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蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目能效管理系統(tǒng)的應(yīng)用

 更新時(shí)間:2018-11-24 點(diǎn)擊量:399

 安科瑞 唐瀟倩

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要:介紹蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目能效管理系統(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),采用遠(yuǎn)傳水表采集現(xiàn)場(chǎng)的耗水量,采用遠(yuǎn)傳能量表采集能量的損耗。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)光纖組網(wǎng)的方式,通過(guò)采集箱光纖通訊遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過(guò)Acrel-3000型能效管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。

關(guān)鍵詞:醫(yī)院;蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目;變電所;樓層;智能電力儀表;遠(yuǎn)傳水表;能量表Acrel-3000型;能效管理系統(tǒng)

0  概述 

蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目項(xiàng)目總建筑面積9.3萬(wàn)平方米,可開(kāi)放床位950張,包括住院樓北樓、醫(yī)技樓等。

本項(xiàng)目為蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目變電所能效管理系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,需要對(duì)蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目?jī)?nèi)的兩個(gè)變電所內(nèi)的低壓配進(jìn)出線(xiàn)回路進(jìn)行電能管理,以保證用電的安全、可靠和。

Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的新發(fā)展,對(duì)變配電系統(tǒng)、耗水管路系統(tǒng)、空調(diào)回水流量進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)等的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目變電所的0.4kV變電所及樓層配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控,對(duì)整個(gè)醫(yī)院的供水管路、空調(diào)回水流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),監(jiān)控范圍為:

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;分22條總線(xiàn)分別拉至各采集箱采集器,終通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)并入值班室能效管理系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

如圖(1)、(2)、(3)所示:

圖(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖(2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖(3)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

間隔設(shè)備層主要為:多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。這些裝置分別對(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶(hù)。

以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸,一般都采用二根連線(xiàn),接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗噪聲*力增強(qiáng),總線(xiàn)上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,傳輸距離為1.2km。

2  能效管理系統(tǒng)主要功能

2.1  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),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)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、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶(hù),達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶(hù)查詢(xún)。

2.2  人機(jī)交互

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線(xiàn)圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),畫(huà)面定時(shí)輪巡切換;畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開(kāi)關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。

2.3  歷史事件

歷史事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的故障記錄、信號(hào)記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,通過(guò)歷史事件查看平臺(tái),您可以根據(jù)自己的要求和查詢(xún)條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢(xún)

主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),定期生成報(bào)表,以供用戶(hù)查詢(xún)打印。

2.5  用戶(hù)權(quán)限管理

針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù),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(lái)的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行??梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

2.6  運(yùn)行負(fù)荷曲線(xiàn)

負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線(xiàn)及重要回路電流和功率負(fù)荷參量,自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)的,方便用戶(hù)及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫(huà)面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;可以查看實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)或歷史趨勢(shì)線(xiàn);對(duì)所選曲線(xiàn)可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作,幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨

勢(shì)分析和故障追憶,為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持。

2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢(xún)

報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶(hù)的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶(hù)需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶(hù)的需要對(duì)報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶(hù)提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能。

報(bào)表具有自由設(shè)置查詢(xún)時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。

3  案例分析

蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目變電所能效管理系統(tǒng)針對(duì)變電所的0.4kV配電系統(tǒng)、樓層的配電箱、樓層水表、能量計(jì)進(jìn)行能效管理,完成醫(yī)院的運(yùn)行管理以完成整個(gè)建筑的耗能統(tǒng)計(jì)。

配電所進(jìn)出線(xiàn)回路均采用PZ多功能儀表及導(dǎo)軌式DTSFY儀表,其是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度等多種電參量。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。

低壓配電二次圖見(jiàn)圖(4),功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:線(xiàn)三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要包括:開(kāi)關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警;斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。  

圖(4)低壓配電二次圖

遙信和遙測(cè)報(bào)警功能,主要完成對(duì)低壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線(xiàn)監(jiān)控,對(duì)開(kāi)關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢(xún)功能。見(jiàn)圖(5)。

圖(5) 實(shí)時(shí)和歷史遙測(cè)報(bào)警信息查詢(xún)

參數(shù)抄表功能,主要對(duì)低壓各出線(xiàn)回路的電參數(shù)進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢(xún)供所有進(jìn)出線(xiàn)低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。見(jiàn)圖(6)。

圖(6) 參數(shù)抄表

用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún),支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng),用水量查詢(xún)報(bào)表可查詢(xún)?nèi)我鈺r(shí)間段內(nèi)的耗水量。用熱量查詢(xún)報(bào)表可查詢(xún)?nèi)我鈺r(shí)間段內(nèi)的耗熱量。如下圖所示,變電所內(nèi)的各配電回路的用電量,用戶(hù)可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見(jiàn)圖(7)、圖(8)和圖(9)。

圖(7) 電能報(bào)表

 

圖(8) 用水量報(bào)表

圖(9)用熱量報(bào)表

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。見(jiàn)圖(10)。

圖(10)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

電流越限設(shè)置界面中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況或者開(kāi)關(guān)實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行手動(dòng)自行設(shè)置。設(shè)置完成即可根據(jù)該報(bào)警值進(jìn)行越限,方便可靠。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持。見(jiàn)圖(11)。

圖(11)電流越限設(shè)置圖

4  結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,能效管理系統(tǒng)已成為全國(guó)各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶(hù)的必然選擇,本文介紹的Acrel-3000能效管理系統(tǒng)在蘇州九龍醫(yī)院智能化工程項(xiàng)目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控與耗能管理,且完成用水量和用熱量的統(tǒng)計(jì)和查詢(xún),不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成能效管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話(huà)框及語(yǔ)音提示,并生成各種電能報(bào)表、用水報(bào)表、用熱報(bào)表、分析曲線(xiàn)、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為變電所用戶(hù)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的社會(huì)效益。 

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