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摘要：本文介紹了一套適合大型企業的電力管理系統。根據節能降耗的系統目標和企業能耗管理人員的使用要求，提出了系統的功能要求，設計了分層分布式系統架構，提出了分時電價、單耗定額、電能質量三種評價模式，為企業節能管理提供數據支持，提高員工節能降耗的自主意識，實現降低企業生產成本、提高經濟效益的目標。
關鍵詞：電能監測；能量管理；分層分布式結構
引言
近年來，中國市場經濟的快速發展不僅導致了社會整體用電量的顯著增長，而且也造成了越來越嚴重的能源浪費現象。因此，節能減排工作正逐漸引起社會各行業的關注。
工業一直是我國能耗支出的大戶，能耗總量約占我國資源消耗總量的70%。因此，通過加大工業電氣節能科技研發力度，進一步提高能源管理水平，不斷完善節能技術，加強企業節能工作，對于減少我國電力供需矛盾，降低工業生產成本，增加我國企業的經濟效益和社會利潤具有重要意義。由于缺乏全公司統一集成的電能管理體系，大多數企業的能源管理工作仍處于廣泛期，節能措施不完善，獎懲措施不完善，員工自主節能意識淡漠，能源利用效率相對落后。因此，有必要利用現代電氣、通信和計算機技術，構建全面的電能消耗監測管理體系，有效監控大型企業能耗設施的運行，為大型企業的電能管理提供有效的決策支持。
一系統功能需求
為完成全廠電能數據的實時監控和集成管理，實現節能降耗的系統目標企業電能管理系統具有以下功能要求。①數據采集。采用多線程數據采集技術，完成全廠電氣設備實時工作狀態信息的采集。采集各生產設備的電參，主要包括電壓、電流、有功率、無功率、斷路器刀閘狀態等模擬量和數字量信息，不斷刷新數據庫，并對這些數據進行必要的預處理和數據分析。②數據展現。采用直觀豐富的圖形顯示功能，可真實顯示各種設備的當前工作狀態，包括斷路器的開合信號、趨勢信息和負載曲線。顯示模塊分為圖形顯示、數據顯示、波形顯示和狀態量顯示。③事故預警。設置各電源參數的上下限值，實現越限監控和報警，事故發生前提前預警，識別隱患。④報表管理。統計全廠用電設備的功耗，生成各種形式的日報、月報，如數據報表、圖形報表等。報表管理子系統不僅支持歷史數據查詢和報表打印，還支持人工修改數據缺失值。⑤用戶管理。對企業不同用戶給予不同層次的權限，高權限用戶賬號可管理低權限用戶賬號，分級操作。高權限用戶具有權限設置功能，所有用戶均具有登錄認證、賬戶信息維護等功能。⑥負荷管理。在用電監測的基礎上，對峰谷電量進行統計分析和測量，繪制負荷曲線。通過對年、月、日負荷數據的統計分析，結合團隊生產安排計劃，對未來一段時間的用電需求進行合理估計，及時調整優化生產策略，達到削峰填谷、節約成本的目的。⑦電能質量管理。實時檢測電網供電質量，包括電壓偏差、三相不平衡、頻率偏差、諧波畸變率和電壓波動。⑧考核管理。制定分時電價、單耗定額、電能質量三種評價模式，為管理層制定評價體系提供決策依據，節約獎金，充分調動全廠員工的自主節能意識，形成良性競爭機制。⑨班組管理。通過值班記錄，統計各部門團隊能耗數據，根據實際電價計算電費，便于決策者實時掌握各團隊的能耗，實現精細化管理的目的。⑩Web發布。利用網絡發布技術，用戶可以在任何網絡終端訪問電能管理系統，依次提高管理信息的透明度，增強企業管理決策的可信度。
二系統設計
1系統結構
隨著現代電子技術、計算機技術、通信技術和信號處理技術的不斷發展，企業電力管理系統的系統結構也在不斷創新，主要經歷了集中系統結構、分布式系統結構和分層分布式系統結三個發展階段。三個結構如圖1所示、圖2和圖3所示。
圖1集中式結構圖
圖2分布式結構圖
圖3分層分布式結構圖
對三種結構形式進行綜合比較，分層分布式結構的優點主要有以下四點。①系統整體安全性較高，任何部位的故障只危及局部。②組態靈活。③有效減少二次生產設備，節約大部分二次電纜，生產成本低，操作維護簡單。④抗干擾能力強。
系統數據豐富，主要體現在收集點多、保存信息量大等方面。該系統的功能不僅涵蓋了電力數據收集、監控和網絡開發的基本應用，還具有檢索、分類和管理電力數據的功能。由于電力數據處理與工業生產直接相關，綜合考慮安全性、實時性、準確性等因素，企業電力管理系統采用分層分布式架構，如圖4所示。
圖4分層分布式系統結構
2考核模型
為了提高員工的自主節能意識，完善考核制度，為管理者提供獎懲依據，需要建立科學的考核模式，為企業電力管理體系的制定提供決策支持。
(1)分時電價評估
(2)單耗定額評估
(3)電能質量評估
3系統軟件設計
采用面向對象的軟件編程方法和模塊化設計，利用不同的功能模塊實現系統的不同功能。每個單元相互獨立，有機地形成一個整體，使軟件具有靈活多樣、可修改、易于后期擴展的特點。圖5顯示了系統的軟件框圖。
圖5系統軟件框圖
三安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案
1概述
用戶端消耗整個電網80%的電能，用戶端智能用電管理對用戶可靠、安全、節約用電具有重要意義。構建智能用電服務體系，全面推進用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括:先進的計算機、智能建筑、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統、需求側管理等。
通過對用戶端用電情況的細分和統計，安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各種用電消耗情況，便于找出高能耗點或不合理的能耗習慣，有效節約用電，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支持。
2應用場所
(1)辦公樓
(2)商業建筑
(3)旅游建筑
(4)科教文衛建筑
(5)通信建筑
3系統結構
4系統功能
(1)電能統計報表
(2)詳細電參查詢詳細電參查詢
(3)操作報表
(4)變壓器運行監控監控
(5)實時報警
(6)查詢歷史事件
(7)電能質量監測
(8)遙控操作
(9)用戶報告
(10)APP支持
5系統硬件配置清單
四結語
本文設計了一套適合大型企業的分層分布式電力管理系統。通過智能硬件平臺和模塊化系統軟件，企業管理者可以立即、直觀、清晰地掌握全公司的電力消耗情況，并在此基礎上建立相應的電力管理決策，實現企業各部門用電的精細化管理，達到節能降耗的目的。
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[6]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版
作者簡介：涂志燕，現任安科瑞電氣有限公司，主要從事數據中心相關產品的研發和應用。
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