文摘：通過對建筑配電設備現狀和電力管理系統需求的分析，提出了在建筑舊配電設備中安裝電力管理系統的方法，包括方案配置、測量點選擇、終端改造、數據通信、報表格式等。目的是為沒有計量管理系統或只有電力監控系統的配電系統的用戶提供參考。

關鍵詞：舊建筑配電設備電能管理系統

引言

  電能管理系統是一種自動化管理系統，可以根據用戶的需要，實時收集和顯示配電系統中各種電氣設備消耗的電能，自動計算和處理，并總結分析報告。該系統可根據明插座、電源、空調、特殊電源分項計量電能，為企事業單位的電能管理和節能提供依據。

一配電設備現狀

1某辦公樓（以下簡稱“大樓"）基本情況

  該建筑建于1997年，共23層，其中地下2層，地上21層。經過20多年的局部改造，總體分布如下：負2層為機動車停車位，負1層為非機動車停車位、配電室、水泵室等設備室；1~19層為建筑主體，主要為辦公室，會議室（19層）、若干小型會議室、活動室、機房、食堂等；20層為電梯間，21層為中央空調及其配電室。

2配電系統簡介

  建筑配電室位于負層，高壓配電室1間，低壓配電室2間，雙路10kV，4臺變壓器配電。其中，1#變壓器和2#變壓器通過母線槽分別饋電到單層和雙層（包括照明、插座、空調等）。地板電源從母線槽引出，通過總配電箱和分配箱饋電到各電源終端；泵房、食堂、消防、電梯、排氣等公共設施分布在1#變壓器和2#變壓器，由低壓配電柜饋線單元直接供電。3#變壓器和4#變壓器通過母線槽給21層空調系統和19層會議室空調系統供電。

3配電系統圖配電系統如圖1所示。由于每個電路的電能都是在低壓部分測量的，圖中省略了高壓配電部分。

二電能管理需求

1內部管理要求

  全國各行各業都在采取節能措施，取得了進展。作為一個機構，要帶頭實踐，按照公共機構節能條例和公共機構能耗統計制度的要求，對能耗進行測量和管理。然而，電力節能方案的實施和電力節能設備的廣泛應用是否真的起到了節能的作用，并以合理的評價管理機制進行了科學的判斷。電力管理系統為這種評價和判斷提供了依據。建筑內的電氣設備比較舊，經過多次改造調整。通過測量各種電氣設備的能耗，建立電力管理系統的過程，可以對現有的配電線路進行梳理，消除一些運行隱患，使配電系統運行更好。電能管理系統的建立必須測量每個電路的電流、電壓、功率和功率因數。通過這些電參數，配電系統的運行也可以監測，使配電系統運行更加可靠。

2電能管理要求

  電能管理系統的作用是通過對用電設備消耗的電能進行分項計量，實現對內部電能消耗的深入監測和管理，從而達到節能增效的目的。

所謂分項計量，對于辦公樓性質，至少要分別計量以下類別的用電設備耗電。

（1）照明插座用電：主要包括照明插座用電走廊和應急照明用電室外景觀照明用電。

（2）空調用電:主要包括空調用電。

（3）動力用電:主要包括電梯用電、水泵用電、風機用電。

（4）特殊用電：主要包括信息室、廚房餐廳、活動室等特殊用電。

  分項計量不僅要測量每個不同出線電路的功耗，還要分別測量同一電路中不同電氣設備的功耗，充分查明配電電路的實際方向和連接的實際負載，選擇合適的計量點，然后進行分項總結。

三電能管理系統結構及功能選擇

1電能管理系統的一般結構和功能

  電能管理系統通常采用分層分布式結構設計，即站控管理層、網絡通信層和現場設備層，根據功能或區域進行模塊化設計。硬件系統拓撲結構圖如圖2所示。

  電能管理系統軟件是現場設備層數據采集和過程控制的專用軟件，具有靈活多樣的“配置"而不是編程系統集成，提供良好的用戶開發界面和簡單的工程實現方法，只要預設各種軟件模塊簡單“配置"，就可以輕松實現和完成監控層的功能。通常包括：系統配置軟件、數據存儲軟件、電能管理軟件、設備驅動軟件和網絡發布軟件。例如，在分布式網絡應用中，所有應用程序（如趨勢曲線等）引用遠程數據的方法與引用本地數據wanquan相同，通過“配置"大大縮短了自動化工程師的系統集成時間，提高了集成效率。

2電能管理系統與電力監控系統之間的關系

  電能管理系統和電力系統需要通過測量終端測量相關電路的電參數，測量數據應自動采集、傳輸和存儲，并通過不同的系統軟件進行計算、顯示、統計、總結、查詢、報告、通知等。低壓側配電電路電參數的數據采集差別不大，但電力監控系統還需要采集高壓側進出電路的電參數、綜合保護裝置信息、高低壓開關狀態信息、關鍵連接點關鍵隔間的溫濕度甚至環境溫濕度等參數，對測量終端的附加功能要求較多。為了達到分項計量的目的，僅在配電室的低壓側測量低壓出線的所有電參數是遠遠不夠的，可能需要測量二級甚至高級配電電路的電參數。具有充電功能的電能管理系統對測量終端的傳感器和表計精度有一定的要求。因此，電能管理系統和電力監控系統通常不wanquan兼容。或者傳統的電力監控系統不能滿足電能管理的需要。

3電能管理系統的基本功能

  用戶權限、人機交互、電能統計報表、越限、故障報警、電能質量監測、網絡發布功能、數據轉發接口。

4項目的方案

  本項目的基本目標是實現電能分項計量、自動抄表、顯示負荷曲線、查閱任何歷史數據、在任何時間段生成報告、向上級報告數據（在上級確定傳輸協議之前，系統預留接口）。安裝電能管理系統本身就是通過系統管理發現電能使用不合理的環節，實施節能改造和行政干預，達到節能的目的。本項目涉及的配電設備相對較舊，繼續使用壽命不會太長。無論成本如何，對現有配電設備進行更大的改造顯然是不經濟的。因此，本系統應簡單、經濟、施工簡單，盡量不要對現有設備進行更大的改造。

測量點：低壓進線測量4個，低壓出線測量41個。為區分部分終端不同類型的電氣設備，測量點如圖1所示。

四方案實施

1站控管理層

  站控管理層是配電網絡的管理者，直接面向用戶。該層也是系統的上層部分，主要由電力監控系統軟件和必要的硬件設備組成。硬件包括工業控制器、打印機、UPS等；軟件包括：系統組態軟件、數據存儲軟件、電能管理應用軟件。配電室值班室安裝站控層設備。

2組網及通信

  網絡通信層主要由通信管理機、接口轉換器件和總線網絡組成。該層是數據和信息交換的橋梁。不同的接口轉換器件提供RS232、RS422、RS485、SPABUS和以太網等接口。網絡組合方式靈活，支持點對點通信、現場總線網絡、以太網等類型的組態網絡。

  本項目通信管理機采用NPORT5410串口服務器，可連接4個RS485串口設備，提供簡單方便的連接方式，既能保證現有硬件資源，又能保證未來網絡擴展的可能性。

3電能報表

(1)常規電能報表

  傳統的電能報表內容與配電系統一致，顯示整個建筑的總用電量、每個變壓器的總用電量和每個低壓出線電路的用電量。總表分表可通過本報表進行驗證。

(2)分項電能報表

  表1的格式是根據用電類型分項計量的報表，表中的數據是通過軟件計算相關的表計數據。

(3)用電能報表內部評估

  表2是根據建筑管理部門要求分類統計的報表格式，便于內部用電管理和節能評估。表中的數據是通過軟件計算相關表計數據獲得的。需要指出的是，軟件中需要定制三種報表格式。

五安科瑞電能管理系統

1概述

  Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況的細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各種用電消耗情況，便于找出高能耗點或不合理的能耗習慣，節約用電，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支持。

2應用場所

（1）辦公建筑(商務辦公、大型公共建筑等))；

（2）商業建筑（商場、金融機構建筑等）；

（3）旅游建筑(酒店、娛樂場所等)))；

（4）科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑等）；

（5）通信建筑(郵電、通信、廣播、電視等))；

（6）交通建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

3系統結構

4系統功能

  實時監控、電能統計報告、詳細電參查詢、運行報告、變壓器運行監控、實時提醒、歷史事件查詢

  電能質量監控；遙控操作；用戶權限管理；通信狀態圖；圖片監控；用戶報告；APP支持；

  電力運維手機支持“監控系統"、“設備檔案"、“待辦"、“檢查記錄"和“缺陷記錄"五個模塊支持圖紙、需求、功耗、視頻、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢、設備檔案查詢、待辦事件處理、檢查記錄查詢等。

5系統硬件配置

六結語

  電能管理系統的作用是通過對用電設備消耗的電能進行分項計量，實現對內部電能消耗的深入監測和管理，從而節能提高效率。電能管理系統附著在配電系統上，因此安裝電能管理系統首先對配電設備的現狀和系統的最終要求進行詳細分析，明確方案配置，然后選擇測量點，對終端設備進行適當的測量改造，通過必要的網絡通信實現各回路電能的實時采集、分項統計分析和報告，最終達到管理的目的。

【參考文獻】

【1】石炳君.大樓老舊配電設備加裝電能管理系統的方法

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【4】安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05