皖能合肥電廠電能量計(jì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

摘要：隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展和國家對(duì)發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排的力度加大，電能量的產(chǎn)出和投入比已成為衡量現(xiàn)代化率電廠的重要指標(biāo)。電能管理軟件的應(yīng)用大大提高了電能量的利用效率和管理水平，本文介紹基于網(wǎng)絡(luò)電力儀表的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在合肥電廠電能管理中的應(yīng)用，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化電能管理。 

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；電能管理

0 引言

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中zui重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，火力發(fā)電又是國家生、產(chǎn)、生活的主要用電來源。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，用電需求的逐年上升，電能的消耗逐年刷新。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示2010年全國發(fā)電量41,413億千瓦時(shí)，比上年增長(zhǎng)13.3%。在有限的煤資源的前提下，減少能源浪費(fèi)，不僅要從用戶節(jié)約用電著手，更要從發(fā)電企業(yè)減少發(fā)電損耗著手。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)電能表的發(fā)展， 電能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及管理已進(jìn)入智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。本文就皖能合肥電廠電能管理系統(tǒng)為例介紹電能管理系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用。

1   項(xiàng)目簡(jiǎn)介

皖能合肥發(fā)電廠位于合肥市北部規(guī)劃的能源工業(yè)區(qū)內(nèi)，電廠始建于六十年代，屬地區(qū)性電廠。電廠新建#5機(jī)組（1×600MW）已于2009年1月正式投入運(yùn)行。本項(xiàng)目主要對(duì)廠內(nèi)#5機(jī)組各高低壓回路用電狀況進(jìn)行自動(dòng)化管理。#5機(jī)組共包括：6kV備用段、綜合段、公用段、6kV工作段、6kV脫硫段、翻車機(jī)、輸煤段。各段開關(guān)室配電柜中均安裝了安科瑞電能表，詳細(xì)電表配置信息如表一所示。該電能表帶有RS485通訊端口，可為上位機(jī)提供電表所采集的電參量數(shù)據(jù)。為了能實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、遠(yuǎn)傳和存儲(chǔ)、預(yù)處理、線損統(tǒng)計(jì)及分析的電能綜合管理平臺(tái)，合肥電廠電能量管理系統(tǒng)采用了上海安科瑞電氣股份有限公司的Acrel-3000電能管理軟件，電能管理軟件把現(xiàn)場(chǎng)的電能儀表聯(lián)在一起，做到了自動(dòng)采集、集中控制、智能管理。同時(shí)本電能管理系統(tǒng)還具備同廠內(nèi)SIS（監(jiān)控信息系統(tǒng)）以及MIS（管理信息系統(tǒng)）共享電能數(shù)據(jù)。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB2887-2000 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》

DL/T400-2010        《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

DL/T 814-2002     《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T634-2002            《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

DL/T721-2000            《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

DL/T770-2001            《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB/T50063-2008 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB-14285-2006   《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

GBJ232-2002           《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T15145-2001 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB50171-2006            《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/50198-2011   《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)采設(shè)計(jì)了一套Acrel3000電能管理系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1所示：

圖1

整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理部分包括監(jiān)控管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等；該配電系統(tǒng)分成七個(gè)部分：6kV備用段、綜合段、公用段、6kV工作段、6kV脫硫段、翻車機(jī)、輸煤段。其中6kV備用段及綜合段相距550米，設(shè)計(jì)將6kV備用段內(nèi)所有電力儀表通過485總線連接至綜合段內(nèi)通訊管理機(jī)，并經(jīng)過光纖傳至網(wǎng)絡(luò)機(jī)房；翻車機(jī)、輸煤段距離網(wǎng)絡(luò)機(jī)房距離較遠(yuǎn)，分別采用一個(gè)通訊管理機(jī)，并經(jīng)過光纖傳輸至網(wǎng)絡(luò)機(jī)房；共用段內(nèi)71快電力儀表與6kV工作段內(nèi)電力儀表均連至公用段內(nèi)通訊管理機(jī)，并通過光纖傳至網(wǎng)絡(luò)機(jī)房；脫硫段6kV內(nèi)所有電力儀表均通過485總線連至公用段內(nèi)通訊管理機(jī)，與公用段內(nèi)電力儀表信號(hào)一起傳輸至網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。

配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要通過現(xiàn)ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表及PT、CT將現(xiàn)場(chǎng)各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測(cè)信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護(hù)信息以及故障等開關(guān)量狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備將所采集和處理過的信號(hào)經(jīng)屏蔽雙絞線上傳只通訊管理機(jī)經(jīng)光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級(jí)單元相互獨(dú)立的存在于整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)中，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及可用性。ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表及微機(jī)綜合保護(hù)裝置采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

整個(gè)配電系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，采用現(xiàn)代通訊技術(shù)，對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的用電狀況進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)環(huán)節(jié)、每種設(shè)備的用電量；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電故障，避免用電的浪費(fèi)。

2.3 主要實(shí)現(xiàn)功能

電能統(tǒng)計(jì)及分析

對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)所采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)。并通過計(jì)算產(chǎn)生每日/周/月/年用電量；每日/周/月/年zui大負(fù)荷及zui大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改；通過電能分時(shí)計(jì)量累計(jì)電費(fèi)，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)；通過邏輯運(yùn)算計(jì)算出設(shè)備正常、異常出現(xiàn)次數(shù)，存儲(chǔ)事故發(fā)生時(shí)間、原因。電能報(bào)表及電能棒圖分別如圖2所示：

  圖2

畫面顯示

19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測(cè)量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)位信息。實(shí)時(shí)畫面如圖3所示：

圖3

數(shù)據(jù)共享

實(shí)現(xiàn)基于“電量采集服務(wù)器”的“鏡像服務(wù)器”，其中：“電量采集服務(wù)器”部署于Ⅱ區(qū)生產(chǎn)網(wǎng)內(nèi)，為生產(chǎn)區(qū)用戶服務(wù)（值長(zhǎng)等生產(chǎn)人員）。“鏡像服務(wù)器”也部署于Ⅱ區(qū)生產(chǎn)網(wǎng)內(nèi)，待網(wǎng)閘接入后在進(jìn)行邏輯區(qū)的調(diào)整。

 “電量采集服務(wù)器”與“鏡像服務(wù)器”之間以UDP模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。即將網(wǎng)閘串聯(lián)在“鏡像服務(wù)器”和“電量采集服務(wù)器”之間，并將“鏡像服務(wù)器”接入MIS網(wǎng)，供MIS網(wǎng)用戶（經(jīng)營部門）訪問和應(yīng)用。

系統(tǒng)特點(diǎn)

通訊線接點(diǎn)少，畫面顯示直觀，數(shù)據(jù)刷新快，及時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，同時(shí)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，方便用戶使用，各種功能可根據(jù)用戶的需求靈活變化，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)快捷方便，修改軟件也不繁瑣。

4   結(jié)束語

     本文的配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)功能平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)的是基于B/S結(jié)構(gòu)模式下的一種監(jiān)測(cè)軟件，在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，方便實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，逐步提高配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)報(bào)警的水平。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

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