电能计量管理系统

 1 概述

    用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系，推广用户端智能用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。
楼层电能管理系统和能耗管理系统正是针对以上课题而研发的用户端能源管理分析系统。能耗管理系统在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。 
2 参照标准

3Acrel-3000电能远程集抄管理系统
3.1 系统功能
3.1.1登录界面
安科瑞Acrel-3000电能管理系统可以根据用户要求定制个性化的系统登录界面，登录界面所用的图片、Logo等需要用户提供。

3.1.2配电监测
安科瑞Acrel-3000电能管理系统具备友好的人机界面，能够以配电一次干线图的形式直观显示配电线路的分布情况，同时将实时采集的各回路的电参量信息，以及配电回路开关的分合闸状态，实时显示在系统界面中。

3.1.3电能报表
安科瑞Acrel-3000电能管理系统以丰富的数据报表体现计量体系的完整性。系统具备各回路定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可追溯，维护计量体系的正确性。

3.1.4负荷曲线
安科瑞Acrel-3000电能管理系统对配电系统总进线回路（或重要负荷的出线）设计了负荷趋势曲线。便于配电维护人员及时掌握用电需求与供电系统负荷占比，确保供电可靠性，为用户单位的用能权益提供保障。借助该功能，还可分析用能需量的增长趋势，适时调整需量申报，减少因需量偏差过大造成的多余缴费。

3.1.5电参量报表
安科瑞Acrel-3000电能管理系统具有对实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到实时数据库。在监控画面中能够自定义需要查询的参数、查询的时间段或选择查询更新的记录数等，并通过报表方式显示出来。该功能方便用户进行事故追溯查询。

3.1.6统计报表
安科瑞Acrel-3000电能管理系统为用户提供了综合的电能和需量统计报表功能，包含不同馈线的峰平谷用电量统计与记录，从而为用电的合理管理提供了数据依据(需要选用带复费率和需量功能的电力仪表)。同时可对各回路进行日、月报表的统计，减少配电系统维护人员的电能统计的工作时间，提高工作效率。

3.1.7遥信实时报警
安科瑞Acrel-3000电能管理系统具备遥信报警配置功能，系统能够对配电回路断路器的分合闸动作进行实时监测并报警。系统报警时能够进行信息语音提示，自动弹出报警画面。

3.1.8遥测实时报警
安科瑞Acrel-3000电能管理系统具备遥测报警配置功能，报警类型包括电压越限、电流越限、频率越限、功率因数越限、断路器分合闸。系统报警时能够进行信息语音提示，自动弹出报警画面。

3.1.9遥信、遥测历史报警查询
安科瑞Acrel-3000电能管理系统能够对遥信、遥测报警数据进行存储，方便用户对系统报警事件进行追溯查询。

3.1.10电能质量监测
安科瑞Acrel-3000电能管理系统可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。例如配电系统维护人员可以通过谐波分析界面掌握配电系统的谐波含量，及时采取相应的措施提高配电系统的可靠性，减少因谐波造成的供电事故的发生。

3.1.11用户权限管理
安科瑞Acrel-3000电能管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行维护管理提供可靠的安全保障。

3.1.12通讯状态图
安科瑞Acrel-3000电能管理系统可以实时显示接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构，可在线诊断系统网络通讯状态，发生网络故障时能自动在屏幕上显示故障单元和故障部位。从而方便系统维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，对出现异常的设备及时维护，保证系统的稳定运行。

3.1.13基于B/S的网络应用
安科瑞Acrel-3000电能管理系统配置了强大的WEB页面发布功能，从而使得用户可以通过基于Windows平台的IE或其他主流浏览器，查看系统实时数据、监控画面、历史数据，浏览效果与在Acrel-3000服务器端看到的系统画面完全相同。

3.1.14数据转发
安科瑞Acrel-3000电能管理系统支持多种标准协议的数据转发，实现与第三方系统的数据共享。支持Modbus-RTU、Modbus/TCP、IEC104(南瑞)通讯协议的数据转发，能够支持工业OPC接口，通过OPC接口实现与其他系统（如BA系统）进行数据交互。
 

3.1.15手机短信报警
安科瑞Acrel-3000电能管理系统支持手机短信报警功能，系统遥信、遥测实时报警信息可以通过短信报警模块发送到指定的系统管理人员手机上，使得用户能够及时了解现场配电情况，消除可能发生的配电隐患。

3.1.16GPS系统时钟同步
安科瑞Acrel-3000电能管理系统可集成配置GPS授时设备，对系统主机进行GPS同步授时，以保证整个系统有统一的时间基准，为电力系统故障分析提供可靠的时间保障。
 

3.1.17开放的系统扩展功能
安科瑞Acrel-3000电能管理系统监控软件具备多种标准的接口和协议的接入，如支持485总线，多种不同的通讯协议如Modbus-RTU、Modbus/TCP、IEC103、IEC104等，同时具备后期对非标准规约协议的开发接入，使得所有智能设备都能无缝连接到后台系统中来。同时系统支持工业OPC接口与其他系统（如BA系统）进行数据共享。

3.1.18双机冗余功能
安科瑞Acrel-3000电能管理系统具有配置双机冗余的功能。该功能提高了系统的安全性和容错性，保证了系统中即使某台监控主机出现异常也不会影响到整个Acrel-3000电能管理系统的正常运行。
3.2 系统层次结构
Acrel-3000电能管理系统通常采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层：
现场设备层
现场设备层主要是连接于网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电系统必要的基本组成元素。肩负着采集数据的重任，这些设备可为乙方各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块和电动机保护器等。
网络通讯层
网络通讯层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等；光电隔离保护装置主要是为保证上位机的正常工作，避免网络中不稳定信号对其造成的干扰或破坏；接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异，需要进行转换方可进行数据交换。
站控管理层
站控管理层是针对配电网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的上层部分，主要是由电能管理系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，用户只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

3.3 产品选型

4 Acrel-5000建筑能耗监测系统
4.1 系统功能
系统可按使用年份统计建筑物各分类能耗——电、水、气、集中供热、集中供冷以及其它能源消耗量，自动折算成相应的标准煤消耗量，从而反映建筑物当年各分类能耗用能和综合能耗。系统以曲线图形展现各类能耗的消耗的消耗趋势，便于业主方实时直观掌握能源消耗情况。

系统可反映出建筑物当日与昨日同期、当月与上月同期、当年与上年同期总体用能的对比情况，并显示建筑物过去48小时、1个月、12个月及3年的用能趋势，当年用能的对比分析、当月的分项用能饼图。便于业主方对能耗消耗的趋势进行对比分析，判断用能走势，及时调整设备运行计划，节约能源消耗。

系统依据建筑物能源消耗的分布情况进行能耗计量点的选取和设置，使得能耗监测系统可以覆盖整个建筑物。系统使用者可通过相关界面调取该建筑物各能耗节点的能耗统计报表，减少用能的“跑、冒、滴、漏”和计量误差。

系统依据住建部分类分项能耗数据采集导则，将建筑物耗电分为照明插座、空调、动力和特殊用电进行计量装置选型和设置，并按用能区域或功能区域等划分并进行统计，以报表和同、环比棒图形式展现该区域的能源消耗。

系统可针对能源消耗量大的设备或区域进行准确定位，便于管理层制定节能绩效考核制度，推动节能降耗的有效执行。为用能设备建立运行记录档案，长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果，结合设备维护保养记录，为设备的运行维护提供依据。

系统提供分级权限管理功能，对具备权限用户提供开放的信息维护接口，用户可自行对建筑和系统监测范围内计量点的信息进行增、删、改和查询，建筑物信息包括建筑类型、建设年代、建筑面积、建筑物人员数量等。系统还对无法自动采集的计量信息提供手动录入功能，便于使用者掌握建筑物总体能耗情况。

系统依据《国家机关办公建筑以及大型公共建筑能耗监测系统分享能耗数据传输技术导则》以及建筑物所在省市的地方性节能技术规程、规范的要求，可实现按既定数据格式和上传方式，将建筑物能耗数据信息上传至上级数据中心平台的功能。

4.2 系统层次结构
Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测设备构成任意复杂的监控系统。开放性、网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体化结构。建立如下层次结构：

4.3 产品选型

4 费控管理系统
4.1 IC卡表本地预付费系统
功能概述
本地IC卡预付费电能表带读卡和缴费充值功能。用户通过售电窗口进行开户、充值、补卡业务流程，办完业务后须将IC卡插入电表，电表充值，连续用电计算并扣除，显示剩余电量，余额不足跳闸，续购电后复电。
系统特点
IC卡表本地预付费方案适合于电表分散安装的场合。施工简单，不需要安装其他设备，不需要铺设线缆，减少了施工费用。不足之处是无法实现远程采集、控制。如有实时数据采集的需要，可辅之电能集抄系统来实现。
系统示意

产品选型

4.2 基于射频卡充值终端的预付费系统
概述
射频卡充值终端带读卡和电表通信功能。用户通过售电窗口进行开户、充值、补卡业务流程，办完业务后须在对应的集中充值终端上刷卡，终端通过485通信给电表充值，电表连续用电计算并扣除，显示剩余电量，余额不足跳闸，续购电后复电。
系统特点
基于射频卡充值终端预付费方案适用电表集中安装的场合。当用户不便进入电表集中安装的强电间时，可通过安装在强电间外的充值终端方便地实现充值。充值终端提供本地集抄，可供用户查询剩余金额。不足之处是需要局部组网，布置485通信至终端，施工相对复杂，建设成本稍高。
系统示意

产品选型

4.3 后台远程预付费系统
概述
本地费控电能表通过网络获取缴费充值。用户通过窗口进行开户、充值，主站通过通信网络将交费信息下发到用户电表，电表经解密校验后完成充值录入，连续用电计算并扣除，显示剩余电量/费，余额不足跳闸，续购电后复电。
系统特点
后台远程预付费方案适用电表集中安装，且需要用电集抄管理的场合。该方案可以对用户电表进行远程拉合闸，便于控制，简化购电流程，用户营业厅购电完成后，主站直接进行电费下发，减少人工干预，方便用户操作。但对通道要求比较高，现场施工量较大。
系统示意

产品选型

4.4 宿舍用电管理系统
概述
宿舍用电管理系统具有计量管理、安全用电、节能管理等功能。学校管理方可通过系统实现对宿舍的用电计量统计，预付费售电管理。系统支持负载功率限制，当用户负载超过设定值时可执行过载断电。系统支持定时控制管理，能实现对照明、插座、空调等回路的通断电控制。
系统特点
宿舍用电管理系统适合于学校学生宿舍的计量及用电管理。该方案可以对用户宿舍回路进行远程拉合闸，便于控制，主站直接进行电费下发，减少人工干预，方便用户操作。但对通道要求比较高，现场施工量较大。

  产品选型

5 AZX-J低压智能计量箱
5.1概述
随着城市化进程的进一步加快和人民生活水平的日益提高，新建物业不断增加，电力供电公司将电能输送到学校、社区、商业广场、工厂、企业等用户后，用户有对电能进行细分的需求。AZX-J低压智能计量箱，在将电能分配的同时，对电能可按不同单位、部门细分，还可同时针对不同用电设备进行细分计量（如照明、空调、动力、特殊用电等），并通过通讯网络将用电数据即时上传至后台，信息直观可靠，使用户方便地进行用电计量管理，实现能效管理。

5.2工作原理

5.3电能计量特点
◆在线统计数据
    在楼宇，公共设施内部加装低压智能计量箱后，通过通讯网络可以实时在线了解各个用电子系统的真实能耗状况。
◆分项计量管理
电能计量可按不同单位、部门细分，也可按不同用电设备进行细分（如照明、空调、动力、特殊用电等）进行计量统计。
◆提高能源管理
    根据统计出的能耗数据，用户可以针对各个用电单位的特性配置的能耗管理方案。
◆重要设备的实时运行监测
    当用电系统中的一些重要设备发生用电异变时，通过实时监测可以发现这些异常，及时做出反应。
5.4执行标准
DL/T 448-2000   《电能计量装置技术管理规程》
Q/GDW 347-2009  《电能计量装置通用设计》
Q/GDW 355-2009  《智能电能表系列标准》
GB-7251.3-2006  《低压成套开关设备和控制装置设备》
DIN VDE0105     《电力设备的运行》 
DL/T 645-2007   《多功能电能表通信规约》
DL/T614-2007    《多功能电能表》
GB/T19882.31    《自动抄表系统 第31部分》
GB/T1987.1-2005 《自动抄表系统低层通信协议》
5.5型号说明

5.6产品特点
◆ 箱体采用模块化设计，满足客户更多表位安装和预留，方便客户的各种模数化元器件的安装，结构设计紧凑合理，布线整齐大方，维护方便。
◆ 具有数据采集功能和标准的通信接口，可实现远程实时监测和计算机联网管理。
◆ 多种电流规格电表，二次表、一次表均可安装，适用性强。
◆ 加装微断与保险丝，保护表计与主电路。
6技术参数

5.8外形尺寸

5.9 应用领域
图书馆中存在大量用电设备，人员流动大、区域广，智能计量箱可以对照明、空调、办公用电进行分项计量，通过采集到的能耗数据，结合日常管理可以发现不合理用能，对各个区域的能耗综合管理，配置能耗管理方案。

   
宿舍是企业职工和学生生活的重要场所，是学习和工作的强大后勤保障，安装计量箱之后，可以对宿舍中使用的空调，取暖设备，生活用电进行监测，不仅可以实现宿舍电能计量，使学生或员工直观了解用电情况，更可以有效防止违禁电器使用，排除用电安全隐患，保障宿舍用电安全。

工厂中有大量流水线和各种不能失电的重要设备，安装计量箱与能耗监测系统后，可以对企业内部各分厂、工段及不同用电设备进行分项计量，采集到的能耗数据，为公司实现降低运营成本提供了可靠的依据，更可以为企业安全持续生产保驾护航。

商业广场中用户较多，办公能耗大，人员密集且流动快，安装计量箱可以使物业公司对用户单独计量收费，做到公平、透明。对公共用户分项计量，合理地为用户分摊成本，实现对楼层能耗进行综合管理，物业公司可依据采集到的能耗数据通过管理实现降低物业运营成本，打造绿色、和谐的环境。