企業配電網電能計量裝置及管理節能軟件設計

馮冰玥+陳春新

摘 ?要 ?本文針對企業對節約電能的廣泛需求，基于“穩定安全運行，集成共享信息”的設計理念，采用Delphi7.0工具設計開發了企業配電網管理節能軟件，該軟件設計合理，在確保電網安全的同時，達到節能的目的。

關鍵詞 ?企業配電網;電能計量;管理節能

中圖分類號：TM734 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0012-01

企業實行節能管理是將能源節約作為企業經營的組成部分，經過優化，提升能源的產出，并且提高服務質量，降低能源企業成本，達到節能減排的效果[1]。本文首先介紹了非線性負荷電能計量技術，并基于企業配電網的電能計量技術設計了管理節能軟件[2]。企業配電網管理節能軟件的設計開發，為現有的能源企業提供了節能減排的新途徑，對我國環境保護和能源高效利用提供了新方法新思路[3]。

1 ?電能計量技術

1）零磁通CT。傳感設計的關鍵在于寬量程，而保證寬量程計量的基礎是電流的準確傳感。目前的電流傳感主要采用的是鐵芯式CT（基于電磁感應定律），在普遍的常規計量應用中，鐵芯式CT能夠具有較好的線性度、穩定性和抗干擾性，已得到應用，并且由于較低的成本，在較多的電表市場中也有相當大量的使用。但是傳統的鐵芯式CT在沖擊負荷場合中的應用已不能滿足使用要求，因為要達到2500：1寬量程內的準確度，所以在代替鐵芯式CT技術方面產生了更先進的零磁通CT。

CT計量的主要誤差來自于激磁電流的存在，因此，針對這一不足，導致了零磁通電流傳感技術的產生。采用無源方式的零磁通CT更容易在原理上實現，更適用于沖擊負荷的環境。

2）無級平滑放大技術。目前，有兩種處理寬動態信號的方法：第一種是使用普通的16位模數轉換器和量程切換的方法，這種方法成本較低;第二種是使用高精度、寬范圍24位模數轉換器的無量程切換方法，但是這種方法成本較高。

不論是判斷波形有效值，還是對采樣點值的判斷，引入具有時滯效應的反饋控制環節是量程切換必須具備的。沖擊負荷含有一些負荷具有頻繁變換的特性，會由于反饋控制環節的時間遲滯效應導致量程誤切換，最終導致計量誤差的產生。

如果不考慮量程切換，直接使用24位高精度模數轉換器，能較大幅度的提高測量動態范圍和采樣精度，更適合高精度測量場合。使用平滑放大技術，可以精確的捕捉負荷波形，且對瞬態沖擊敏感，這一點是量程切換模式所不具備的。

2 ?管理節能軟件設計開發

1）設計目標。針對企業對節約電能的廣泛需求，基于“穩定安全運行，集成共享信息”的設計理念，設計開發了企業配電網管理節能軟件，在確保電網安全的同時，達到節能的目的。該軟件設計合理，使企業管理具有更優越的性能、操作過程更簡單和節約企業的管理資源。

管理節能系統軟件是采用Delphi7可視化軟件開發完成的，由模塊化設計組成，具備四大功能。

①配電網電力監測和顯示模塊接線圖。

②獎勵數據查詢。

③各饋線用戶功率獎勵模塊。

④智能報表模塊。

每個模塊之間均可以信息共享，保證數據在系統內的傳輸和存儲的安全穩定和可靠，為企業用戶提供系統安全防護功能。

2）數據采集與處理。數據采集和處理主模塊的設計主要采用以下兩個技術：①多線程技術;②外部配置參數技術。因此數據采集和處理模塊可以實時依據監控量的多少來具體分配多個總線，總線共同工作，并實現并行的數據采集功能，數據采集的過程主要包括以下四個部分：配置、基礎數據的采集、調用相應的函數庫文件對數據進行處理、將采集的數據和處理結果進行保存。主模塊的功能是實時傳輸數據到主界面的監測顯示屏上，達到實時監測的目的。

本系統基于SQL Server2000數據庫開發，在數據庫中建立多個數據表，例如能耗數據表、用戶權限表等，用于存儲相應的數據，并且這些數據可以被不同權限的用戶進行查詢調用。按照對應關系，將采集數據存儲到數據表中，再通過用戶權限調用數據庫來查詢數據。

3）圖形顯示模塊。圖形顯示模塊采用圖形化顯示，避免了數據顯示的枯燥，具有直觀圖形顯示的特點，可以刷新企業電網主接線圖，顯示當前運行狀態的電氣元件。因此，友好的用戶界面可以使得操作人員在屏幕前就可以實時監測企業配電網運行的主要參數，把控電力設備的狀態，并能夠快速辨識。

通過清晰主接線圖的權屬，便于對主接線圖進行管理，顯示模塊采用分層技術和子站點方式來實現整個系統狀態的顯示，便于實時掌握系統參數運行情況和設備運行狀態。

將整個廠站的配電網接線圖按照電壓等級分成不同的級別，從而簡化了對接線圖的操作，對監測人員而言操作更便利，也提高了工作效率。為了提高子站點運行情況的監測效率，使得操作更方便、更快捷，可以對主接線圖的層和子站點增加分支，細化顆粒度，分支顯示模塊可以顯示每個饋線的電氣參數和設備運行狀態。

4）電耗激勵模塊。電耗激勵模塊通過對配電網饋線用戶的電量使用情況進行監測，并通過獎勵和懲罰來進行激勵管理。在數據庫中保存獎勵和懲罰的結果，并根據組和額度在每個組的高低關系，在軟件界面的圖形上表示獎勵和懲罰的級別。

3 ?結論

本文基于SQL Server2000數據庫采用Delphi7可視化技術，基于“穩定安全運行，集成共享信息”的設計理念，設計開發了企業配電網管理節能軟件，該管理系統能夠促進用戶主動節約電能并提高能源利用率，達到節能減排的目的。

參考文獻

[1]王建學，高衛恒，等.沖擊負荷對電力系統可靠性影響的分析[J].中國電機工程學報，2011（10）：59-64.

[2]劉玉蘋，羅安，孟金嶺.一種基于數據融合的電能耗獎懲系統[J].計算機系統應用，2011，20（9）：178-181.

[3]孫鳴，張維，章書劍，等.基于等值功率因數法的含諧波源支路的電能量計量方法研究[J].電力系統保護與控制，2010，38（23）：182-185.endprint