安科瑞 繆凱倫
摘要:隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、城鎮(zhèn)化率的不斷提高,中國(guó)城鎮(zhèn)建筑面積逐年增加,同時(shí)建筑的高能耗問(wèn)題也變得日益凸顯。數(shù)據(jù)顯示:截止至2013年底,中國(guó)(城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村)既有建筑面積已達(dá)500億平方米以上。另?yè)?jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)建筑運(yùn)行能耗約占全社會(huì)總能耗的27.5%,其中大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%,但總能耗卻占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%,大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70~300KWh,為普通居民住宅的10~20倍。本文就上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心配電監(jiān)控系統(tǒng)做一簡(jiǎn)單介紹,本系統(tǒng)采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過(guò)安科瑞配電監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
關(guān)鍵詞:上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心 能耗管理 無(wú)人值守 節(jié)能改造 智能配電系統(tǒng) 配電自動(dòng)化
0 引言
智能電網(wǎng)是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。根據(jù)智能電網(wǎng)研究框架體系,智能電網(wǎng)建設(shè)主要抓住發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個(gè)環(huán)節(jié)。“配用電"環(huán)節(jié)即為電網(wǎng)用戶(hù)端。用戶(hù)端消耗著整個(gè)電網(wǎng)80%的電能,用戶(hù)端智能化用電管理對(duì)用戶(hù)可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系,使用智能儀表以及智能用電管理終端設(shè)備,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶(hù)的雙向良性互動(dòng)。上海地區(qū)已經(jīng)初步建設(shè)了區(qū)域能耗平臺(tái),通過(guò)各個(gè)區(qū)域大型商業(yè)建筑,公共建筑上傳的能耗數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)掌握整個(gè)地區(qū)的能耗使用情況,指導(dǎo)區(qū)域各終端用戶(hù)的用能,在用電高峰期合理分配能源走向,培養(yǎng)用戶(hù)合理用電意識(shí),規(guī)范區(qū)域用戶(hù)的用能,對(duì)惡性負(fù)載和不合理用能的處罰提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)依據(jù)。
安科瑞配電監(jiān)控系統(tǒng)正是針對(duì)以上趨勢(shì)而研發(fā)的用戶(hù)端配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心變電所內(nèi)的部分重要回路進(jìn)行計(jì)量,通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)回路用電量的實(shí)時(shí)計(jì)量、存儲(chǔ)、分析,以表格或圖形的形式來(lái)顯示整個(gè)計(jì)量體系用電狀況,找出高能耗點(diǎn)或不合理用能習(xí)慣,為有效節(jié)約能源,用戶(hù)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)支撐。
本文以上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心為例,簡(jiǎn)單介紹安科瑞配電監(jiān)控系統(tǒng)在上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。
1 項(xiàng)目介紹
上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心(SIMC)位于浦東新區(qū)的上海國(guó)際醫(yī)學(xué)園區(qū)內(nèi)的國(guó)際醫(yī)院區(qū),是一所包含外科、內(nèi)科、婦產(chǎn)科、兒科、 眼科、耳鼻喉科、口腔科、醫(yī)療美容、內(nèi)窺中心、生殖中心、健康體檢科等科室的綜合型國(guó)際醫(yī)院,設(shè)有450張病床,其中包括100張ICU和HDU。 病房將以單人間和雙人間為主,并將導(dǎo)入“3H"(Hospital醫(yī)院、Hotel賓館、Home家)醫(yī)療模式,提供溫馨的國(guó)際規(guī)范化服務(wù)。醫(yī)院將由新加坡百匯醫(yī)療集團(tuán)管理經(jīng)營(yíng),計(jì)劃2014年3月28日試運(yùn)營(yíng),6月正式運(yùn)營(yíng)。
本項(xiàng)目主要針對(duì)國(guó)際醫(yī)學(xué)中心的1#、2#變電所內(nèi)的進(jìn)線回路和饋線回路進(jìn)行電力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,再已經(jīng)相關(guān)建筑能耗的分類(lèi)、分項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)用能進(jìn)行整理,整理的數(shù)據(jù)根據(jù)浦東公共建筑能耗平臺(tái)要求上傳。
2 用戶(hù)需求
①標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況:龐大的系統(tǒng)具有多畫(huà)面切換及畫(huà)面導(dǎo)航的功能;分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫(huà)面。主畫(huà)面可以顯示各個(gè)回路的運(yùn)行狀態(tài),并具有回路帶電、非帶電機(jī)故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新。
②軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù)賦予不同權(quán)限,從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性。
③電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新,并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱(chēng)、CT變比、電流越限值及開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息,且可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)上傳。
④對(duì)其負(fù)載繪制電流趨勢(shì)曲線,便于分析該回路配電運(yùn)行工況
⑤越限報(bào)警,針對(duì)客戶(hù)的特定回路來(lái)設(shè)置越限報(bào)警
⑥對(duì)各回路的電能集抄功能,并自動(dòng)生成符合客戶(hù)管理需求的用電報(bào)表
⑦報(bào)警事件記錄,便于維護(hù)人員來(lái)根據(jù)事件發(fā)生的時(shí)間性質(zhì)對(duì)電路進(jìn)行維護(hù)。
⑧系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn),且可通過(guò)Internet訪問(wèn)。
⑨系統(tǒng)的部分能耗數(shù)據(jù)須上傳至上海浦東區(qū)域能耗平臺(tái)。
3 設(shè)計(jì)方案
3.1參考標(biāo)準(zhǔn)
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
GB2887 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
DL/T 698.31-2010 《第3.1部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》
DL/T 698.35-2010 《第3-5部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》
DL/T 698.41-2010 《第4-1部分:通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》
DL/T 698.42-2010 《第4-2部分:通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》
DL/T/814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》
3.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
鑒于上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心的建筑規(guī)模、性質(zhì),以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì),安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶(hù)的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn),對(duì)該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì):上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心所有監(jiān)控點(diǎn)位現(xiàn)已安裝智能電力儀表,且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場(chǎng)安裝的智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線以手拉手式相連,數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至主機(jī)所在的值班室。數(shù)據(jù)總線通過(guò)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)示意圖1所示。
圖1
4 系統(tǒng)功能
上位機(jī)軟件采用安科瑞自主研發(fā)的配電監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等,完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。
4.1 功能特點(diǎn)
安科瑞配電監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡(jiǎn)單方便;運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好,顯示數(shù)據(jù)直觀,方便用戶(hù)查閱。
4.2系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介:
4.2.1登陸界面
軟件的界面可以根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和客戶(hù)的要求來(lái)設(shè)計(jì)。初始界面為“登錄界面",選擇用戶(hù)名,輸入相應(yīng)密碼,則進(jìn)入查看數(shù)據(jù),否則無(wú)法查看數(shù)據(jù)。
4.2.2通訊示意圖
通訊示意圖為拓?fù)鋱D,顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。其中紅色表示正常通訊,綠色表示通訊中斷。界面如圖所示。
通訊示意
4.2.3配電系統(tǒng)圖
配電系統(tǒng)圖顯示整個(gè)配電系統(tǒng)的整體架構(gòu),便于管理人員快速了解配電系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu),參數(shù)界面實(shí)時(shí)顯示的電力參數(shù)數(shù)據(jù)可以反映配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。配電系統(tǒng)界面如圖4所示,詳細(xì)參數(shù)如圖所示。
由圖4、圖5就可以看出整個(gè)配電系統(tǒng)的分布、運(yùn)行狀態(tài)以及以及主要的電參量。主要的電參量數(shù)據(jù)包括三項(xiàng)電流,三項(xiàng)電壓,進(jìn)線回路的功勞、電能、功率因數(shù)、回路名稱(chēng)以及出現(xiàn)回路的相應(yīng)電參量。
4.2.4 電參量報(bào)表
電參量報(bào)表主要的數(shù)據(jù)包括:三相電壓,三相電流,電能,有功功率,無(wú)功功率,功率補(bǔ)償因數(shù),頻率。
該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間抄表等功能,將每塊電表的顯示數(shù)據(jù)以報(bào)表形式呈現(xiàn),選擇相應(yīng)的柜體,再選擇要查詢(xún)的時(shí)間,即可顯示電壓,電流,有功功率,無(wú)功功率,功率補(bǔ)償因數(shù),頻率。界面如圖所示
報(bào)表打?。捍蛴‘?dāng)前報(bào)表的數(shù)據(jù);
數(shù)據(jù)保存:將當(dāng)前報(bào)表以Excel表格形式導(dǎo)出到所選擇的位置。
4.2.5 電能報(bào)表
電能報(bào)表將配電回路用電量報(bào)表形式呈現(xiàn),該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的月抄表,日抄表,小時(shí)抄表等功能,如下圖所示選擇回路,設(shè)定開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,點(diǎn)擊“查詢(xún)"按鈕,即可顯示此時(shí)間段內(nèi)的用電量,也可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖所示。
4.2.6 電流曲線
電流是配電系統(tǒng)的重要電力參數(shù)。本系統(tǒng)為重要回路設(shè)計(jì)了電流曲線,此曲線可以設(shè)置查詢(xún)時(shí)間,還可以任意放大、縮小某區(qū)間內(nèi)的曲線,便于管理人員準(zhǔn)確明了的掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖所示。
4.2.7實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警
本系統(tǒng)還針對(duì)主要電參量的遙測(cè)量(包括進(jìn)線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報(bào)警)。也能點(diǎn)擊打開(kāi)歷史報(bào)警調(diào)出歷史報(bào)警界面。實(shí)時(shí)報(bào)警主要分為遙測(cè)和遙信實(shí)時(shí)報(bào)警。
報(bào)警功能能夠幫助管理人員在較短的時(shí)間內(nèi)定位故障點(diǎn)位,提高了故障的排查效率,保障配電系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著用戶(hù)端配電系統(tǒng)智能化管理需求的提高。配電監(jiān)控系統(tǒng)已成為配電端用戶(hù)的必然選擇,本文介紹的安科瑞配電監(jiān)控系統(tǒng)在上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心項(xiàng)目中的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上海國(guó)際醫(yī)學(xué)中心配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,不僅能實(shí)時(shí)顯示配電系統(tǒng)各個(gè)回路的運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊功能,還可以和上層數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)的進(jìn)行分析、處理,實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的電能使用狀況、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及報(bào)警聲音提示,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究制定相應(yīng)的用能考核機(jī)制。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為配電系統(tǒng)終端用戶(hù)解決各個(gè)配電回路的具體用電不明的問(wèn)題,為后期電力系統(tǒng)的維護(hù)及制定節(jié)能措施提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。