Acrel-3000电能管理系统在高岛屋的应用

1 概述 

    高岛屋百货公司具有180年历史的高岛屋是日本最大的连锁百货公司之一，在日本国内拥有20余家连锁店，2007年营业收入位居全日本百货公司之首。迄今为止，高岛屋百货只在海外开设了3家连锁店，即纽约、台北和新加坡，均在当地销售排行榜中位居前列，其中新加坡高岛屋和台北高岛屋已连续多年蝉联当地百货业销售额冠军。

    上海高岛屋百货选址于虹桥路与红宝石路当中黄金地段的古北国际财富中心二期，财富中心二期总高30层，是一幢含高档商业、五星级酒店及购物中心等于一体的超5A甲级智能化商务楼宇。

    我司承接本项目的电能管理系统，实时采集楼层用户终端电能计量表的数据，用于分析、管理用户的用电情况，以便于用户对楼层用电情况的实时了解。

1 需求分析

    本电能管理系统的实施，在以下各方面达到预定的目标：

    1）掌握各终端用户电力设备运行情况；

    2）对电能管理系统中各种状态监测、历史数据生成报表，系统可以设计和管理多种报表样式，实现日、月、年报表管理； 

    3）数据记录和故障数据记录；

    4）提高电力管理系统运行管理效率，大幅提升管理水平；

    5）实现故障信息报警，报警查询，可以设置预报警信号和故障报警信号，通过声光、界面等方式提示用户，待用户确认后复位，并可以提供报警信息打印功能。

    6）强大的用户管理功能，系统记录各管理员运行记录、操作记录等，并设置多级用户，分别赋予不同权限以及相应密码，确保操作安全。实现各变电站无人或少人值班；

2  系统方案

    监控系统主要实现对上海高岛屋终端用户进行电能管理。监控范围为终端用户的远程实时数据采集、处理、分析、显示。系统于楼层强电井内接入461只终端计量仪表，分为22条总线，总线直接接入值班室内采集设备，从而在监控主机上实现总线上仪表与监控主机的数据连通。如下图所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

    1）站控管理层

    站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控机、显示器、UPS、打印机等。

    2）网络通讯层

    通讯层主要是由两台NPORT5610-16串口服务器、协议隔离转换器、以太网设备及总线网络组成。NPORT5610-16串口服务器主要功能是监测现场智能仪表；以太网设备及总线网络的主要功能是实现数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，极大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。

    3）现场设备层

    现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该门卫处监控主机进行组网，实现远程控制。

智能仪表现场连接示意

    现场仪表以手拉手方式通过屏蔽双绞线(RVVSP2*1.0)进行通讯连接，每根总线连接智能仪表数量在24只左右，然后将数据上传至串口服务器NPORT5630-16，进而将数据上传至当地监控终端。具体连接示意图如下所示：

    用户侧采用终端计量仪表DDSD1352-C和DTSF1352-C,能够测量单相(三相)电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等。

3  系统功能

功能特点

    本系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠。点击相应快捷按钮即可进入相应的系统功能模块；系统具有终端计量仪表用电量显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统提供了友好的人机交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远程显示功能。

登录界面

    软件在启动后输入对应的密码，才可进入监控系统界面，查看监控数据，否则无法查看。用户名分为“管理员”和“操作员”，两者权限不同，操作员只能操作部分功能，管理员拥有最高权限。

    整个界面分为三块，标题界面、系统界面和菜单切换界面。

标题界面

    在标题界面中，将显示当前登录用户及系统当前时间。

菜单切换界面

    菜单切换界面排布的按钮为系统各个功能切换按钮。通过点击不同的功能按钮，就可进入相应的功能界面。

系统界面

系统界面

    系统界面可查看各配电回路的用功情况以及主要的电参量。主要数据包括：三相电流，电能。当选择以“管理员”身份登录系统后，可在系统一次图中点击回路名称，直接对回路名称进行修改，修改后系统会自动保存。

通讯状态

通讯状态功能

    进入通讯状态后，能够看到整个系统的分布式网络结构，该系统具有网络诊断功能。能实时监控系统网络通讯状态，出现网络故障时，系统自动显示故障线路及具体单元。

电能报表

电能报表功能

    用电量的管理以报表形式呈现，该报表可以呈现系统运行期间的任意时间段内的各回路用电，并制作在一张表内，可方便查询。

    通过调节开始时间和结束时间，可显示此时间段内的用电量。

    该报表可以以电子表格的方式导出，同时具备打印功能。

报警及事件

    实时报警

遥测实时报警功能

    实时报警窗口监测系统所采集的遥测量。报警窗口会在系统运行时自动打开，并一直隐藏在后台。

    当有电流或者电压越限，并且触及报警界限时，“相应实时报警”窗口就会自动弹出，并以红色字体显示具体的报警信息：回路名、越限的电参量、报警值等。

    历史报警

报警历史查询功能

    在历史报警界面中点击查询按钮，通过调节开始时间和结束时间，即可查询到过去任意时间段内的系统报警信息，包括遥测报警和遥信报警，还包括具体的报警时间，报警类型，报警内容等。

系统事件

系统事件查询功能

    可以查看当前状态下系统的各部分运作情况，选择“事件查询”，可以查询任意时刻的运作情况。

用户管理

    点击菜单栏的“用户管理”、“用户登录”、“用户注销”。

    系统为用户提供了3项与用户身份和管理有关的功能。“用户登录”可以实现登录用户身份的切换；已登录用户可以通过“用户注销”删除登录用户的身份；“管理员”可以通过“用户配置” ，修改所有用户的登录密码；”管理员“可以使用“添加删除”增添用户身份，也可以删除已有的用户身份。

4  结束语

    在当今配电设施的应用中，大型商业建筑的配电安全性至关重要，本文介绍的Acrel-3000电能管理系统在上海高岛屋的应用，可以实现对变电所供配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示变电所内各配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框、语音提示、短信报警灯，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为工厂解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的企业效益。

参考文献：

[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4

[2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10

作者简介：范曼曼，女，本科，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电力监控与电能管理系统，Email: 2880157853@qq.com 电话：021-59104832