电力监控系统在智能建筑电气节能中的应用

摘要：电力监控系统在智能建筑中被广泛使用，其以及时、稳定、安全、便捷的优点提高了电能使用效率，节约了成本。借助电力监控系统能准确判断故障发生原因和位置，为智能建筑的安全性和智能化发展提供了有力的支持

0引言

智能建筑是运用计算机自动管控功能实现建筑物的信息、通信等自动化的建筑形式。电力监控系统在智能建筑中占有重要位置，为智能建筑提供安全可靠的配电系统，在电能使用、电能节约上起到非常大的作用。

1智能建筑中电力监控系统的结构

电力智能监控系统包括集中监控系统等模式。集中监控系统呈通信层、间隔层、站控层分层分布式结构，包括智能配电仪表、微机综合保护、智能电子设备等装置。所有设备利用通信协议通过屏蔽双绞线对通信管理机进行管理，后台与以太网连接运行，在HMI上看是控制画面、实时运行状态、控制和修改系统配置。

通信层主要是采集和测量配电系统的运行参数，然后将数据传输给监控系统。使用到的设备包括多功能继电保护装置、智能型网络多参数测控仪表等。通过配置这些装置和设备，可以不依赖主控计算机而独立运行。

间隔层的主要功能是要完成与主控计算机之间的通信联接、数据交换和通信协议转换等，实现系统的兼容性和扩充性。通过以太网交换机、数据服务器和网关服务器与系统进行连接和数据共享。

站控层位于中控室或者值班室，配备高性能的计算机、不间断电源、报警装置等。主控计算机内安装有电力监控软件，实现人机界面和管理功能。

2智能建筑中电力监控系统的特点

智能建筑中电力监控系统的特点有：①通过电力智能监控系统，技术人员可以实时掌控电流等状态，及时、准确地掌握现场信息、模板等设备运行情况。对故障进行准确的排查和处理，并根据故障和设备的使用情况合理安排维护工作。②电力智能监控系统可以降低能源成本，检测用电异常时的基准、用电量、负载，在各区域之间制订简单的用电负荷，检查出因电能质量问题造成的损耗。③电力智能监控系统能够评估出电网、变压器、配电盘、配电柜等的设置是否合理，并根据评估结果反映出电力资源的质量和运行情况，方便业主根据电力资源的使用和运行制订相应的决策。④电力智能监控系统可以通过保养手段延长电气设备的使用寿命。⑤对于电能质量，智能电力监控系统可以检测出劣质电能的运行，对劣质电能予以报警，并提醒工作人员处理，实时监控智能建筑中电力运行的情况。

3电力监控在智能建筑中的应用

电力智能监控系统取代了人工电力监控系统，通过计算机通讯网络实现了电力测量、管控、故障分析、信号管理、电力运行等的智能自动化，提高了配电系统的透明化程度。使其安全、可靠性能优越，管理水平日益现代化。因为电力监控系统的开放性使得智能建筑中的通信变得迅速而便捷，实现了信息通讯的自动化互联互通，例如智能建筑中的办公自动化、通信网络自动化、自动报警系统等。智能建筑电力监控系统网络如图1所示。

图1智能建筑电力监控系统网络示意图

案例一：某公司的重要设备发生了严重的故障，但这种故障时常出现，并不易被人察觉。因此安装了智能化电力检测系统，在偶尔出现故障时及时捕捉并记录了暂态故障波形。这个信息为公司节省了巨额的设备修理费用。

案例二：在某大型园区中，厂房和办公楼为主要建筑物，均采用了智能化设计，包括动力电源、中央空调、安防设备等。每个变电站均配备了变压器，采用两进线一母联的结构。每个变电站系统都使用了电力监控系统，主通讯网采用100mTCP/IP光纤以太网，监控层采用了Modbus总线通信。这套现代化管理系统对于整个园区建筑物配电系统的全面管理具有很重要的作用，不仅降低了园区管理运营的成本，也提高了智能建筑的效率和安全性。

4智能电力系统在电气节能中的应用

建筑物内部为了提高供电管理效率，必须要进行智能电力监控系统的结构铺设。这是因为智能电力架空系统的电力系统设计是以节能为目标，并拥有巨大的节能应用空间。而且智能软件的设计具有灵活性和先进性的特点，因此在系统运行的同时也降低了成本。

智能电力监控系统具有分层监控的特点，对各个点都能做到有效监控。系统建设中，通过智能监控系统的自动化运行，将有关数据和输出进行了记录，并结合建筑物的特点和电力系统供应情况进行智能化监管，保证了监控系统的通信连接在低耗能的状态下运行，实现了节能的目标。

在系统运行过程中，智能监控系统的优势在于可以对事故发生的地点和故障进行分析。对有关数据按照顺序进行记录。因此，电力系统中的故障，无论是经常发生还是偶然出现，均逃不出智能电力监控系统的监控范围。而且即便是潜在问题，也能够通过智能监控的数据分析及时发现，提前进行风险预估并提出维护和保养方案，实现了集中管理控制，延长了机器寿命，达到了节能的效果。

智能建筑的结构设计要符合降低成本、绿色建筑的要求，达到高效率、低能耗、低污染、节约能源、保护环境的可持续发展目标。对于我国建筑行业，设备运行消耗是主要的资金支出项目。通过智能电力系统的运行，将传统的能耗降低到*低，提高效率，削减支出，是电力监控系统的主要功能之一。通过提高管理效率，供应可靠、安全的电力，减少电能花费，降低成本设备投资等，实现节能目标。例如国际上知名品牌powerLogic电力监控系统的电气节能体现在：通过对电力参数进行数据分析，建立系统和设备的电能消耗模式，实时检测电能消耗异常；采取有效措施进行设备改造，避免电能损耗；优化配电系统，例如集中控制公共照明，减少电能花费，对配电系统进行电能监控、分配和计量，避免电能浪费。

5安科瑞电力监控解决方案

5.1概述

针对用户变电站（一般为35kV及以下电压等级），通过微机保护装置、开关柜综合测控装置、电气接点无线测温产品、电能质量在线监测装置、配电室环境监控设备、弧光保护装置等设备组成综合自动化的综合监控系统，实现了变电、配电、用电的安全运行和全面管理。监控范围包括用户变电站、开闭所、变电所及配电室等。

Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术、网络技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站全方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。

5.2应用场所

适用于轨道交通，工业，建筑，学校，商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。

5.3系统架构

Acrel-2000Z电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。

5.4系统功能

（1）实时监测：直观显示配电网的运行状态，实时监测各回路电参数信息，动态监视各配电回路有关故障、告警等信号。

（2）电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量。

（3）曲线查询：可以直接查看各电参量曲线。

（4）运行报表：查询各回路或设备指定时间的运行参数。

（5）实时告警：具有实时告警功能，系统能够对配电回路遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。

（6）历史事件查询：对事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

（7）电能统计报表：系统具备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。

（8）用户权限管理：设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。

（9）网络拓扑图：支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。

（10）电能质量监测：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。

（11）遥控功能：可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

（12）故障录波：可在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况。

（13）事故追忆：可自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息。

（14）Web访问：展示页面显示变电站数量、变压器数量、监测点位数量等概况信息，设备通信状态，用电分析和事件记录。

（15）APP访问：设备数据页面显示各设备的电参量数据以及曲线。

5.5系统硬件配置

6结束语

电力监控系统是信息时代人类追求工作高效、生活优化的产物。智能建筑必将在未来得到更加广泛的应用，人们对科技和经济的追求也必然向着智能化和简约化的方向迈进。因此，电力监控系统不仅是现代建筑智能化管理的必要组成部分，而且已经成为新时期智能建筑发展的重点之一。

审核编辑：汤梓红