摘要：本文總結(jié)了電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。通過列出項(xiàng)目實(shí)例，詳細(xì)介紹了電力監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑電力系統(tǒng)運(yùn)行和節(jié)能中的應(yīng)用，以及在推廣和發(fā)展中需要改進(jìn)的問題。

關(guān)鍵詞：民用建筑；電力監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用于運(yùn)行和節(jié)能

引言

 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)和城市建設(shè)的加快，智能建筑已經(jīng)從發(fā)達(dá)城市發(fā)展到普通城市，電力監(jiān)控系統(tǒng)作為智能建筑的重要組成部分，已成為電力系統(tǒng)管理中不可huo缺的技術(shù)手段。通過這種智能管理，提高了電力系統(tǒng)的可靠性、安全性和連續(xù)性，便于及時(shí)、全面、快速地掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件，簡(jiǎn)單、有效地分析電力負(fù)荷變化、電能消耗和電能質(zhì)量，提高電力使用效率，節(jié)約電力成本，并在電力監(jiān)控系統(tǒng)的幫助下，準(zhǔn)確、快速地判斷故障位置和故障原因。

一電力監(jiān)控系統(tǒng)概述

 電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，分為三層：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、通信轉(zhuǎn)換層和系統(tǒng)管理層。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)置在電力線路系統(tǒng)中的配電現(xiàn)場(chǎng)，負(fù)責(zé)收集、保護(hù)和控制各種電力現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)參數(shù)和信息狀態(tài)，執(zhí)行監(jiān)控系統(tǒng)的各種動(dòng)作指令和管理操作；通信轉(zhuǎn)換層設(shè)置在電力線路系統(tǒng)中的配電現(xiàn)場(chǎng)，分布式布局，相互獨(dú)立，相互影響，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的通信轉(zhuǎn)換和與系統(tǒng)管理層的數(shù)據(jù)交換。負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的各種電力智能監(jiān)控和第三方設(shè)備收集的相關(guān)信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并進(jìn)行組合、配電和轉(zhuǎn)發(fā)；監(jiān)控中心設(shè)置系統(tǒng)管理層，管理主機(jī)與通信轉(zhuǎn)換層子站相互通信，以太網(wǎng)形式進(jìn)行局域網(wǎng)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)信息的交換和管理。

 電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能：

 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行、數(shù)據(jù)采集和處理；電能質(zhì)量監(jiān)控和管理；事件報(bào)警信息和記錄；遠(yuǎn)程控制和操作；歷史數(shù)據(jù)管理和各種報(bào)告打印。

二電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在民用建筑電力系統(tǒng)運(yùn)行和節(jié)能中的應(yīng)用

1工程實(shí)例

 辦公樓分為主樓、東附屬樓、西附屬樓三部分，主樓建筑面積10萬(wàn)m2,東西附屬樓各1.5萬(wàn)毫米2。電力系統(tǒng)分為三個(gè)變配電室。主樓變配電室作為總變配電室，高壓電源采用雙電源進(jìn)線中間母聯(lián)的形式。高壓饋線包括主樓和東西附屬樓的高壓電源，共8個(gè)。主樓配電室低壓配電系統(tǒng)作為獨(dú)立部件，共有4臺(tái)SCB9-2000KVA-AF(10/0.4KV)干式變壓器，其中2臺(tái)為主樓照明動(dòng)力，低壓配電采用兩進(jìn)線一母聯(lián)的形式，低壓饋出線90多條。另外兩個(gè)是空調(diào)制冷設(shè)備，每個(gè)變壓器和低壓配電系統(tǒng)都與制冷設(shè)備相對(duì)應(yīng)。東西附屬樓變配電室有兩個(gè)SCB9-800KVA-AF(10/0.4KV)干式變壓器和低壓配電系統(tǒng)采用兩進(jìn)線一母聯(lián)的形式，低壓饋線60多條，主要負(fù)荷為普通照明和動(dòng)力。由于變配電室相對(duì)分散，距離長(zhǎng)，建筑功能不同，電力負(fù)荷性能不同，電力系統(tǒng)采用電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，三層結(jié)構(gòu)如下：

（1）系統(tǒng)管理層。主樓變配電室為主監(jiān)控中心，東西附屬樓為兩個(gè)子工作站。各工作站電力監(jiān)控系統(tǒng)采用電力專用監(jiān)控軟件、Windows2003/XP中文版操作系統(tǒng)、SQLserver2005數(shù)據(jù)庫(kù)作為服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。支持DDE、OPC、ODBC接口和與建筑控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

（2）通信轉(zhuǎn)換層。主通信網(wǎng)絡(luò)采用100MTCP/IP光纖以太網(wǎng)，子工作站通過OPC轉(zhuǎn)發(fā)接口連接TCP/IP以太網(wǎng)與主樓監(jiān)控中心系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三個(gè)區(qū)域配電室的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)交換，方便值班人員查看電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。為了提高數(shù)據(jù)交換速度和通信的穩(wěn)定性和可靠性，系統(tǒng)采用IEE802.3(TCP/IP)通信標(biāo)準(zhǔn)、星形結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)RS485接口、5類UTP或Fibercable網(wǎng)線傳輸，傳輸速率達(dá)到100m標(biāo)準(zhǔn)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。PM800系列電力參數(shù)測(cè)試儀和相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備配備了高壓進(jìn)線、高壓母線、低壓進(jìn)線和低壓饋線。該設(shè)備不僅可以實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的各種參數(shù)，還可以通過RS485接口將MODBUS通信協(xié)議傳輸?shù)较到y(tǒng)管理層。

2在民用建筑電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用價(jià)值

（1）與傳統(tǒng)的手動(dòng)管理模式相比，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時(shí)、全面地掌握電氣運(yùn)行信息，提高電氣運(yùn)行的安全性和可靠性。例如，系統(tǒng)實(shí)時(shí)、定期地收集電氣設(shè)備的模擬量和開關(guān)量；直接讀取各配電站和線路檢測(cè)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算和存儲(chǔ)。通過系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控和信息共享，可以減少甚至取消子工作站的運(yùn)行管理人員，節(jié)省人工管理成本。

（2）電力監(jiān)控系統(tǒng)具有報(bào)警和事件管理功能和網(wǎng)絡(luò)診斷故障功能。方便監(jiān)控中心管理人員全面了解電氣運(yùn)行情況，準(zhǔn)確快速判斷故障位置，查明故障原因，幫助電氣維修人員及時(shí)解除故障，提高電氣安全、可靠性和可持續(xù)性。

（3）系統(tǒng)可以通過曲線和數(shù)據(jù)表直觀地顯示歷史數(shù)據(jù)，用戶可以很容易地選擇查看電路的歷史數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析，可以監(jiān)控關(guān)鍵電路的電流和功率變化，及時(shí)糾正和預(yù)測(cè)故障，管理設(shè)備的運(yùn)行部署。

3民用建筑電力系統(tǒng)節(jié)能的應(yīng)用價(jià)值

(1)通過分析監(jiān)控系統(tǒng)各用電負(fù)荷的電能消耗數(shù)據(jù)和電力參數(shù)，可以分配、測(cè)量和監(jiān)控配電系統(tǒng)各用電負(fù)荷，減少三相電流不平衡，避免電能浪費(fèi)。

（2）根據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)記錄的峰谷電力消耗數(shù)據(jù)分析，合理采用運(yùn)行模式和周期，減少不必要的設(shè)備購(gòu)買，減少資本投資，節(jié)約電能。

（3）通過對(duì)電力參數(shù)的實(shí)時(shí)分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能消耗異常。如果出現(xiàn)諧波問題或功率因數(shù)過低，可采取有效措施進(jìn)行設(shè)備改造或補(bǔ)償，避免過度電能損耗和設(shè)備老化。

4電力監(jiān)控系統(tǒng)在推廣應(yīng)用過程中需要解決和改進(jìn)的問題

（1）應(yīng)用產(chǎn)品和制造商較多，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不同，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，限制了電力監(jiān)控系統(tǒng)的推廣和發(fā)展。例如，制冷機(jī)組自身的電氣控制設(shè)備不能與電力監(jiān)控系統(tǒng)共享通信和信息，電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集不足。

（2）電力監(jiān)控系統(tǒng)投資規(guī)模大，特別是對(duì)精度高、傳輸速度快的監(jiān)控元件。一般來(lái)說(shuō)，電力監(jiān)控占變配電系統(tǒng)投資的30%-40%。一些業(yè)主自籌資金，在預(yù)算不足的情況下相應(yīng)減少電力監(jiān)控投資。

（3）用戶對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的意識(shí)不高，管理人員的業(yè)務(wù)能力和知識(shí)水平不高，系統(tǒng)利用率低。有些用戶只作為裝飾，忽視了其應(yīng)用價(jià)值，造成了誤解，造成了系統(tǒng)推廣和開發(fā)的障礙。

三安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

1概述

 對(duì)于用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級(jí)），通過微機(jī)保護(hù)裝置、開關(guān)柜綜合控制裝置、電氣接觸無(wú)線溫度測(cè)量產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、配電室環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備、弧光保護(hù)裝置等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電站、配電、電力安全運(yùn)行和綜合管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開關(guān)站、變電站和配電室。

 Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和無(wú)人值守的要求，為35kV及以下電壓等級(jí)開發(fā)的分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)開放、網(wǎng)絡(luò)、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，集電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)于一體，集保護(hù)、監(jiān)控、控制、通信等功能于一體。適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城市網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)變電站的全面控制和管理，滿足變電站無(wú)人值守的需要，為變電站的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

2應(yīng)用場(chǎng)所

 適用于軌道交通、工業(yè)、建筑、學(xué)校、商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶供配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

3系統(tǒng)架構(gòu)

 Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，網(wǎng)絡(luò)模式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶電力規(guī)模、電力設(shè)備分布和面積綜合考慮網(wǎng)絡(luò)模式。

4系統(tǒng)功能

 實(shí)時(shí)監(jiān)控；電參量查詢；曲線查詢；運(yùn)行報(bào)告；實(shí)時(shí)報(bào)警；歷史事件查詢；電能統(tǒng)計(jì)報(bào)告；

 用戶權(quán)限管理；電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)；遙控功能；故障錄音；事故記憶；Web訪問；APP訪問；

5系統(tǒng)硬件配置

四結(jié)束語(yǔ)

 電力監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑中發(fā)揮著越來(lái)越多的作用，其優(yōu)良的電力監(jiān)控功能和節(jié)能效果，特別是與建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)的綜合管理，可以節(jié)省更多的人工管理費(fèi)用，節(jié)省時(shí)間，操作和查詢更方便，具有更明顯的經(jīng)濟(jì)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電力監(jiān)控系統(tǒng)正在向更高、更深入的領(lǐng)域發(fā)展和應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]姜傳超.電力監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑電力系統(tǒng)運(yùn)行和節(jié)能中的應(yīng)用。

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版