大华调剂市场电能管理配电监控系统的设计与应用
徐霜1
1安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：介绍苏州大华调剂市场电能管理系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-3000电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控和电能管理。
0 概述
大华调剂市场位于太湖西路170号，一期开发总面积达1.5万平方米，经营户约400户，就业人员1000余人；2009年12月29日为满足市场需求大华调剂市场在原市场基础上向东又开发了大华调剂市场二期工程，占地面积约2万余平方米。现市场总体面积已经达到了3.5万元余平方米，800多个经营摊位，2000多名从业人员，市场交易额达到5亿元以上。大华调剂市场一期开发的各层商铺分布情况为：一楼为二手冰箱、空调、洗衣机、厨具、机械、小家电、劳保用品、；二楼为二手电脑、数码产品、电脑耗材；三楼为宾馆用品、家庭布艺、窗帘世界。市场二期开发的经营范围为：二手办公家具、柜台货架及专业家具的调剂。
本项目为苏州大华调剂市场电能管理系统。根据配电系统管理的要求，需要对苏州大华调剂市场的楼层进出线进行电力监控与电能管理，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最新发展，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一个有机的整体，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苏州大华调剂市场楼层配电箱进出线进行用电监控与电能管理；监控范围为分布于楼层各电井配电箱的仪表，对于这些多功能仪表进行远程实时监控和电能管理。该系统总计有41只仪表（均为PZ72L-E4/KCP），分6条总线，接入协议转换隔离器，最后通过屏蔽线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）网络拓扑图
间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表、开关量和智能断路器等。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。
网络通讯层主要为：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，一般都采用二根连线，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、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为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，最大传输距离为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；开关量显示；连续记录显示等。
2.3 历史事件
历时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。
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