系统样本1.docx

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系统样本1

一、综述

1系统简介

随着全球资源环境压力的不断增大，用户对供电可靠性和电能质量的要求不断提升，灵活、简洁、安全、经济、友好、节能的智能电网系统是未来电网的发展方向，也是所有用电用户的迫切需求。

上海安科瑞电气股份有限公司致力于电力需求侧的智能电力监控、电能质量管理、节能减排等高新技术的研发和应用，为智能电网配电各环节及用户端提供智能电力监控与电能管理系统、建筑能耗监测系统、电气火灾监控系统等多种解决方案。

系统含以下系列产品：

Acrel-2000电力监控系统

Acrel-2000V8.0光伏电站电力监控系统

Acrel-3000电能管理系统

Acrel-5000建筑能耗分析管理系统

Acrel-6000电气火灾监控系统

2结构图

2.1站控管理层

站控管理层针对配电系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。

该层主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。

系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息自动经过计算处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

通信机柜

通信机柜将站控管理层设备集中安装，美观大方。

预留有电源、RS485、光纤等接口，便于现场接线及调试。

该柜型适用于Acrel-2000、Acrel-2000V8.0、Acrel-3000及Acrel-5000系统。

柜体参照标准

GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）

GB/T4797电工电子产品自然环境条件

GB/T4798电工电子产品应用环境条件

GB/T11804电工电子产品环境条件术语

GB/T17626电磁兼容试验和测量技术

GB/T18663电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验

GB/T19183电子设备机械结构户外机壳

Q/GDW38-2009　智能变电站技术导则

IEC61587电子设备机械结构系列

通用技术指标

电源：

柜体电源额定电压：

AC380/220V，50Hz。

尺寸：

2060（H）×800（W）×600（D），单位mm高度可视现场情况而定。

材质：

单层柜体，优质冷轧钢板，板材厚度不小于1.5mm。

绝缘：

柜体外引带电部分和外露非带电金属部分及外壳之间绝缘电阻值不低于20MΩ。

耐压：

交流50Hz、2000V，历时1min工频耐压试验，无击穿闪络及元器件损坏现象。

冲击电压：

工作电源地可承受1.2/50us的标准雷电波5000V的短时冲击。

柜体照明：

柜体内设有照明设施。

防护等级：

柜体外壳防护等级为IP40。

内置匹配容量的UPS及电池组

使用环境条件

海拔高度：

≤1000m；

环境温度：

-5℃～＋45℃（户内）；

最大相对湿度：

95％（日平均）；

90％（月平均）；

大气压力：

86kPa～106kPa；

抗震能力：

水平加速度0.30g，垂直加速度0.15g；

注：

若现场环境特殊，柜体可定制。

2.2网络通讯层

网络通讯层主要由通讯管理机、网络交换机、串口服务器及总线网络组成。

该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

◆数据采集器ANet-Lx2

规格/参数/性能配置

●

立即可用的客制化应用平台

●32-bitARMRISC微处理器

●32/16MBRAM（其中约12MB可用给用户编程使用）

●16/8MBFlashROM（其中约4MB可给用户编程使用）

●2个网口，速率10/100M自适应

●2个软件选择的RS-232/422/485串口

●SD卡插槽可供存储容量的扩展

●内嵌RTC，蜂鸣器

●内嵌LinuxKernel2.6通讯平台

●GNUGCC交叉编译器

●提供“-40～75℃”宽温产品，-10℃～45℃工作温度

●DC24V电源输入，低功耗

◆数据采集器ANet-Lx4

规格/参数/性能配置

●

32-bitARM9RISC微处理器

●128MBFlashROM（其中约4MB可给用户编程使用）

●1个网口，速率10/100M自适应

●4个软件选择的RS-232/422/485串口

●2个USB2.0端口

●SD卡插槽可供64MB存储容量的扩展

●具有故障转移机制，防止系统崩溃

●内嵌RTC，蜂鸣器

●内嵌LinuxKernel2.6.29通讯平台

●GNUGCC交叉编译器

●提供“-40～75℃”宽温产品，-10℃～45℃工作温度

●DC24V电源输入，低功耗

◆数据采集器ANet-Lx8

规格/参数/性能配置

●32-bitARM9RISC微处理器

●128MBFlashROM（其中约4MB可给用户编程使用）

●

2MB数据闪存

●2个网口，速率10/100M自适应

●8个软件选择的RS-232/422/485串口

●2个USB2.0端口，21个GPIO端口，1个音频输出端口

●SD卡插槽可供64MB存储容量的扩展

●具有故障转移机制，防止系统崩溃

●内嵌RTC，蜂鸣器

●内嵌LinuxKernel2.6.29通讯平台

●GNUGCC交叉编译器

●提供“-40～75℃”宽温产品，-10℃～45℃工作温度

●DC24V电源输入，低功耗

◆数据采集器ANet-Port2

规格/参数/性能配置

●1个网口，速率10/100M自适应，内嵌1.5kV电磁隔离保护

●2个软件选择的RS-232/422/485串口

●2kV光电隔离保护;15kVESD保护;电源4kVEFT保护,2kV电涌保护

●专利保护的数据流向自动控制功能

●内嵌蜂鸣器、实时时钟、看门狗计时器

●提供“-40～75℃”宽温产品，-10℃～45℃工作温度

●DC24V电源输入，低功耗

◆数据采集器ANet-Port4

规格/参数/性能配置

●1个网口,速率10/100M自适应,内嵌1.5kV电磁隔离保护

●4个软件选择的RS-232/422/485串口

●2kV光电隔离保护；15kVESD保护；电源4kVEFT保护；2kV电涌保护

●

专利技术的数据流向自动控制功能

●内嵌蜂鸣器、实时时钟、看门狗计时器

●带有4个按键的LCM显示器

●1k/150kpullHigh/Low电阻

●-10℃～45℃工作温度

●DC24V电源输入，低功耗

◆数据采集器ANet-Port8

规格/参数/性能配置

●1个网口,速率10/100M自适应,内嵌1.5kV电磁隔离保护

●8个RS-232/422/485串口

●1.5kV电磁隔离保护；15kVESD保护；电源4kVEFT保护，2KV电涌保护

●专利技术的数据流向自动控制功能

●内嵌蜂鸣器、实时时钟、看门狗计时器

●带有4个按键的LCM显示器

●一U机架式安装

●-10℃～45℃工作温度

●交流100~240V电源输入

◆数据采集器ANet-Port16

规格/参数/性能配置

●1个网口,速率10/100M自适应,内嵌1.5kV电磁隔离保护

●16个RS-232/422/485串口

●1.5kV电磁隔离保护；15kVESD保护；电源4kVEFT保护，2kV电涌保护

●专利技术的数据流向自动控制功能

●内嵌蜂鸣器、实时时钟、看门狗计时器

●带有4个按键的LCM显示器

●一U机架式安装

●-10℃～45℃工作温度

●交流100～240V电源输入

设备外形尺寸（数据采集器ANet-Lx2/ANet-Lx4/ANet-Port2）

设备外形尺寸（数据采集器ANet-Lx8/ANet-Port4）

设备外形尺寸（数据采集器ANet-Port8/ANet-Port16）

2.3现场设备层

现场设备层是由连接于网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表和保护装置等组成，是系统构建必不可少的基本组成元素。

不仅肩负着测量数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件。

二Acrel-2000电力监控系统

1概述

目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，全国各地重点工程项目、标志性建筑、大型公共设施等大面积多变电所用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。

安科瑞的Acrel-2000型电力监控系统借助了计算机、通信设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。

该系统可以为企业提供“监控一体化”的整体解决方案，主要包括实时历史数据库AcrSpace、工业自动化组态软件AcrControl、电力自动化软件AcrPower、“软”控制策略软件AcrStrategy、通信网关服务器ANet、OPC产品、Web门户工具等，可以广泛地应用于企业信息化、DCS系统、PLC系统、SCADA系统。

2参照标准

GB2887-2000《计算站场地技术要求》

GB/T13729-2002《远动终端通用技术条件》

DL478-2001《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

DL/T400-2010《继电器和安全自动装置技术规程》

DL/T814-2002《配电自动化系统功能规范》

DL/T634-2002《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》

DL/T721-2000《配电网自动化系统远方终端》

DL/T770-2001《微机变压器保护装置通用技术条件》

GB/T50063-2008《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

GB-14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》

GBJ232-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》

GB/T15145-2001《微机线路保护装置通用技术条件》

GB50171-2006《电气装置安装工作盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》

GB/50198-2011《监控系统工程技术规范》

GB/T17626.5《浪涌（冲击）抗扰度试验》

DL/T5003-2005《电力系统调度自动化设计技术规程》

IEC-61131-3《图形可编程标准》

3结构图

4系统设计参数

遥测综合误差

≤1.5%

遥测合格率

≥98%

遥信动作正确率（年）

≥99%

遥控正确率

≥99.99%

开关量变位由终端传递到子站

<5s（光纤方式）

开关量变位传递到主站

<10s（光纤方式）

遥控完成时间

<20s（FTU级，光纤方式）

画面调用时间

<3s

事故画面推出时间

<5s

故障区段隔离

<1min

故障区段恢复送电

<2min

系统可用率

≥99.9%

系统可用率≥99.9%

5功能

系统运行监视和控制

在监控界面中，显示整个电力监控系统的网络图，动态刷新显示各主接线图上的实时运行参数和设备运行状态，并支持远程控制功能。

系统画面可以根据实际需要进行组态。

界面如图2.5.1、2.5.2、2.5.3

图2.5.1中压配电系统示意图

电能质量监视和分析

图2.5.2低压配电系统示意图

可以对整个系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续的监测。

实时监视系统谐波含量，电压闪变、扰动，频率偏差，不平衡度，功率因数等电能质量问题。

通过手动或自动触发波形捕捉，记录扰动时的波形，进行电能质量分析和故障分析。

高精度电能计量

图2.5.3系统组网及通讯示意图

使用高精度、双向计量的多功能仪表，精确测量用户负荷和系统负荷，优化系统容量设计。

变压器损耗/线损补偿有助于合理分摊生产成本。

界面如图2.5.4

电能消耗统计和分析

图2.5.4变压器实时监测和曲线分析

系统为用户提供了综合的电能和需量统计报表功能，包含不同馈线的不同费率时段的用电量，可以进行日、月、季、年的统计与记录，能匹配电力公司帐单结构进行峰谷平统计与记录，并可以进行显示、打印和查询。

用电趋势曲线分析

图2.5.5用电趋势曲线分析

系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的运行负荷状况。

通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况.界面如图2.5.5

报警和事件管理

图2.5.6报警和事件管理

系统可以设置在电力参数的测量值越限、设备状态变化时触发报警。

系统报警时能够进行信息语音提示，自动弹出报警画面或触发必要的操作，同时可以将报警信息通过email，手机短信等方式通知相关人员。

界面如图2.5.6

历史数据管理

系统基于实时数据库完成历史数据管理，所有实时采样数据、顺序事件记录等均可保存到历史数据库。

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最近更新的记录数，显示并绘制成曲线图。

界面如图2.5.7

图2.5.7历史报警记录

报表管理

图2.5.8报表管理

可基于系统已有模板，或自定义新的模板生成报表。

可以手动或根据预设时间表定时生成，或通过导出功能生成EXCEL格式报表。

报表能自动通过email进行发送或自动打印。

界面如图2.5.8

用户权限管理

为了系统安全稳定运行，用户权限管理能够防止XX的操作。

可以定义不同级别用户的登陆名、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。

第三方通讯功能

支持工业OPC接口，可作为OPC服务器为其它程序提供数据（如DCS系统），也可作为OPC客户端，从其它系统获取数据。

系统可以兼容所有Modbus、IEC101、IEC103等协议的第三方设备。

支持Web客户端

系统提供Web服务，客户端可以通过远程PC的IE浏览器查看电力监控系统画面

电力监控产品选型

应用场合

型号

外形尺寸（mm）

W×H×D

开孔尺寸（mm）

主要功能

进线保护

M5-F

163×267×202

159×245

LCD显示、线路保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

电动机保护

M5-M

LCD显示、电动机保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

备自投保护

M5-B

LCD显示，备自投保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

电容器保护

M5-C

LCD显示，补偿电容器的全面综合保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

变压器保护

M5-T

LCD显示、配变电保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

综合自动化保护

M5-X

LCD显示、变电站公用装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

PT柜

M4-U

171×192×158

167×163

LCD显示、两段PT供电切换，PT柜的全面综合保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯

固定柜、手车柜、3~35kV中置柜、环网柜等多种开关柜

ASD200

238×178×66

220×165

一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作

ASD300

一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应及语音功能、测所有电参量（含电能）

高压重要回路或低压进线柜

ACR350EGH

120×120×87

114×114

三相I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ；四象限电能计量；THDu,THDi、2-31次各次谐波分量；CF（电压波峰系数）、THFF（电话波形因子）、KF（电流K系数）、εu（电压不平衡度）、εi（电流不平衡度）计算；电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；故障波形记录，RS485/Modbus、大屏幕彩色点阵式LCD图形显示、全中文菜单

低压联络柜、出线柜

ACR220EL

96×96×85

88×88

LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议

低压无功补偿柜

ARC-12/J

120×120×85

108×108

6-12路控制、过压保护、谐波保护、投切延时设定、12DI；RS485通讯接口、Modbus协议

低压出线柜

（马达回路）

ARD3T

98×60×29

（显示模块）

92×55

（显示模块）

其余模块导轨安装

测量三相电流、定值查询、定值整定、过载、断相（不平衡）、堵转、欠载、外部故障、阻塞、欠压等保护功能、8DI+4DO、电能管理、漏电保护、SOE记录、多种起动模式、RS485通讯接口、Modbus协议/Profibus-DP协议可选

低压出线柜

（照明回路）

AMC16B-1E9/K

AMC16B-3E3/K

144×124×65

导轨安装

9路单相（3路三相）I、U、P、Q、F测量；有功、无功电能计量；9DI+1DO、LCD显示、导轨式安装、RS485通讯接口、Modbus协议

动力柜

PZ96L-AI3/KC

96×96×85

88×88

LCD显示、测量三相电流、4DI+2DO

RS485通讯接口、Modbus协议

低压配电终端电流、电能采集，开关量采集及自动控制

ARTU-K32遥信单元

50×160×110

导轨安装

32路开关量采集、SOE事件记录、RS485通讯接口、Modbus协议

ARTU-J16遥控单元

16路继电器输出、SOE事件记录、RS485通讯接口、Modbus协议

ARTU-M32遥测单元

交、直流0-20mA、4-20mA，32路模拟量信号采集、RS485通讯接口、Modbus协议

中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱式变电站内部空气温、湿度控制，防止电气爬电、闪络造成事故

WHD96-22

96×96×85

88×88

温、湿度控制、加热器断线故障报警

RS485通讯接口、Modbus协议

水电厂、火电厂、大型变电站、母线、变压器绕组等温度的测量，防止因温升过高产生故障

ARTM-8

96×96×85

88×88

1~16路温度巡检，PT100信号输入；RS485通讯接口、Modbus协议；2路继电器输出

三、Acrel-2000V8.0光伏电站电力监控系统

1概述

太阳能光伏电站现场设备主要由光伏电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等组成，最后产生的高压交流并入电网。

针对光伏发电每个环节电力参数检测的需要，安科瑞公司推出了AGF系列光伏汇流采集装置、PZ系列直流检测仪表及ACR系列电力质量分析仪，分别应用于汇流箱、直流柜及交流柜中，并通过Acrel-2000V8.0光伏电站电力监控系统实现后台集中监控。

2参照标准

GB50062-2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》

DL/T5137-2001《电测量仪表装置设计技术规程》

DL/T720-2000《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》

JB/T9568-2000《电力系统保护、继电器及自动装置通用技术条件》

GBl4285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》

GB7261-2008《继电器及继电保护装置基本试验方法》

DL5003-2005《电力系统调度自动化设计技术规程》

DL/T476-92《电力系统实施数据通信应用层协议》

DL478-2010《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

GB/T13730-2002《地区电网采集与监控系统通用技术条件》

GB/T15145-2008《微机线路保护装置通用技术条件》

GB/T13729-2002《远动终端通用技术条件》

GB/T14429-2005《远动设备及系统总则》

DL/T634-2002《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》

CGC/GF002-2010《光伏汇流箱技术规范》

3示意图

光伏发电示意图

光伏电站电力监控系统组网示意

4系统设计参数

模拟量测量综合误差

≤0.2%

电网频率测量误差

≤0.01Hz

遥测信息响应时间（从I/O输入端至远动工作站出口）

≤3s

遥信变化响应时间（从I/O输入端至远动工作站出口）

≤2s

画面实时数据更新周期（模拟量）

≤3s

画面实时数据更新周期（开关量）

≤2s

控制操作正确率

100%

遥测合格率

≥98%

事故时遥信年正确动作率

≥99%

系统可用率

≥99.8%

系统平均故障间隔时间（MTBF）

≥20000h

（其中I/O单元模件MTBF≥50000h）

各工作站CPU平均负荷率：

正常时（任意30min内）

≤30%

电力系统故障时（10s内）

≤50%

自动化系统网络平均负荷率：

正常时（任意30min内）

≤20%

电力系统故障时（10s内）

≤40%

GPS对时精度

≤1ms

历史曲线采样间隔

1~30min，可调

历史曲线日报，月报储存时间

≥1年

5系统功能

1

系统运行主界面

系统监控提供功能选择画面，并对光伏阵列现场环境进行实时监测与显示，如室外温度值、风速、风向、光照强度等；界面如图3.5.1

图3.5.1系统运行主界面

②系统运行监视和控制

监控系统可分区域实时监测各光伏阵列的充电电压及电流、蓄电池电压及温度等信息，并对故障点进行异常显示与报警提示；界面如图3.5.2

图3.5.2系统运行监视和控制

③逆变器用电趋势曲线分析

图3.5.3逆变器用电趋势曲线分析

监控系统可绘制显示逆变器电压—时间曲线、功率—时间曲线等，直流侧输入电流实时曲线、交流侧逆变输出电流曲线，并采集与显示各逆变器日发电量等电参量；界面如图3.5.3

④历史数据管理

图3.5.4历史数据管理

监控系统可针对光伏发电现场的各种事件进行记录，如：

通讯采集异常、开关变位、操作记录等，时间记录支持按类型查询，并可对越限报警值进行更改设置；界面如图3.5.4

⑤日发电趋势分析

系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，可以反映出每天24小时内光伏发电量与该日日照强度，环境温度，风速等的波动情况。

界面如图3.5.5

图3.5.5日发电趋势分析

光伏电站电力监控系统产品选型

应用场合

型号

外形尺寸（mm）

W×H×D

开孔尺寸（mm）

主要功能

汇流箱

APV-M系列

700×575×220

镙钉固定

4-16路DC0-20A光伏汇流检测、开路报警，开关量输入、继电器输出、DC24V输出、LED显示、2KV防雷光电隔离、RS485/Modbus-RTU协议，防护等级IP65。

汇流采集

AGF

162×90×6