機(jī)關(guān)大樓老舊配電設(shè)備加裝電能管理系統(tǒng)的方法

石炳君

（南京市玄武區(qū)人民政府，江蘇南京210018）

0 引言

電能管理系統(tǒng)是按用戶的需求，在用戶配電系統(tǒng)中附加的能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)中各種用電設(shè)備消耗的電能進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和顯示、自動(dòng)計(jì)算和處理、匯總分析報(bào)告的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對(duì)電能按照明插座用電、動(dòng)力用電、空調(diào)用電、特殊用電進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，為企、事業(yè)單位電能管理、節(jié)能審計(jì)提供依據(jù)。早期的用戶配電系統(tǒng)都不具備這樣的電能管理系統(tǒng)，雖然近幾年安裝投運(yùn)的配電系統(tǒng)不少已經(jīng)配備了電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但仍與電能管理系統(tǒng)不盡相同，并不能達(dá)到對(duì)電能進(jìn)行管理的目的。當(dāng)今各種電能計(jì)量傳感器、儀表以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊的蓬勃發(fā)展，可以對(duì)上述兩種配電系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，增加電能管理系統(tǒng)。

1 配電設(shè)備現(xiàn)狀

1.1 某機(jī)關(guān)辦公大樓（以下簡(jiǎn)稱“大樓”）基本情況

大樓建于1997年，共23層，其中地下2層，地上21層。20多年來經(jīng)過一些局部改造，目前總體分布如下：負(fù)2層為機(jī)動(dòng)車車庫(kù)，負(fù)1層設(shè)有非機(jī)動(dòng)車庫(kù)、配電室、水泵房等設(shè)備間；1～19層為建筑主體，主要為辦公室，另設(shè)有會(huì)議中心（19層）、小型會(huì)議室若干、活動(dòng)室、機(jī)房、食堂等；20層為電梯間、21層為中央空調(diào)及其配電間。

1.2 配電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

大樓配電房設(shè)在負(fù)一層，有高壓配電室1間，低壓配電室2間，由雙路10 kV受電，4臺(tái)變壓器配電。其中1#變、2#變通過母線槽分別向單雙樓層饋電（包括照明、插座、獨(dú)立空調(diào)等），樓層用電由各層插接箱從母線槽引出，經(jīng)總配電箱、分配電箱向各用電終端饋電；水泵房、食堂、消防、電梯、排風(fēng)等公共設(shè)施分配于1#變、2#變，由低壓配電柜饋線單元直供。3#變、4#變通過母線槽給21層中央空調(diào)系統(tǒng)及19層會(huì)議中心空調(diào)系統(tǒng)饋電。

1.3 配電一次系統(tǒng)圖

配電一次系統(tǒng)如圖1所示，由于各回路電能都在低壓部分計(jì)量，圖中省略了高壓配電部分。

1.4 電能計(jì)量現(xiàn)狀

大樓屬于機(jī)關(guān)行政辦公用途，不存在對(duì)外租賃情況，配電設(shè)備是20世紀(jì)90年代產(chǎn)品，沒有相應(yīng)的電能計(jì)量管理體系和設(shè)施，僅有的計(jì)量是供電公司在高壓進(jìn)線端安裝的計(jì)量表計(jì)，用于核算大樓總的電費(fèi)。配電柜上只有些指示用的指針表計(jì)，不具備電能測(cè)量功能。

大樓曾經(jīng)安裝過一套電能管理系統(tǒng)，主要是用于空調(diào)、電梯等主要耗能設(shè)備的計(jì)量管理，該系統(tǒng)不能對(duì)所有用電負(fù)荷進(jìn)行電能計(jì)量管理，散布于樓層中的獨(dú)立空調(diào)能耗未能納入計(jì)量管理。

由于大樓配電線路多次改造，同一配電線路上不同類型的用電設(shè)備混雜。

2 電能管理需求

2.1 相關(guān)法律法規(guī)文件

為響應(yīng)國(guó)務(wù)院制定的一系列促進(jìn)節(jié)能減排的政策措施，各級(jí)政府也相繼出臺(tái)了一系列法規(guī)和條例。

《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第二十七條規(guī)定［1］：用能單位應(yīng)當(dāng)建立能源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)和能源利用狀況分析制度，對(duì)各類能源的消費(fèi)實(shí)行分類計(jì)量和統(tǒng)計(jì)，并確保能源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)真實(shí)、完整。

《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第四十九條規(guī)定［1］：公共機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)制定年度節(jié)能目標(biāo)和實(shí)施方案，加強(qiáng)能源消費(fèi)計(jì)量和監(jiān)測(cè)管理，向本級(jí)人民政府管理機(jī)關(guān)事務(wù)工作的機(jī)構(gòu)報(bào)送上年度的能源消費(fèi)狀況報(bào)告。

圖1 配電一次系統(tǒng)及計(jì)量點(diǎn)位

《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》第十四條規(guī)定［2］：公共機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)實(shí)行能源消費(fèi)計(jì)量制度，區(qū)分用能種類、用能系統(tǒng)，實(shí)行能源消費(fèi)分戶、分類、分項(xiàng)計(jì)量，并對(duì)能源消耗狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費(fèi)現(xiàn)象。

《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》第十五條規(guī)定［2］：公共機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)指定專人負(fù)責(zé)能源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)，如實(shí)記錄能源消費(fèi)計(jì)量原始數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)計(jì)臺(tái)賬。

《江蘇省公共機(jī)構(gòu)節(jié)能管理辦法》《江蘇省公共機(jī)構(gòu)能源資源消耗統(tǒng)計(jì)制度》等文件也對(duì)公共機(jī)構(gòu)的用能、節(jié)能及能耗的統(tǒng)計(jì)、報(bào)告提出了相關(guān)要求。

2.2 內(nèi)部管理要求

全國(guó)各行各業(yè)都在積極采取措施節(jié)能節(jié)電，取得了積極的進(jìn)展。作為政府機(jī)關(guān)更應(yīng)該帶頭踐行，按照公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例以及公共機(jī)構(gòu)能源消耗統(tǒng)計(jì)制度要求，對(duì)能源消耗進(jìn)行計(jì)量并有效管理。然而電力節(jié)能方案的實(shí)施、用電節(jié)能設(shè)備的廣泛采用是否真起到了節(jié)能的作用，必須用合理的考核管理機(jī)制進(jìn)行科學(xué)的判斷。電能管理系統(tǒng)為這種考核和判斷提供依據(jù)。

大樓電氣設(shè)備相對(duì)比較老舊，也經(jīng)過多次改造調(diào)整，通過對(duì)各用電設(shè)備進(jìn)行能耗測(cè)量并建立電能管理系統(tǒng)的過程，可以有效地對(duì)現(xiàn)有配電線路進(jìn)行一次梳理，排除一些運(yùn)行隱患，使得配電系統(tǒng)運(yùn)行更加安全。

電能管理系統(tǒng)的建立必定要對(duì)各回路電流、電壓、功率、功率因數(shù)進(jìn)行測(cè)量，通過這些電參量也可以監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，從而使得配電系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠。

2.3 電能管理要求

電能管理系統(tǒng)的作用是通過對(duì)用電設(shè)備消耗的電能進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量以達(dá)到對(duì)內(nèi)部電能消耗進(jìn)行深入監(jiān)測(cè)和全面管理，進(jìn)而節(jié)能增效的目的。

所謂分項(xiàng)計(jì)量，對(duì)于一個(gè)辦公性質(zhì)的大樓，至少應(yīng)分別計(jì)量以下類別的用電設(shè)備耗電。

（1）照明插座用電：主要包括照明和插座用電、走廊和應(yīng)急照明用電、室外景觀照明用電。（2）空調(diào)用電：主要包括中央空調(diào)、獨(dú)立空調(diào)用電。（3）動(dòng)力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、風(fēng)機(jī)用電。

（4）特殊用電：主要包括信息中心、廚房餐廳、活動(dòng)中心等其他特殊用電。

分項(xiàng)計(jì)量既要計(jì)量每個(gè)不同的出線回路耗電，又要把同一回路中不同的用電設(shè)備耗電分開計(jì)量，就必須充分查清配電電路的實(shí)際走向和連接的實(shí)際負(fù)載，選擇合適的計(jì)量點(diǎn)，再進(jìn)行分項(xiàng)匯總。

對(duì)于每個(gè)計(jì)量點(diǎn)原則上電能管理系統(tǒng)只要測(cè)量電能，即有功電能、無功電能（對(duì)于實(shí)行峰谷計(jì)費(fèi)的用戶，計(jì)量表計(jì)應(yīng)具有復(fù)費(fèi)率計(jì)量功能，對(duì)于發(fā)電回路計(jì)量表計(jì)應(yīng)具有四象限電能測(cè)量功能，本大樓這兩種情況都不存在）。但實(shí)際上目前絕大多數(shù)計(jì)量表計(jì)都是多功能的，在提供電能參數(shù)的同時(shí)，還具有常規(guī)電參量測(cè)量數(shù)據(jù)，如：三相電流、三相電壓、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等，這些參數(shù)可用于對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

有了各計(jì)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，還要運(yùn)用現(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)總線技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、計(jì)算、處理，通過圖表等形式直觀顯示出來；對(duì)歷史數(shù)據(jù)保存、匯總、分析，給出反映各項(xiàng)用電設(shè)備電能消耗的分析報(bào)告，為節(jié)能決策提供依據(jù)。

3 電能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能選擇

3.1 電能管理系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和功能

電能管理系統(tǒng)通常采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，按功能或區(qū)域進(jìn)行劃分，模塊化設(shè)計(jì)。

硬件系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

電能管理系統(tǒng)軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件，最大特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能。通常包括：系統(tǒng)組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件、電能管理軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布軟件。比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢(shì)曲線、報(bào)警等）對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地?cái)?shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式大大縮短了自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成時(shí)間，提高了集成效率。

3.2 電能管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系

電能管理系統(tǒng)和電力系統(tǒng)都需要通過測(cè)量終端測(cè)量相關(guān)電路的電參量，測(cè)得的數(shù)據(jù)也都要自動(dòng)采集、傳輸、存儲(chǔ)，經(jīng)不同系統(tǒng)軟件進(jìn)行計(jì)算、顯示、統(tǒng)計(jì)、匯總、查詢、報(bào)告、通知等。兩個(gè)系統(tǒng)在低壓側(cè)配電回路電參量的數(shù)據(jù)采集差別不大，但電力監(jiān)控系統(tǒng)還需采集高壓側(cè)各進(jìn)出線回路的電參量、綜保裝置信息、高低壓開關(guān)的狀態(tài)信息、關(guān)鍵連接點(diǎn)關(guān)鍵隔室的溫濕度甚至環(huán)境溫濕度等參數(shù)，對(duì)測(cè)量終端的附加功能要求較多。電能管理系統(tǒng)為了達(dá)到分項(xiàng)計(jì)量的目的，僅僅在配電房低壓側(cè)測(cè)量低壓所有出線（一級(jí)配電回路）的電參量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，可能需要測(cè)量二級(jí)甚至三級(jí)配電回路的電參量。兼有收費(fèi)功能電能管理系統(tǒng)，對(duì)計(jì)量終端的傳感器、表計(jì)的精度還有一定的要求。因此電能管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)通常是不能完全兼容的?；蛘哒f常規(guī)的電力監(jiān)控系統(tǒng)并不能滿足電能管理的需要。

3.3 電能管理系統(tǒng)的基本功能

3.3.1 用戶權(quán)限

為了保證電能管理系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，用戶權(quán)限管理應(yīng)能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理通過可靠的安全保障。

3.3.2 人機(jī)交互

圖2 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

電能管理系統(tǒng)應(yīng)具備友好的人機(jī)界面，能夠以配電一次系統(tǒng)圖的形式直觀顯示本項(xiàng)目配電線路的分布情況，同時(shí)將遠(yuǎn)程采集的各回路的電參量信息（如電流、功率等）實(shí)時(shí)顯示在系統(tǒng)界面中。配電系統(tǒng)維護(hù)人員在值班室內(nèi)通過瀏覽各系統(tǒng)界面，即可實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)配電工況。

3.3.3 電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)應(yīng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況、進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)能追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

對(duì)于采用峰谷不同費(fèi)率的用戶，電能管理系統(tǒng)應(yīng)為用戶提供綜合的電能和需量統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能，包含不同饋線的峰平谷用電量統(tǒng)計(jì)與記錄，從而為用電的合理管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。同時(shí)可對(duì)各回路進(jìn)行日、月、年報(bào)表的統(tǒng)計(jì)，減少配電系統(tǒng)維護(hù)人員電能統(tǒng)計(jì)的工作時(shí)間，提高工作效率。

電能管理系統(tǒng)應(yīng)該能按照分項(xiàng)計(jì)量的要求，對(duì)照明插座用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電及特殊用電分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、報(bào)告。

3.3.4 越限、故障告警

電能管理系統(tǒng)可以根據(jù)項(xiàng)目具體情況對(duì)必要的計(jì)量對(duì)象配置告警功能，報(bào)警類型含測(cè)量值（如電流、功率）越限、監(jiān)測(cè)設(shè)備通訊故障等。設(shè)定值應(yīng)該可以更具實(shí)際負(fù)載情況調(diào)整，系統(tǒng)報(bào)警時(shí)能夠進(jìn)行信息語音提示，自動(dòng)彈出報(bào)警畫面?？梢詫?bào)警信息通過手機(jī)短信、Email等方式通知相關(guān)人員（一般為可選配置）。

3.3.5 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

電能管理系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)（需配置帶諧波監(jiān)測(cè)功能的儀表）。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統(tǒng)的諧波含量，及時(shí)采取相應(yīng)的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。

3.3.6 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能

根據(jù)需要電能管理系統(tǒng)配置WEB信息系統(tǒng)功能，從而使得管理人員可以通過IE或其他瀏覽器，查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫面、歷史數(shù)據(jù)等遠(yuǎn)程訪問功能。

3.3.7 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口

電能管理系統(tǒng)軟件應(yīng)具備多種標(biāo)準(zhǔn)的接口和協(xié)議的接入，如支持485總線，多種不同的通信協(xié)議如Mobus-RTU、Mobus/TCP、IEC103、IEC104等，同時(shí)具備后期對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約協(xié)議的開發(fā)接入，使得所有智能設(shè)備都能無縫連接到后臺(tái)系統(tǒng)中來。同時(shí)系統(tǒng)支持工業(yè)OPC接口與其他系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

以上功能可以根據(jù)自身項(xiàng)目特點(diǎn)和要求進(jìn)行必要的取舍。

3.4 項(xiàng)目的最終方案

本項(xiàng)目的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電能的分項(xiàng)計(jì)量，自動(dòng)抄表、顯示負(fù)荷曲線、任意歷史數(shù)據(jù)查閱、任意時(shí)間段報(bào)告生成，數(shù)據(jù)上報(bào)上級(jí)機(jī)關(guān)（在上級(jí)機(jī)關(guān)未確定好傳輸協(xié)議前，本系統(tǒng)預(yù)留接口）。

加裝電能管理系統(tǒng)本身就是為了通過系統(tǒng)的管理找到電能使用不合理的環(huán)節(jié)，實(shí)施節(jié)能改造、行政干預(yù)達(dá)到節(jié)能的目的。本項(xiàng)目中涉及的配電設(shè)備比較老舊，繼續(xù)使用的年限不會(huì)太久，不計(jì)成本對(duì)現(xiàn)有配電設(shè)備進(jìn)行較大的改造，將電能管理系統(tǒng)做的大而全顯然是不經(jīng)濟(jì)的。因此本系統(tǒng)應(yīng)簡(jiǎn)潔經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)單，盡可能不對(duì)現(xiàn)有設(shè)備做大的改動(dòng)。

通過廣泛的市場(chǎng)調(diào)研，選擇了產(chǎn)品豐富、軟硬件齊全的Acrel品牌。

軟件功能：保留了用戶權(quán)限、人機(jī)交互、電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表（根據(jù)本項(xiàng)目特殊要求定制）、越限故障告警、電能質(zhì)量檢測(cè)等基本功能；考慮到本系統(tǒng)建成后由專門人員管理，為降低造價(jià)舍去了網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能，為今后向上級(jí)機(jī)關(guān)上報(bào)電能數(shù)據(jù)系統(tǒng)預(yù)留了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口。

計(jì)量點(diǎn)：低壓進(jìn)線計(jì)量4個(gè)、低壓出線計(jì)量41個(gè)，為區(qū)分不同種類的用電設(shè)備在部分終端計(jì)量12個(gè)，計(jì)量點(diǎn)位如圖1所示。

4 方案實(shí)施

4.1 站控管理層

站控管理層是針對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的最上層部分，主要是由電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備組成。硬件包括工控機(jī)、打印機(jī)、UPS等；軟件包括：系統(tǒng)組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件、電能管理應(yīng)用軟件。站控層設(shè)備安裝于配電房值班室。

4.2 組網(wǎng)及通信

網(wǎng)絡(luò)通信層主要是由通信管理機(jī)、接口轉(zhuǎn)換器件及總線網(wǎng)絡(luò)等組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，不同的接口轉(zhuǎn)換器件提供了RS232，RS422，RS485，SPABUS等及以太網(wǎng)等各種接口，組網(wǎng)方式靈活，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)等類型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

本項(xiàng)目通信管理機(jī)采用NPORT5410串口服務(wù)器，可讓4個(gè)RS485串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，提供簡(jiǎn)單方便的聯(lián)網(wǎng)方式，不但可以保證現(xiàn)有的硬件資源，更確保未來網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充可能性。

所有計(jì)量終端經(jīng)485總線分組連接串口服務(wù)器。1#變、2#變相關(guān)終端各自分為一組，經(jīng)電纜溝分別接到串口服務(wù)器，占兩個(gè)口。3#變、4#變相關(guān)計(jì)量終及樓層分散計(jì)量終端分為一組，占用串口服務(wù)器一個(gè)口，剩余一個(gè)口留作將來擴(kuò)展。

考慮到各樓層計(jì)量終端比較分散，有的樓層目前沒有需要計(jì)量的終端，但可能以后會(huì)有計(jì)量需求，因此串口服務(wù)器的485總線從主站經(jīng)電纜溝、電井一直敷設(shè)到各樓層，在樓層電井處裝設(shè)無線收發(fā)器，樓層分散終端計(jì)量表計(jì)與電井中無線收發(fā)器采用無線通信，避免了在樓層中敷設(shè)485總線的麻煩。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

為了滿足測(cè)量要求并盡可能少的改動(dòng)原配電設(shè)備，就要根據(jù)不同的計(jì)量點(diǎn)選取不同的計(jì)量表計(jì)，采取不同的改裝方法對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行改裝，本項(xiàng)目涉及終端改裝主要有以下幾種情形。

4.3.1 進(jìn)線計(jì)量

低壓進(jìn)線端原配電設(shè)備有指針式電表：三相電流、三相電壓、有功功率、功率因數(shù)。改造方法是在每個(gè)進(jìn)線柜增加一只ACR網(wǎng)絡(luò)電力儀表［3］，可以測(cè)量三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電能、諧波，帶485通信、開關(guān)量輸入輸出。改裝方法：將原配電柜電壓表替換成新裝表、利用原配電柜二次線路，改裝工作量少。

4.3.2 低壓出線柜出線計(jì)量

本項(xiàng)目中低壓出線會(huì)路有兩種：一種是面板有3只指針式電流表（對(duì)應(yīng)于ABC三相電流互感器）的回路，另一種是面板上只有一只指針式表電流表（對(duì)應(yīng)一相電流互感器）的回路。

針對(duì)第一種情況，可以采用PZ80L多功能測(cè)量?jī)x表改裝［3］，與原6L2電流表相同開孔尺寸，可以測(cè)量：三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電能，帶485通信、開關(guān)量輸入輸出。改裝方法：將原配電柜B相電流表替換成新裝表、利用原配電柜二次線路，改裝工作量非常少。

針對(duì)第二種情況，可以采用AEW100無線計(jì)量模塊［4］，該模塊自帶三相開口互感器，可測(cè)量：三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、正反向有功無功電能、諧波，帶485及470 MHz無線通信。可不停電改裝：將三相開口互感器分別固定于三相電纜，利用自身緊固螺釘穿刺取電，急速完成。

在配電柜中安裝的表計(jì)，無論是面板表還是AEW100計(jì)量模塊，通信線都采用屏蔽雙絞線，簡(jiǎn)單可靠。

4.3.3 樓層分散終端計(jì)量

對(duì)于樓層配電箱空間比較大的終端，采用AEW100無線計(jì)量模塊，改裝方法同低壓配電柜出線回路一樣，但無須連接485通信線。

由于某些室內(nèi)配電箱，如模數(shù)化PZ30配電箱，不具備安裝AEW100的空間，可以采用DTSD+AEW110的組合。DTSD是導(dǎo)軌式計(jì)量表，可以測(cè)量：三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、正反向有功無功電能，帶485通信、開關(guān)量輸入輸出。AEW110是一個(gè)無線收發(fā)器，可以將DTSD電表的數(shù)據(jù)無線發(fā)送到電井中的AEW110。本樓層電井中的AEW110可以無線接收本樓層所有無線終端的數(shù)據(jù)，使本樓層所有分散安裝的AEW100、DTSD甚至其他具有485通信的終端進(jìn)行無線組網(wǎng)，不需要敷設(shè)雙絞線至電井中的485總線。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層與站控管理層之間的通信連接如圖3所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

4.4 電能報(bào)表

4.4.1 常規(guī)電能報(bào)表

常規(guī)的電能報(bào)表內(nèi)容與配電系統(tǒng)一致，顯示全大樓總用電量、每臺(tái)變壓器總用電量，每個(gè)低壓出線回路用電量，通過本報(bào)表可以進(jìn)行總表分表校驗(yàn)。

4.4.2 分項(xiàng)電能報(bào)表

表1的格式是按用電種類分項(xiàng)計(jì)量的報(bào)表，表中數(shù)據(jù)為通過軟件對(duì)相關(guān)表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算所得。

4.4.3 內(nèi)部考核用電能報(bào)表

表2是按大樓管理部門要求分類統(tǒng)計(jì)的報(bào)表格式，便于內(nèi)部用電管理和節(jié)能考核，表中數(shù)據(jù)為通過軟件對(duì)相關(guān)表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算所得。

需要指出的是，三種報(bào)表格式均需在軟件中定制。

5 結(jié)語

電能管理系統(tǒng)的作用是通過對(duì)用電設(shè)備消耗的電能進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量以達(dá)到對(duì)內(nèi)部電能消耗進(jìn)行深入監(jiān)測(cè)和全面管理進(jìn)而節(jié)能增效的目的。電能管理系統(tǒng)是依附于配電系統(tǒng)的，因此加裝電能管理系統(tǒng)必須首先對(duì)配電設(shè)備現(xiàn)狀以及系統(tǒng)最終要達(dá)到的要求進(jìn)行細(xì)致的分析，才能明確方案配置，進(jìn)而選定計(jì)量點(diǎn)、對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行適宜的計(jì)量改造，通過必要的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)對(duì)各回路電能的實(shí)時(shí)采集、分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)告，最終達(dá)到有效管理的目的。

表1 分項(xiàng)電能計(jì)量報(bào)表

表2 內(nèi)部考核管理電能報(bào)表