摘要：企業(yè)電力管理系統(tǒng)是響應(yīng)國家節(jié)能降耗和精細(xì)能源管理號(hào)召的產(chǎn)物，旨在提高終端電力效率，改變電力模式，同時(shí)滿足同樣的電力功能，實(shí)現(xiàn)電力和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，減少電力消耗和電力需求，實(shí)現(xiàn)安全用電、節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)“安全用電、經(jīng)濟(jì)用電、有序用電、智能用電"的用電目標(biāo)。2014年10月，第四水廠南站（即第七水廠）啟動(dòng)電力管理系統(tǒng)研究項(xiàng)目，shou批工廠配電網(wǎng)建立7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，集中管理電力和電力指標(biāo)。通過收集7個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)在線監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)讀取和故障異常報(bào)警功能，為安全用電提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)依據(jù)，確保正常生產(chǎn)，及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)電力指標(biāo)信息；為水廠系統(tǒng)的實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：電能管理；安全用電；在線實(shí)時(shí)量控

一電能管理系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)包括兩部分:軟件平臺(tái)和硬件采集終端。采集終端主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能和防盜功能，實(shí)時(shí)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)電能監(jiān)控器，采集終端直接將數(shù)據(jù)傳回服務(wù)器，將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，通過C/S或B/S可以查詢數(shù)據(jù)。一般來說，它主要具有以下功能：（見圖1）

圖1北京自來水集團(tuán)能效管理系統(tǒng)系統(tǒng)

1在線實(shí)時(shí)監(jiān)控功能

（1）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用電數(shù)據(jù)（三相電流、線電壓、相電壓、電量、功率因數(shù)、頻率、負(fù)荷率、有功功率、無功功率、溫度）的采集功能。

（2）采集終端設(shè)備參數(shù)可遠(yuǎn)程設(shè)置，實(shí)現(xiàn)軟件獨(dú)立凍結(jié)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)每5分鐘自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，以曲線和圖表的形式顯示。

（3）具有自動(dòng)和人工實(shí)時(shí)召測(cè)功能。

（4）具有全部、分組、單個(gè)主要設(shè)備抄錄功能。

（5）具有自動(dòng)路由功能，完成用電終端通信。無需人工干預(yù)。

2電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控功能

（1）自動(dòng)檢查企業(yè)電能質(zhì)量，顯示功率因數(shù)、線電壓偏差、相電壓偏差、線（相）電壓不平衡、電流不平衡、頻率偏差、電壓（電流）相位角、電壓（電流）諧波含量、諧波畸變率等。

（2）上述數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析；通過圖表和曲線顯示，為電力管理者提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持，便于控制企業(yè)的電力狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電力短板。

3異常報(bào)警功能

（1）為提高供電可靠性，系統(tǒng)自動(dòng)采集電能指標(biāo)異常事件（如頻率、溫度、電流超過上限、零線電流、諧波等指標(biāo)）。

（2）實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)和提交在線故障報(bào)警頁面，實(shí)現(xiàn)電力安全可靠。安全是一個(gè)很大的好處。

（3）實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的歷史(日、月、年)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析；電力、電費(fèi)的統(tǒng)計(jì)。(4)

（4）決策分析及報(bào)表功能。

二電能管理系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

“電力管理系統(tǒng)"由兩部分組成，一是電力管理數(shù)據(jù)中心，二是配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。(見圖2)

圖2系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

（1）電能管理數(shù)據(jù)中心是系統(tǒng)的核心，包括主站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和信息發(fā)布系統(tǒng)，即我們通常所說的平臺(tái)。主站系統(tǒng)：用戶接收配電系統(tǒng)傳感器采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，*最終將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中；同時(shí)向工廠傳感器發(fā)布指令，要求所需的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：主要用于存儲(chǔ)電能指標(biāo)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的處理結(jié)果。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：將采集到的電能數(shù)據(jù)處理成電能管理信息，系統(tǒng)集現(xiàn)代電能管理理念和電力技術(shù)于一體，相當(dāng)于電力用戶的電能ERP。該系統(tǒng)包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析模型、信息顯示模型、智能電力模型等。信息發(fā)布系統(tǒng)：向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)布水廠管理信息，相關(guān)人員可通過登錄互聯(lián)網(wǎng)獲取電能管理信息。該系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、信息安全系統(tǒng)等。

（2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):收集分布在七廠配電網(wǎng)中的電能數(shù)據(jù)，將電壓、電流、溫度的擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將電能數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)主站；主要設(shè)備有電能監(jiān)控器、485通信服務(wù)器、485通信網(wǎng)絡(luò)、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)等。系統(tǒng)將各種傳感器連接成網(wǎng)絡(luò)，與主站系統(tǒng)連接，形成上圖下半部分。

三電能管理系統(tǒng)軟件

“電力管理系統(tǒng)"軟件功能主要包括電力在線（實(shí)時(shí)）管理、電力分析、輔助決策、有序電力、設(shè)備運(yùn)行管理等主要功能，可模塊化定制開發(fā)，提供企業(yè)ERP系統(tǒng)接口。

“電能管理系統(tǒng)"的功能界面如下：（見圖3）

主頁顯示企業(yè)整體配電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境和電能參數(shù)，檢測(cè)配電網(wǎng)是否安全可靠。顯示異常信息和報(bào)警功能，為企業(yè)用戶提供可靠的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

圖3“電能管理系統(tǒng)"功能界面

1電能運(yùn)行圖

電能運(yùn)動(dòng)圖反映了當(dāng)前配電區(qū)域內(nèi)電能的運(yùn)動(dòng)情況和各取樣點(diǎn)的實(shí)時(shí)電能指標(biāo)，如電量統(tǒng)計(jì)、總負(fù)荷、總功率因數(shù)、負(fù)荷率、三相電流、電壓、零線電流和負(fù)荷的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。通過這個(gè)頁面，我們可以充分了解自己配電網(wǎng)中購買的電能的傳輸和運(yùn)動(dòng)情況。以下是圖例:(見圖4)

圖4電能運(yùn)行圖

2用電結(jié)構(gòu)圖

它反映了各用電點(diǎn)的用電結(jié)構(gòu)，即監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生產(chǎn)、辦公、生活等用電比例。通過圖表，可以客觀地反映監(jiān)測(cè)點(diǎn)用電結(jié)構(gòu)的合理性，指導(dǎo)用電的合理分配，使用電更加合理有序。以下是圖例：（見圖5）

圖5用電結(jié)構(gòu)圖

3實(shí)時(shí)電力運(yùn)行圖

通過對(duì)電能數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析和統(tǒng)計(jì)，從負(fù)荷、功率因數(shù)、電流、電壓等方面反映電力指標(biāo)、電力質(zhì)量指標(biāo)的變化和異常情況以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功耗，為電力管理人員提供電力安全標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)安全用電，防止事故發(fā)生。以下是圖例：（見圖6）

圖6電力實(shí)時(shí)運(yùn)行圖

四第七水廠電氣管理系統(tǒng)工作目標(biāo)

第七水廠位于豐臺(tái)區(qū)馬家堡以西，日供水能力2.2萬立方米，保證南城東至方莊西至洋橋區(qū)的供水壓力。在第七水廠建立電能管理體系，實(shí)現(xiàn)電能管理的可測(cè)量、可評(píng)估、可評(píng)估和可持續(xù)改進(jìn)。通過數(shù)據(jù)說話，通過與自身歷史情況和能效標(biāo)準(zhǔn)的比較，實(shí)現(xiàn)“量控"。

五工作內(nèi)容

第七水廠供電系統(tǒng)為10KV高壓兩路供電，共有2臺(tái)SCB9-800/10變壓器，報(bào)裝容量850KVA。電力管理系統(tǒng)在第七水廠設(shè)置7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為413(辦公照明總)、414-1（1）配水機(jī)電源、414-2（2*配水機(jī)電源）、423-1（3）配水機(jī)電源、423-2(熱泵)401(進(jìn)線)、402(進(jìn)線)集中管理電能和電能指標(biāo)。通過有線網(wǎng)絡(luò)通道采集54個(gè)運(yùn)行參數(shù)(電流、電壓、功率、溫度等)。)，然后通過無線GPRS將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谒乃畯S服務(wù)器，保存到oracle數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)在線監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)讀取以及故障異常報(bào)警功能。手機(jī)和電腦可以通過B/S結(jié)構(gòu)在任何地方登錄軟件系統(tǒng)。(見圖7)

圖7 第七水廠供電系統(tǒng)

六安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

1概述

用戶端消耗整個(gè)電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能用電管理對(duì)用戶可靠、安全、節(jié)約用電具有重要意義。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系，全面推進(jìn)用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設(shè)備用電管理解決方案，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動(dòng)。用戶端急需解決的研究?jī)?nèi)容主要包括:先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、智能建筑、智能電器、增值服務(wù)、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理等。

通過對(duì)用戶端用電情況的細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各種用電消耗情況，便于找出高能耗點(diǎn)或不合理的能耗習(xí)慣，有效節(jié)約用電，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

2應(yīng)用場(chǎng)所

（1）辦公建筑(商務(wù)辦公、大型公共建筑等))；

（2）商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等）；

（3）旅游建筑(酒店、娛樂場(chǎng)所等)))；

（4）科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）；

（5）通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)。)；

（6）交通建筑（機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等）。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

實(shí)時(shí)監(jiān)控、電能統(tǒng)計(jì)報(bào)告、詳細(xì)電參查詢、運(yùn)行報(bào)告、變壓器運(yùn)行監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史事件查詢

電能質(zhì)量監(jiān)控；遙控操作；用戶權(quán)限管理；通訊狀態(tài)圖；視頻監(jiān)控；用戶報(bào)告；APP支持；

5系統(tǒng)硬件配置清單

六小結(jié)

（1）現(xiàn)場(chǎng)用電數(shù)據(jù)可通過電能平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)采集。如發(fā)現(xiàn)電流不平衡等用電問題，應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)，通知維修人員檢查現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷，解決問題，消除安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）有針對(duì)性地治理用電短板，在解決問題的基礎(chǔ)上節(jié)約投資。

（3）當(dāng)工廠功率因數(shù)高，能夠滿足供電公司的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)終端設(shè)備功率因數(shù)低的實(shí)際情況，可以檢測(cè)現(xiàn)有電容器補(bǔ)償是否過度補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，提高整體標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到降低電費(fèi)的目的。同時(shí)，可考慮對(duì)特定設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)償，以提高設(shè)備的使用壽命。

（4）根據(jù)廠區(qū)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間和工藝，建議合理利用現(xiàn)行電價(jià)政策。采用“移峰填谷"。、通過“錯(cuò)峰填谷"等方式降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

（5）根據(jù)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，現(xiàn)有兩臺(tái)變壓器一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。同時(shí)，如果負(fù)荷不高，可以使用一臺(tái)變壓器和三臺(tái)配水機(jī)，節(jié)省生產(chǎn)成本。對(duì)于夏季管網(wǎng)壓力低、配水設(shè)備可能超負(fù)荷運(yùn)行的問題，選擇合理的運(yùn)行方式可以保證供水安全。可以考慮在未來的改造中降低變壓器的容量。隨著系統(tǒng)的長期運(yùn)行，針對(duì)系統(tǒng)提供的異常報(bào)警和檢測(cè)到的相關(guān)問題，優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)或生產(chǎn)工藝，提供相關(guān)的制度保障，預(yù)測(cè)電力環(huán)境的變化趨勢(shì)，指導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉盛，方健，王衛(wèi)國，夏錚.電能管理系統(tǒng)在自來水廠中的應(yīng)用

[2]朱成章，徐任武，需求側(cè)管理[M].中國電力出版社.1999年01期

[3]譚親躍，王少榮，程時(shí)杰等，繼電器，電力需求側(cè)管理.2005年17期

[4]謝効軒，皮洪琴，張德茗，電力需求側(cè)管理中的溝通模型[J].電網(wǎng)技術(shù).2007年02期

[5]楊志榮，把DSM推向21世紀(jì)電力需求側(cè)管理[J].2000年06期

[6]楊曉梅，張勇，王治華等，配管理系統(tǒng)中的需求側(cè)管理[J].2002年01期

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