皖能合肥電廠電能量計量管理系統設計方案
0 引言
電力工業是國民經濟發展中最重要的基礎能源產業，火力發電又是國家生、產、生活的主要用電來源。隨著國民經濟的迅速發展，用電需求的逐年上升，電能的消耗逐年刷新。據統計數據顯示2010年全國發電量41,413億千瓦時，比上年增長13.3%。在有限的煤資源的前提下，減少能源浪費，不僅要從用戶節約用電著手，更要從發電企業減少發電損耗著手。隨著計算機科學、網絡技術和網絡電能表的發展，電能數據的統計及管理已進入智能化、數字化、網絡化。本文就皖能合肥電廠電能管理系統為例介紹電能管理系統在電廠中的應用。
1 項目簡介
皖能合肥發電廠位于合肥市北部規劃的能源工業區內，電廠始建于六十年代，屬地區性電廠。電廠新建#5機組（1×600MW）已于2009年1月正式投入運行。本項目主要對廠內#5機組各高低壓回路用電狀況進行自動化管理。#5機組共包括：6kV備用段、綜合段、公用段、6kV工作段、6kV脫硫段、翻車機、輸煤段。各段開關室配電柜中均安裝了安科瑞電能表，詳細電表配置信息如表一所示。該電能表帶有RS485通訊端口，可為上位機提供電表所采集的電參量數據。為了能實現對電廠電能量數據進行自動采集、遠傳和存儲、預處理、線損統計及分析的電能綜合管理平臺，合肥電廠電能量管理系統采用了上海安科瑞電氣股份有限公司的Acrel-3000電能管理軟件，電能管理軟件把現場的電能儀表聯在一起，做到了自動采集、集中控制、智能管理。同時本電能管理系統還具備同廠內SIS（監控信息系統）以及MIS（管理信息系統）共享電能數據。
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開關室名稱 |
儀表數量 |
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6KV公用段開關室 |
＃5機鍋爐PC段15只ACR801E |
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＃5機汽機PC段10只ACR801E | |
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公用段PC段15只ACR801E | |
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6KV公用05B段16只ACR-72E | |
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6KV公用05A段16只ACR-801E | |
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6KV工作段開關室 |
5A段23只ACR-801E |
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5B段21只ACR-801E | |
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6KV備用段開關室 |
配電柜內1只ACR-800E,7只ACR-801E |
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綜合段開關室 |
配電柜內1只ACR-800E,5只ACR-801E |
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輸煤段開關室 |
配電柜內12只ACR-801E |
2 設計方案
2.1 設計標準
GB2887-2000 《計算站場地技術要求》
GB/T13729-2002 《遠動終端通用技術條件》
DL478-2001 《靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件》
DL/T400-2010 《繼電器和安全自動裝置技術規程》
DL/T 814-2002 《配電自動化系統功能規范》
DL/T634-2002 《遠動設備和系統傳輸規約基本遠動任務配套標準》
DL/T721-2000 《配電網自動化系統遠方終端》
DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》
GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術規程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質量驗收規范》
GB/T15145-2001 《微機線路保護裝置通用技術條件》
GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范》
GB/50198-2011 監控系統工程技術規范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》
DL/T5003-2005 《電力系統調度自動化設計技術規程》
2.2 系統結構
2.2 系統結構
整個系統采設計了一套Acrel3000電能管理系統，采用分層分布式結構，即現場設備層、網絡管理層、監控管理層，如圖1所示：
圖一
整套電力監控系統監控管理部分包括監控管理主機、打印機、UPS電源等；該配電系統分成七個部分：6kV備用段、綜合段、公用段、6kV工作段、6kV脫硫段、翻車機、輸煤段。其中6kV備用段及綜合段相距550米，設計將6kV備用段內所有電力儀表通過485總線連接至綜合段內通訊管理機，并經過光纖傳至網絡機房；翻車機、輸煤段距離網絡機房距離較遠，分別采用一個通訊管理機，并經過光纖傳輸至網絡機房；共用段內71快電力儀表與6kV工作段內電力儀表均連至公用段內通訊管理機，并通過光纖傳至網絡機房；脫硫段6kV內所有電力儀表均通過485總線連至公用段內通訊管理機，與公用段內電力儀表信號一起傳輸至網絡機房。
配電系統的數據采集主要通過現ACR網絡多功能儀表及PT、CT將現場各回路電力系統運行參數，包括電流、電壓、功率等遙測信息以及斷路器分合閘狀態、保護信息以及故障等開關量狀態；現場設備將所采集和處理過的信號經屏蔽雙絞線上傳只通訊管理機經光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級單元相互獨立的存在于整個通訊網絡中，增強了整個系統的可靠性及可用性。ACR網絡多功能儀表及微機綜合保護裝置采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。
整個配電系統以計算機站控管理系統為核心，采用現代通訊技術，對整個配電系統的用電狀況進行統一管理，實時監測每個環節、每種設備的用電量；實時監測、監督電能質量，及時發現用電故障，避免用電的浪費。
2.3 主要實現功能
電能統計及分析
對信號采集系統所采集實時數據進行統計、分析、計算，將數據進行定時存儲。并通過計算產生每日/周/月/年用電量；每日/周/月/年最大負荷及最大負荷出現時間，對存在故障隱患的設備及時提出整改；通過電能分時計量累計電費，對不合理用電單位提出科學合理的改進；通過邏輯運算計算出設備正常、異常出現次數，存儲事故發生時間、原因。電能報表及電能棒圖分別如圖2所示：
圖二
畫面顯示
19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面，實時顯示配電系統各種信息畫面，包括各斷路器當前狀態、各回路當前電壓、電流、功率等測量值的實時信息。聲光提示報警信息、保護設備動作及復位信息。實時畫面如圖3所示：
圖三
數據共享
實現基于“電量采集服務器”的“鏡像服務器”，其中：“電量采集服務器”部署于Ⅱ區生產網內，為生產區用戶服務（值長等生產人員）。“鏡像服務器”也部署于Ⅱ區生產網內，待網閘接入后在進行邏輯區的調整。
“電量采集服務器”與“鏡像服務器”之間以UDP模式進行數據傳輸。即將網閘串聯在“鏡像服務器”和“電量采集服務器”之間，并將“鏡像服務器”接入MIS網，供MIS網用戶（經營部門）訪問和應用。
3 系統特點
通訊線接點少，畫面顯示直觀，數據刷新快，及時反應現場設備的運行狀況，同時系統操作簡單，方便用戶使用，各種功能可根據用戶的需求靈活變化，系統的設計快捷方便，修改軟件也不繁瑣。
通訊線接點少，畫面顯示直觀，數據刷新快，及時反應現場設備的運行狀況，同時系統操作簡單，方便用戶使用，各種功能可根據用戶的需求靈活變化，系統的設計快捷方便，修改軟件也不繁瑣。
4 結束語
本文的配電自動化監測報警系統功能平臺，實現的是基于B/S結構模式下的一種監測軟件，在電力監控系統中配置網絡電力儀表，方便實時地監控配電系統的運行狀態，對現場的用電設備進行統一管理，免去工作人員到現場記錄的繁瑣工作，逐步提高配電自動化監測報警的水平。
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