一、概述
上海電氣電站廠區(qū)內(nèi)有多個公司的生產(chǎn)廠房，都是高耗能的生產(chǎn)車間，尤其是核電車間，電阻爐車間等等，日用電量巨大，電站廠區(qū)內(nèi)共有2個高壓變電所，3個低壓配電房，提供全廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)、照明、空調(diào)用電及其它用電等。寒暑季節(jié)是用電的高峰期，每逢這時候電網(wǎng)負(fù)荷就越來越接近頂峰。此時對各高能耗企業(yè)必須實行拉閘限電，分時用電等等措施實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定。上海電氣電站也不例外，供電局給該站限定了負(fù)荷的最高上限，一旦超過了最高負(fù)荷，那么就會接到供電局的罰單，因此為了協(xié)調(diào)廠區(qū)內(nèi)各廠家和用戶公司的最大利益，如何限電，如何平衡各方面的需求就是一個尖銳的問題。長期的供電負(fù)荷與生產(chǎn)訂單之間不可調(diào)節(jié)的矛盾，給廠區(qū)內(nèi)配電部門帶來了很大的壓力。進(jìn)而向?qū)I(yè)的電力監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)商尋求一個妥善的解決方案。下面就介紹一個非常成功的解決方案。
二、方案分析
安科瑞電氣股份有限公司給上海電氣電站提供了一個主動調(diào)制和被動調(diào)制相結(jié)合的方案：
1.主動調(diào)制
主動調(diào)制帶有一定的強(qiáng)制性，它要結(jié)合給方面的因數(shù)然后做出主觀上的判斷和方案，主動調(diào)制就是基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表的監(jiān)測系統(tǒng)。在配電柜、出線柜、計量柜加裝上述智能儀表。然后采用分層分布式計算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為間隔層、通訊層和站控層。
隔層主要的設(shè)備為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
中間層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶，同時用戶可以通過系統(tǒng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場設(shè)備，實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控功能。
該系統(tǒng)的主要功能：
1） 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度EPI。
該功能使管理者能了解到各個回路的功率，功率因數(shù)，電流等重要的負(fù)荷參量，為主動調(diào)制提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。
2） 人機(jī)交互
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運(yùn)行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示。
3） 電能管理
自動進(jìn)行日、月、年的電能統(tǒng)計，同時生成日、月、年報表等。該功能為管理者提供便捷的準(zhǔn)確的報表，各回路用電量的分析后，為主動調(diào)制提供了詳盡的材料。
4） 運(yùn)行負(fù)荷曲線
定時采集進(jìn)線及重要回路電流負(fù)荷參量，自動生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。
該功能可以觀察往年同期各回路的負(fù)荷曲線，可以找出各回路用電的規(guī)律性。從而使主動調(diào)制更加準(zhǔn)確合理。
5） 報警設(shè)置
負(fù)荷上限設(shè)置 ：可以為高壓進(jìn)線負(fù)荷、各變壓器負(fù)荷分別設(shè)置上限，當(dāng)實時數(shù)據(jù)超過上限，該數(shù)據(jù)有黑色變成紅色，并且在實時報警和歷史報警中都留下記錄。如圖
該功能可以對每臺變壓器設(shè)定負(fù)荷上限，以及對每個出線回路做上限設(shè)置，一旦超出負(fù)荷的上限，系統(tǒng)就會報警，并且在事件記錄中形成記錄。管理者可以通過他來管理和限電。
2.被動調(diào)制
被動調(diào)制主要是通過分時用電和浮動用電成本的途徑來調(diào)節(jié)用電。有些高耗能的工廠的用電量巨大，然而電能價格對生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的利潤有很大的影響，基于此，我們在主動調(diào)制的基礎(chǔ)上實施電能復(fù)費(fèi)計量。
復(fù)費(fèi)率抄表：可以進(jìn)行尖、峰、平、谷時段設(shè)定，實現(xiàn)具有電能分時計費(fèi)功能，該界面顯示的為用電回路的電能復(fù)費(fèi)率。調(diào)節(jié)峰、谷、平電價，設(shè)定好抄表時間，就能便捷的計算出電費(fèi)。
系統(tǒng)附加功能：
1）故障報警及事故追憶
在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應(yīng)故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間地點(diǎn)，以被用戶查詢，追憶故障原因。
2）用戶權(quán)限管理
可根據(jù)買方要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)量和設(shè)置用戶的權(quán)限。針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。
三、方案特點(diǎn)：
該系統(tǒng)設(shè)計并實現(xiàn)了一套分散式采集和集中控制管理，省去了值班人員頻繁現(xiàn)場抄表分析的煩瑣，從系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)出發(fā)，準(zhǔn)確的對配電系統(tǒng)做出調(diào)整，從而能在用電高峰期優(yōu)化生產(chǎn)。該方案提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
四、結(jié)束語
這種主動調(diào)制與被動調(diào)制的解決方案實現(xiàn)了上海電氣電站在最大允許負(fù)荷下持續(xù)生產(chǎn)的，達(dá)到利益的最大化。該方案的系統(tǒng)能測量到電站的用電質(zhì)量參數(shù)，電能都用在了什么地方， 有沒有電能浪費(fèi)， 節(jié)能措施有沒有收到應(yīng)有的效果， 企業(yè)管理者都能很清楚的查到、監(jiān)測到。變電站自動化是一個系統(tǒng)工程，要實現(xiàn)變電站自動化的功能，還有許多技術(shù)問題需要攻關(guān)解決，作者相信在不太遠(yuǎn)的一段時間管理便捷化的變電站自動化系統(tǒng)，將有一個蓬勃的發(fā)展期。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介;
張曉麗：（1984-）女 漢族 畢業(yè)于安徽理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)，研究方向為智能變配電系統(tǒng)。
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