上海安科瑞電氣股份有限公司
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基于智能電力監控儀表的合同能源管理系統解決方案
張婷
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801
1概述
合同能源管理是發達國家普遍推行的、運用市場手段促進節能的服務機制。節能服務公司與用戶簽訂能源管理合同，為用戶提供節能診斷、融資、改造等服務，并以節能效益分享方式回收投資和獲得合理利潤，可以大大降低用能單位節能改造的資金和技術風險，充分調動用能單位節能改造的積極性，是行之有效的節能措施。根據《中華人民共和國節約能源法》和《*關于加強節能工作的決定》（國發〔2006〕28號）、《*關于印發節能減排綜合性工作方案的通知》（國發〔2007〕15號）等文件精神，加快推行合同能源管理，促進節能服務產業發展是必然趨勢。
安科瑞合同能源管理系統結合自身產品研發優勢，根據現場實際情況采用現場總線或無線通訊中的一種或多種結合的*化的組網方式，實現遠程變配電監控、電能集抄與質量管理，同時也為用戶節約了大量的一次投入成本。公司研發的系統組態平臺集成了國內外多種工業現場通訊規約，如IEC60870-5-101/102/103/104、CANBus、PorfiBus、DNP、CDT、ModBus等，以及的IEC61850通訊體系，可支持大量的第三方智能化設備或進口設備的接入，*的系統架構支持信息共享和Web發布，解決了配電監控信息孤島的難題。專家報表的自動生成大大減輕了值班人員的工作量，提高節能管理的工作效率。
2 能源管理系統計量體系宜選電力儀表
建立合同能源管理系統，應先建立計量體系。數據先于決策，節能始于計量。為了不重復投資，造成浪費，能源管理系統應與配電系統一體化，直接在配電系統中采集能耗數據。
電能計量宜采用電力儀表作為內部管理電表，不宜用收費電表。在電能管理中，供電部門一般會在總進線處安裝收費電表。考慮內部電能計量與節能管理的需要，在用戶安裝收費電表的基礎上安裝電力儀表，用于內部電能管理。因此用戶可自主選擇采購，但應注意制造商是否有電力儀表（電能部分）的計量許可證。電力儀表可以完成對各回路、各功能區的分項電能數據的采集，通過后臺電能管理系統完成電能分項計量。
表1 收費電表與電力儀表之比較
| 內容 | 收費電表 | 電力儀表 | |
| 外形圖 | |||
| 安裝方式 | 掛壁式安裝，應單獨設置電表箱，不易安裝在低壓柜、動力箱、照明箱內 | 導軌式安裝，易安裝在動力箱、照明箱內 | 嵌入式安裝，易安裝在低壓柜、動力箱的門板上 |
| 通訊規約 | DL/T645規約與配電系統不兼容 | Modbus協議或DL/T645規約， Modbus協議可與配電系統兼容 | |
3 合同能源管理表計的選型方案
3.1 高壓回路或低壓進線回路選ACR330ELH儀表
該表為電能質量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數、波形因子、電流K系數、電壓與電流不平衡度計算；電網電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T645規約。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進線柜，見圖1。
| 圖1 ACR330ELH電力儀表 |
3.2 低壓聯絡或出線回路選ACR220ELH電力儀表
該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統計、zui大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯絡柜、出線柜，見圖2。
圖2 ACR230ELH電力儀表
3.3 動力柜、照明箱選ACR120EL電力儀表或導軌式電表
ACR120EL電力儀表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統計、zui大需量統計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協議。外形尺寸：開孔尺寸80×80mm，開孔尺寸72×72mm。適用于動力柜，見圖3。
| 圖3 ACR120EL電力儀表 |
DTSD1352導軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統計、zui大需量統計；電流規格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于動力柜，見圖4。
| 圖4 DTSD1352導軌式電表 |
DTSF1352導軌式電表主要功能：電流規格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于照明箱的三相電能計量，見圖5。
| 圖5 DTSF1352導軌式電表 |
照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規格1.5（6）A、5（20）A、10（40）A、20（80）A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數。適用于照明箱的電流、電壓測量；單相電能計量，見圖6。
| 圖6 DDSF1352導軌式電表 |
4 合同能源管理系統
系統由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成，見圖7。
站控管理層針對能耗監測系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的zui上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業級計算機、打印機、UPS電源等組成。監測系統軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。
網絡通訊層主要是由通訊管理機、以太網設備及總線網絡組成。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控制命令。
現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳存儲的能耗數據。測量儀表擔負著zui基層的數據采集任務，其監測的能耗數據必須完整、準確并實時傳送至數據中心。
圖7 系統拓撲圖
5 系統功能
5.1 前臺人機交互界面
設計適合客戶要求的交互界面；標準圖元庫，方便調用組合；實時數據采集和顯示；數據信息的自動邏輯計算和處理；設備參數遠程更改設定；合、分閘狀態顯示和強制操作。
5.2 曲線及報表管理設置
客戶要求的電參量的趨勢曲線；正/反向有/無功電度的歷史趨勢；設計滿足客戶需求的各種報表；自動生成電能計量的日、月、年報表；可根據常用的MS Excel設置模板并生成相應報表，使用戶輕松使用；查詢任意時刻報表、顯示并打印。
5.3 后臺數據庫管理
應用廣泛的數據庫軟件如Access、MSSQL；建立開放式、網絡化數據庫；存儲年限或所有的數據信息；軟件系統實現的動態鏈接庫；實時數據信息更新安全可靠；支持C/S、B/S方式，實現數據遠傳。
5.4 多級權限用戶管理
密碼登錄后臺，保證設置安全；高權限對低權限管理，分級操作，各權限均具修改密碼功能。
5.5 通訊管理設置
各串口自主配置，操作方便；不同設備的通訊協議選擇；通訊波特率自主選擇；系統根據選擇結果自動對該前置機某端口所連各設備進行統一的遙控配置。
5.6 網絡功能
雙機熱備功能，支持雙機、雙網、雙設備等冗余，并采用熱備份的形式確保系統穩定可靠的運行，配置簡單、方便。網絡上任意一臺機器可為I/O服務器（即前置機），網絡上的其他機器可方便地從該機器上獲取數據。
見圖8、圖9、圖10、圖11。
6 系統報價
單位：萬元（RMB）
| 名稱 | 型號 | 單位 | 面價 | 備注 | |
| 監控主機 | IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設 | 臺 | 8500 | 均可用戶自備，以當時市場價格為準，該報價僅供參考 | |
| 顯示器 | 三星19寸液晶顯示器 | 臺 | 3000 | ||
| 三星22寸液晶顯示器 | 臺 | 3800 | |||
| 打印機 | HP LaserJet 1020 A4 | 臺 | 2500 | ||
| EPSON-LQ1600KIIIH A3 | 臺 | 4000 | |||
| UPS電源 | 山特C1KS | 臺 | 5000 | ||
| 山特C2KS | 臺 | 6500 | |||
| 通訊線纜 | 五類線 | 米 | 4.6 | ||
| 屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0 | 米 | 5.6 | |||
| 光纖（多模） | 米 | 6.6 | |||
| 通訊機柜 | 1200×600×600 | 面 | 3000 | ||
| 2200×600×600 | 面 | 5000 | |||
| 光電轉換 | HTB-1000 | 只 | 750 | 遠距離傳輸 | |
| 終端盒 | 只 | 60 | |||
| 尾纖 | 面 | 50 | |||
| 耦合器 | 面 | 50 | |||
| 熔接點 | 個 | 50 | |||
| 通訊轉換 | 擴展卡ACRNET-PCI/4 | 塊 | 3000 | 擴展卡 | |
| 串口服務器ACRNET-PORT（2口） | 只 | 3000 | 串口服務器 | ||
| 串口服務器ACRNET-PORT（4口） | 只 | 5500 | |||
| 通訊前置機ACRNET-UC02（2口） | 只 | 4000 | 通訊前置機 | ||
| 通訊前置機ACRNET-UC04（4口） | 只 | 6000 | |||
| 通訊前置機ACRNET-UC08（8口） | 只 | 11500 | |||
| 通訊管理機ACRHMI | 臺 | 30000 | 人機界面 | ||
| 組網設備 | 網絡交換機EDS-208 | 臺 | 3000 | 局域組網 | |
| 網絡交換機EDS-408 | 臺 | 8500 | |||
| 監控軟件 | Acrel監控組態軟件V6.0 | 系統組態軟件 圖形組態軟件 電能管理軟件 數據庫軟件 | 套 | 3萬 | 設備數量1～10 |
| 4萬 | 設備數量11～20 | ||||
| 6萬 | 設備數量21～40 | ||||
| 8萬 | 設備數量41～80 | ||||
| 10萬元以上 | 設備數量80以上 | ||||
| 雙機版 | | 套 | | 單機價格×1.5 | |
| 數據轉發 | 每+1用戶 | 套 | 3000 | | |
| Web發布 | 每+1用戶（總用戶數≤5） | 套 | 5000 | | |
| 電力儀表 | ACR330ELH | 臺 | 4860 | | |
| ACR220ELH | 臺 | 4280 | | ||
| ACR120ELH | 臺 | 3580 | | ||
| 導軌式安裝電表 | DTSD1352 | 臺 | 2050 | | |
| DTSF1352 | 臺 | 1200 | | ||
| DDSF1352 | 臺 | 600 | | ||
注：電力儀表和導軌式安裝電表可按上述報價的70%優惠供應。
7 結束語
能源日益緊張，節能降耗是社會發展的必然選擇，而合同能源管理系統為用戶提供了一個良好機制。通過電力儀表建立能源管理的計量體系，可以減少重復投資，使用戶電力智能監控與能源管理一體化。系統在浦東圖書館、大慶機場、羅涇礦碼頭等項目中運行，取得了較好的社會效益和經濟效益。
作者簡介：
1、張婷，研究方向為能源管理系統、變配電智能監控技術
如有意向，可索取詳細資料，請：
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地址：上海市嘉定區馬東工業園區育綠路253號
：李默娟
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