安全+低碳+高效：Acrel-3000助力企业打造未来型电能管理体系-安科瑞黄安南

一 背景

电能因为方便传输、易于转换、便于控制等特性，成为广大企事业单位生产、办公最主要的能量来源。双碳背景下，由于电能清洁、高效、零排放的特点，能源消费侧将逐步以电代煤、以电代油、以电代气，形成以电为中心的能源消费体系，电能的使用将更加广泛。

二 现状

2.1 一些对供电可靠性要求很高的场合，如果电力供应意外中断，即使是极短时间的停电也会造成生产停滞，产品报废，甚至发生重大设备损坏或人身伤亡事故。

2.2 随着电能在企事业单位能源消费比重的不断提高，电能成本以及和电能相关的运营成本所占的比重正大幅度增长，用户对提高设备效率、减少电能浪费、降低电费成本的关注度越来越高。

2.3 自动化、信息化程度的不断提高，越来越多新型的、智能的用电设备投入使用，也带来了更多的电能质量问题，在一定程度上降低了设备的整体效率，也对企业内部供配电的稳定性造成了影响。

2.4 供配电设施长期运行后，由于电缆绝缘层老化破损，使得绝缘性能下降，造成漏电问题，泄漏电流流入接地点处形成发热现象，经长期高温累积容易引发火灾。高压开关柜内母排接头、电缆接头等电气连接点，因松动、落灰等原因导致发热，造成接点接触电阻过大而发热成为安全隐患。

三 需求

企事业单位内部的供配电结构日趋复杂，用电设备不断增加，在电能的供应、分配、使用过程中面临更多的风险，用户对提高供电可靠性、减少故障次数、缩短事故时间、降低用电成本、提高供电质量、降低电气安全风险有了更多要求，必须建立一套健全的电能管理系统，而且对软件系统有了更高的要求。

3.1 更方便的使用

不局限于只在变电所的监控中心值班室使用系统，在网络互通的情况下，通过浏览器、手机APP均可操作电能管理系统，随时随地了解企业内部供配电运行情况。系统的报警要分级分类，不是全都汇总在一起，容易遗漏重要报警，要支持短信、电话、APP、邮件、语音等各种方式发送报警。

3.2 国产替代

在重点应用场合，软件要能部署在国产操作系统上，要支持Linux操作系统，数据库软件要开源免费。

3.2 安全

要有完善的权限管理，重要遥控指令要二次动态密码确认，避免误操作。要加强数据管理，软件要经过等保认证，经主流漏洞扫描软件扫描无缺陷。

3.4 可扩展

要具备服务器资源扩展、软件功能扩展的能力，避免后续新增监测点位、新增功能需要更换服务器或软件，造成数据资产丢失。

3.5 稳定可靠

系统要可靠运行，要具备双路由、双主机运行策略。网络中断时，要能将数据保存在现场设备中，待网络恢复后补传，避免数据丢失。

3.6 灵活的改造方案

要根据现场情况，灵活选择有线或无线组网方案，降低施工改造成本。

四 方案

通过在企事业单位内部供配电的关键场所、关键设备上安装监测、计量、控制、保护等各类智能传感器，搭建涵盖10kV中高压到0.4kV低压的完整电力测量、计量、控制体系，结合视频监视手段，实现对企事业单位内部电能的24h不间断监视。即时发现供配电中的隐患，减少事故发生次数。即时定位故障点，缩短故障恢复时间。通过梳理电能流向，发现电能浪费或低效用能情况。结合高标准电能质量分析装置，全面发现电能质量问题。

Acrel-3000电能管理系统，助力用户实现可靠、安全、优质、经济的电能使用需求。

五 软件功能

5.1 地图导航

结合电子地图显示配电室的分布情况，并汇总变电所数量、累计撞击容量、累计运行容量等信息，点击图标可跳转至变电所详细信息。也支持导入厂区布局图的方式显示变电所分布情况。

5.2 配电监测

实现对企事业单位内部10kV到0.4kV不同电压等级的完整监测，涵盖10kV变电所、0.4kV配电房、母线槽、楼层配电箱、车间动力柜、照明配电箱、精密配电柜等各种供配电场所，可接入综保、电能质量分析装置、变压器温控仪、多功能电力仪表、电气安全监测装置、无线测温、功率因数补偿器、柴油发电机、直流屏、UPS、ESP等各种监控装置。根据现场情况灵活配置配电一次图，自动生成通讯状态图。

5.3 环境监测

实现对10kV变电所、0.4kV配电房、铅酸电池室等供配电场所的环境监视，监视内容包括视频、门禁、门磁、烟感、温湿度、六氟化硫、震动、局放、铅酸电池等，并提供历史数据查询。

5.4 远程遥控

支持远程通过综保、仪表或网关自带的DO遥控断路器分合闸，支持对智能微端、智能塑壳断路器远程分合闸，支持对变压器远程调档；

5.5 电能质量

全面监视并详细记录系统电能质量状况（A级），依据国家电能质量标准实时监测稳态数据（三相不平衡度、电压及频率偏差、2-63谐波、0.5-62.5间谐波、电压波动、电压闪变）、暂态数据（电压暂升、电压暂降、电压短时中断）、瞬态数据（电压及电流瞬态），最高可监测63次谐波/间谐波，并提供谐波频谱分析。系统提供电能质量SOE事件记录功能，并提供事件的波形分析（每周波1024点，高精度波形分析）。提供ITIC/SEMI F47曲线容忍度分析功能，标注暂态事件是否在合理区间。

5.6 电气安全

全面监测供配电各个环节的与电气安全相关的各项数据，包括漏电流，母排接头、断路器梅花触头、电缆接头、低压柜框架断路器接头、抽屉出线接头等电气接点处温度，即时发出报警信息，减少事故发生风险。

5.7 电能能流图

以桑基图的形式直观的展示电能的消耗状况，供配电的各个环节，帮助用户识别主要用能设备、用能区域。

5.8 电能统计

可选择多个配电回路的用能数据进行集抄，集抄精度5分钟。可按照小时、天、月、年统计配电回路、区域、设备等用能值。支持用电量同环比、占比分析。可提供复费率电能统计及电费统计。支持四象限电能统计。支持平均功率因素统计。支持自定义电能统计。提供最大需量分析功能，能自由选择多个配电回路，显示一年中每个月的最大需量及发生时间。

5.9 历史数据

提供采集到的各项电力参数的历史数据查询功能，查询结果可通过表格或曲线显示。提供常规电气参数某日或某月的极值统计功能，包括最大值、最小值、平均值，以及最大值、最小值发生的时间。支持常规电气参数的整点集抄功能，将一天24小时整点的数据集中在一个报表显示。

5.10 故障报警

平台支持远程灵活的设置遥测告警限值（下限、下下限、上限、上上限），可设置越限持续时间，避免频繁的告警误动，设置可通过系统远程下发。支持告警确认功能，经过确认的告警才从告警列表中消失。平台支持短信、手机APP、邮件、网页声光等多种告警提醒方式。平台支持网页端语音告警，单次或轮播可选择。平台应支持告警分级，根据重要程度将告警分为普通、严重、事故，并且可配置，避免遗漏重要报警。

平台具备采集器失电告警功能，当现场停电，采集器失电后能继续运行一段时间并向平台发送失电告警信息。

5.11 SOE事件记录

电力系统发生事故或异常时（例如断路器位置变化、保护启动、保护出口、复归等），以毫秒级的精度记录事件的发生过程，事件内容包括动作时间、设备名称、事件代码、事件属性、事件描述等信息。

5.12 定时控制

系统可配置定时控制策略，控制策略可设置时间段、星期、遥控时间、遥控动作、遥控设备，控制策略下发至边缘计算设备，由边缘计算设备自动执行。

5.13 联动控制

通过设定联动逻辑，可以方便的将不同监控设备或不同子系统进行联动；

系统应提供方便的组态工具，快速修改联动逻辑，具备模拟量运算、事件判断、逻辑运算、关系运算、条件运算、联动控制、函数调用等功能；

5.14 权限管理

支持角色管理，将用户一般分为操作员、高级用户、系统管理员、工程配置员等四个角色，不同角色的操作权限不同，可以为不同角色提供菜单访问权限控制，基础资料的新增、修改、删除操作的权限、数据访问权限（例如只能访问特定企业或能源站点的数据）。对重要的操作（如遥控、遥设）设置动态密码双重验证。系统具备用户密码复杂度限定功能，可设定复杂度要求，并可人为设定密码有效期，连续多次输错密码后应锁定该用户一定时间的访问权限。

六 典型硬件

ANet数据采集器

ABox数据采集箱

七 客户收益

保障持续供电，减少故障次数，缩小事故范围，缩短恢复时间；

在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故；

电能质量满足用户对电压、频率、谐波等质量的要求；

减少电能浪费，减少电费成本，减少运行维护成本；

八 典型案列

Acrel-3000在香港绿色校园能源实时监测系统的应用

8.1 项目背景

为推动绿色校园的建设，香港特区政府机电工程署发起招标对香港的公立学校进行节能改造，内容除了LED灯替换、空调变频控制以外，还包括在每所学校建设能源实时监测系统。香港本地的一家科技公司通过网上了解到我们公司的产品和解决方案，希望与我司合作，共同参与能源实时监测系统的建设。由于项目要求的是对电能的监测、管理，最终选用Acrel-3000电能管理系统参与投标，经线上沟通、产品送样、软件定制开发、现场测试，最终系统符合招标的各项要求而顺利中标。目前Acrel-3000电能管理系统已经成功部署在香港15所学校，累计接入电能监测点位超过2000个。

8.2 项目需求（香港绿色校园）

招标文件中，对系统提出了明确的需求，主要包括以下内容：

能源监测点

监测学校电能消耗，包括教学室、行政室、礼堂和体育室等，测量的电能消耗应按不同的主要终端用户进行细分，包括机械通风、空调、照明和其他用途等;

组网方式

承包商应设计、供应和安装自己的互联网Wifi系统，将实时能量数据传输到后台系统；

软件功能

测量数据应能够远程访问，限制由学校管理者指定。系统应允许多个用户同时登录，并应为不同的用户设置唯一的登录名和密码；

以树状网络（即整个学校、楼层、房间、主要用电设备等）实现用电监测;

通过条形图、折线、饼图等图表展示整个学校、楼层、房间、主要用电设备在一段时间内的用电量(即每小时、每天、每周、每月、每年等)；

实现碳排放统计和碳足迹分析;

用电异常时产生报警;

性能要求

测量数据应安全保存至少36个月，能源数据上传频率不超过15分钟；

接口要求

实时能源监测系统应提供Modbus-TCP、BacNet或OPC协议供第三方系统调用数据；

访问要求

能源实时监测系统基于HTML5开发，应允许用户通过个人电脑、手机、智能电视或平板电脑上的浏览器(如Internet Explorer、Safari或Chrome)远程访问，具有友好的图形用户界面，Ul的设计和布局应生动和吸引学生，支持中英文版本;

网关要求

实时能源监测系统数据采集器应采用模块化设计，采用导轨式安装，低功耗，支持RS485接口、以太网接口、IO接口，支持4-20mA模拟信号采集，支持通过Modbus-RTU、Modbus-TCP采集二氧化碳传感器、湿度传感器、温度传感器、由他人安装的气象站信息；

8.3 组网架构

8.4 软件界面

8.5 项目特点

软件支持中文简体、中文繁体、英文显示，满足不同人群的语言使用习惯；

软件基于HTML5开发，支持通过浏览器随时随地访问；

系统利用学校的Wifi无线组网，减少布线，降低了实施成本；

软件既满足了数据采集的实时性要求，同时又具备强大的统计、分析功能；

系统调试过程标准规范，容易上手，经远程指导后由客户在当地自己实施；

按照政府机电署、学校工作人员、不同班级的学生设置三个角色，不同角色拥有不同的操作权限和数据访问权限；

由于ANet网关具有本地存储、断点续传的功能，在无线网络波动、服务器关机或者重启时也能保证数据不丢失，减轻了维护和售后成本；