基于工業(yè)以太網(wǎng)的電能計量管理系統的應用

摘要：針對目前工業(yè)電能模式的研究現狀，本文闡述了在現代以太網(wǎng)基礎上的電能管理系統的設計。 該系統實(shí)現了電能的遠程實(shí)時(shí)監控與管理，并且該系統支持多種終端設備的遠程訪(fǎng)問(wèn)，建立了一個(gè)實(shí)時(shí)的人機界面管理平臺，實(shí)現對電能現代化管理模式。 提高了供電企業(yè)的管理效率和供電效益，并為地域跨越大的電網(wǎng)的遠程監測提供了一種新思路。

關(guān)鍵詞：電能管理；工業(yè)以太網(wǎng)；電能監控；人機界面

引言

隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展和相關(guān)政策的出臺，用電管理也逐步實(shí)現了一家一表，抄表到戶(hù)的制度。但是隨之而來(lái)的問(wèn)題是大量用電數據的回抄和管理。同時(shí)，用電的客戶(hù)群體的多類(lèi)型決定了高質(zhì)量的供電要求。 由于自身結構的缺陷，傳統的電能管理系統在有效性、實(shí)時(shí)可控性、*準性和應用特性等方面已經(jīng)不能滿(mǎn)足當下社會(huì )的用電需求，且會(huì )造成電力資源和人力資源的浪費。因此，電管理門(mén)需加快普及新型的電能管理系統。

隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)科技的飛速發(fā)展，現代化的科學(xué)技術(shù)將逐漸取代傳統的電量測量工具。伴隨著(zhù)各類(lèi)現代化的智能產(chǎn)品不斷出現，在電能管理方面，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)管理電能系統的研究逐漸成為電能系統的主要研究主流。 而對電能的遠程操控通過(guò)人機界面對電能采取遠程管理控制，并對采集來(lái)的數據的進(jìn)行高速高效的分析、計算、控制，從而節省了大量的人力資源，提高了管理效率。 基于工業(yè)以太網(wǎng)的電能網(wǎng)絡(luò )監控系統，這是未來(lái)國家集中監控電力功耗和合理利用電能的發(fā)展趨勢。

針對目前的電能質(zhì)量的市場(chǎng)需求，文中論述了以太網(wǎng)的電能管理結構，闡述了系統中所用到的關(guān)鍵性技術(shù)。系統實(shí)現了對電能的遠程監控與數據的分類(lèi)采集，數據傳輸過(guò)程中的數據解析、協(xié)議轉換、數據加密保護和保存等功能。從而實(shí)現了基于無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)的電能的管理系統的設計。

1系統結構

針對目前電能管理系統的現狀，本文提出的電能管理系統是以工業(yè)以太網(wǎng)為基礎的三層架構的電能管理系統。 電能管理系統結構圖如圖1所示。 該系統的主要功能是實(shí)現對現場(chǎng)數據的實(shí)時(shí)采集分析，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)的對電能進(jìn)行遠程控制和管理。

圖1 電能管理系統結構圖

系統的**級架構是基站現場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )圖如圖2所示的局部基站現場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò )圖?；粳F場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對基站現場(chǎng)用電數據等信息的分類(lèi)采集，在數據傳輸過(guò)程中實(shí)現對數據解析、協(xié)議轉換、數據加密保護和保存等。利用鏈路結構的形式將數據傳輸到二級數掘匯集中心。

圖2 局部基站現場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò )圖

中端數據匯總網(wǎng)絡(luò )中心是系統的*2級架構，主要負責匯集從各基站現場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò )發(fā)出的數據，并對用電數據進(jìn)行緩存，匯總。*后根據上*級中心設置的標準，對數據進(jìn)行分類(lèi)上傳，分時(shí)間段上傳至上*級。

*后一層架構是終端數據中心，即省級數據處監控平臺。終端數據中心會(huì )搭建一個(gè)監控系統的軟件平臺，對收集來(lái)自接受全省的用電信息數據信息進(jìn)行數據分析和管理，并將之分類(lèi)后進(jìn)行存儲，定時(shí)對數據進(jìn)行備份。根據備份時(shí)間和數據分析管理的內容對數據庫進(jìn)行統計，生成各種類(lèi)型的統計報表。根據報表的內容來(lái)制定管理流程制度，可以實(shí)現節能數據的*準化，使得電能管理更加人性化。

文中主要對電能管理系統的以太網(wǎng)式的監控模塊和PLC主控模塊進(jìn)行了分析與研究。其中電能管理系統中涉及到了單片機技術(shù)、電力電子技術(shù)和通信技術(shù)等多項領(lǐng)域。

2控制系統的設計

在電能管理系統中，基于以太網(wǎng)的監控模塊的大致可分為5個(gè)模塊，分別為PLC主控制模塊，數據采集模塊，回路通斷控制模塊，系統電能監控模塊，和人機界面模塊。

3 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

3.1概述

用戶(hù)端消耗著(zhù)整個(gè)電網(wǎng)80%的電能，用戶(hù)端智能化用電管理對用戶(hù)可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務(wù)體系，全面推廣用戶(hù)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(shí)現電網(wǎng)與用戶(hù)的雙向良性互動(dòng)。用戶(hù)端急需解決的研究?jì)热葜饕ǎ合冗M(jìn)的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務(wù)、客戶(hù)用電管理系統、需求側管理等課題。

安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過(guò)對用戶(hù)端用電情況進(jìn)行細分和統計，以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣，有效節約電能，為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。

3.2應用場(chǎng)所

（1）辦公建筑（商務(wù)辦公、大型公共建筑等）；

（2）商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機構建筑等）；

（3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂(lè )場(chǎng)所等）；

（4）科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑等）；

（5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）；

（6）交通運輸建筑（機場(chǎng)、車(chē)站、碼頭建筑等）。

3.3系統結構

3.4系統功能

實(shí)時(shí)監測；電能統計報表；詳細電參量查詢(xún)；運行報表；變壓器運行監視；實(shí)時(shí)報警；歷史事件查詢(xún)；電能質(zhì)量監測；遙控操作；用戶(hù)權限管理；通訊狀態(tài)圖；視頻監控；用戶(hù)報告

3.5系統硬件配置清單

4結束語(yǔ)

基于工業(yè)以太網(wǎng)的電能管理系統，采用新型的科技，將智能化設備融入用電用戶(hù)中，在能夠充分采集用戶(hù)的用電數據信息的情況下，利用工業(yè)以太網(wǎng)對數據進(jìn)行自動(dòng)化收集和數據分析管理，實(shí)現了對用用戶(hù)電信息的統一存儲和分析，對實(shí)現電能的人性化管理具有重要意義。但是由于各個(gè)管理系統產(chǎn)品之間沒(méi)有統一的通信的標準，并且實(shí)施現代化的電能管理系統不能wan全拋棄傳統。因此構建一個(gè)基于工業(yè)以太網(wǎng)的電能管理系統的過(guò)程必然是曲折漫長(cháng)的過(guò)程。

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