摘要

介紹高島屋，采用智能電力儀表，采集樓層用戶各種電參量。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統實現樓層用戶用電的實時監控和管理。

0 概述 

  高島屋百貨公司具有180年歷史的高島屋是日本最大的連鎖百貨公司之一，在日本國內擁有20余家連鎖店，2007年營業收入位居全日本百貨公司之首。迄今為止，高島屋百貨只在海外開設了3家連鎖店，即紐約、臺北和新加坡，均在當地銷售排行榜中位居前列，其中新加坡高島屋和臺北高島屋已連續多年蟬聯當地百貨業銷售額冠軍。

  上海高島屋百貨選址于虹橋路與紅寶石路當中黃金地段的古北國際財富中心二期，財富中心二期總高30層，是一幢含高檔商業、五星級酒店及購物中心等于一體的超5A甲級智能化商務樓宇。

    我司承接本項目的電能管理系統，實時采集樓層用戶終端電能計量表的數據，用于分析、管理用戶的用電情況，以便于用戶對樓層用電情況的實時了解。

1 需求分析

    本電能管理系統的實施，在以下各方面達到預定的目標： 

    1）掌握各終端用戶電力設備運行情況； 

    2）對電能管理系統中各種狀態監測、歷史數據生成報表，系統可以設計和管理多種報表樣式，實現日、月、年報表管理；  

    3）數據記錄和故障數據記錄； 

    4）提高電力管理系統運行管理效率，大幅提升管理水平； 

    5）實現故障信息報警，報警查詢，可以設置預報警信號和故障報警信號，通過聲光、界面等方式提示用戶，待用戶確認后復位，并可以提供報警信息打印功能。

    6）強大的用戶管理功能，系統記錄各管理員運行記錄、操作記錄等，并設置多級用戶，分別賦予不同權限以及相應密碼，確保操作安全。實現各變電站無人或少人值班；

2  系統方案

    監控系統主要實現對上海高島屋終端用戶進行電能管理。監控范圍為終端用戶的遠程實時數據采集、處理、分析、顯示。系統于樓層強電井內接入461只終端計量儀表，分為22條總線，總線直接接入值班室內采集設備，從而在監控主機上實現總線上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

1）站控管理層

    站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS、打印機等。

2）網絡通訊層

    通訊層主要是由兩臺NPORT5610-16串口服務器、協議隔離轉換器、以太網設備及總線網絡組成。NPORT5610-16串口服務器主要功能是監測現場智能儀表；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

    現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該門衛處監控主機進行組網，實現遠程控制。

智能儀表現場連接示意

    現場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數量在24只左右，然后將數據上傳至串口服務器NPORT5630-16，進而將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

    用戶側采用終端計量儀表DDSD1352-C和DTSF1352-C,能夠測量單相(三相)電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數等。

3  系統功能

功能特點

    本系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有終端計量儀表用電量顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

    軟件在啟動后輸入對應的密碼，才可進入監控系統界面，查看監控數據，否則無法查看。用戶名分為“管理員"和“操作員"，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有最高權限。

    整個界面分為三塊，標題界面、系統界面和菜單切換界面。

標題界面

    在標題界面中，將顯示當前登錄用戶及系統當前時間。

菜單切換界面

    菜單切換界面排布的按鈕為系統各個功能切換按鈕。通過點擊不同的功能按鈕，就可進入相應的功能界面。

系統界面

系統界面

    系統界面可查看各配電回路的用功情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，電能。當選擇以“管理員"身份登錄系統后，可在系統一次圖中點擊回路名稱，直接對回路名稱進行修改，修改后系統會自動保存。

通訊狀態

通訊狀態功能

    進入通訊狀態后，能夠看到整個系統的分布式網絡結構，該系統具有網絡診斷功能。能實時監控系統網絡通訊狀態，出現網絡故障時，系統自動顯示故障線路及具體單元。

電能報表

電能報表功能

    用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統運行期間的任意時間段內的各回路用電，并制作在一張表內，可方便查詢。

    通過調節開始時間和結束時間，可顯示此時間段內的用電量。

    該報表可以以電子表格的方式導出，同時具備打印功能。

報警及事件

實時報警

遙測實時報警功能

    實時報警窗口監測系統所采集的遙測量。報警窗口會在系統運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

    當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界限時，“相應實時報警"窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

報警歷史查詢功能

    在歷史報警界面中點擊查詢按鈕，通過調節開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

系統事件

系統事件查詢功能

    可以查看當前狀態下系統的各部分運作情況，選擇“事件查詢"，可以查詢任意時刻的運作情況。

用戶管理

    點擊菜單欄的“用戶管理"、“用戶登錄"、“用戶注銷"。

    系統為用戶提供了3項與用戶身份和管理有關的功能。“用戶登錄"可以實現登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷"刪除登錄用戶的身份；“管理員"可以通過“用戶配置" ，修改所有用戶的登錄密碼；"管理員“可以使用“添加刪除"增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。

4  結束語

    在當今配電設施的應用中，大型商業建筑的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在上海高島屋的應用，可以實現對變電所供配電回路用電的實時監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的企業效益。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10

作者簡介：徐玉麗，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統，聯系電話：0510-86179968，郵箱：2880157873@qq.com，手機：18860995108。