社 2007.4
[2] 朱立泉 变配电系统的智能管理系统分析 智能建筑电气技术 2007年第1卷第4期
[3] 王振生 解析《变配电所计算机监控系统》智能建筑电气技术 2006年第5卷第3期