企業(yè)配電網(wǎng)電能計(jì)量裝置及管理節(jié)能軟件設(shè)計(jì)

馮冰玥+陳春新

摘 ?要 ?本文針對(duì)企業(yè)對(duì)節(jié)約電能的廣泛需求，基于“穩(wěn)定安全運(yùn)行，集成共享信息”的設(shè)計(jì)理念，采用Delphi7.0工具設(shè)計(jì)開發(fā)了企業(yè)配電網(wǎng)管理節(jié)能軟件，該軟件設(shè)計(jì)合理，在確保電網(wǎng)安全的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞 ?企業(yè)配電網(wǎng);電能計(jì)量;管理節(jié)能

中圖分類號(hào)：TM734 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1671-7597（2014）22-0012-01

企業(yè)實(shí)行節(jié)能管理是將能源節(jié)約作為企業(yè)經(jīng)營的組成部分，經(jīng)過優(yōu)化，提升能源的產(chǎn)出，并且提高服務(wù)質(zhì)量，降低能源企業(yè)成本，達(dá)到節(jié)能減排的效果[1]。本文首先介紹了非線性負(fù)荷電能計(jì)量技術(shù)，并基于企業(yè)配電網(wǎng)的電能計(jì)量技術(shù)設(shè)計(jì)了管理節(jié)能軟件[2]。企業(yè)配電網(wǎng)管理節(jié)能軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)，為現(xiàn)有的能源企業(yè)提供了節(jié)能減排的新途徑，對(duì)我國環(huán)境保護(hù)和能源高效利用提供了新方法新思路[3]。

1 ?電能計(jì)量技術(shù)

1）零磁通CT。傳感設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于寬量程，而保證寬量程計(jì)量的基礎(chǔ)是電流的準(zhǔn)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(yīng)定律），在普遍的常規(guī)計(jì)量應(yīng)用中，鐵芯式CT能夠具有較好的線性度、穩(wěn)定性和抗干擾性，已得到應(yīng)用，并且由于較低的成本，在較多的電表市場中也有相當(dāng)大量的使用。但是傳統(tǒng)的鐵芯式CT在沖擊負(fù)荷場合中的應(yīng)用已不能滿足使用要求，因?yàn)橐_(dá)到2500：1寬量程內(nèi)的準(zhǔn)確度，所以在代替鐵芯式CT技術(shù)方面產(chǎn)生了更先進(jìn)的零磁通CT。

CT計(jì)量的主要誤差來自于激磁電流的存在，因此，針對(duì)這一不足，導(dǎo)致了零磁通電流傳感技術(shù)的產(chǎn)生。采用無源方式的零磁通CT更容易在原理上實(shí)現(xiàn)，更適用于沖擊負(fù)荷的環(huán)境。

2）無級(jí)平滑放大技術(shù)。目前，有兩種處理寬動(dòng)態(tài)信號(hào)的方法：第一種是使用普通的16位模數(shù)轉(zhuǎn)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(shù)轉(zhuǎn)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(duì)采樣點(diǎn)值的判斷，引入具有時(shí)滯效應(yīng)的反饋控制環(huán)節(jié)是量程切換必須具備的。沖擊負(fù)荷含有一些負(fù)荷具有頻繁變換的特性，會(huì)由于反饋控制環(huán)節(jié)的時(shí)間遲滯效應(yīng)導(dǎo)致量程誤切換，最終導(dǎo)致計(jì)量誤差的產(chǎn)生。

如果不考慮量程切換，直接使用24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能較大幅度的提高測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍和采樣精度，更適合高精度測(cè)量場合。使用平滑放大技術(shù)，可以精確的捕捉負(fù)荷波形，且對(duì)瞬態(tài)沖擊敏感，這一點(diǎn)是量程切換模式所不具備的。

2 ?管理節(jié)能軟件設(shè)計(jì)開發(fā)

1）設(shè)計(jì)目標(biāo)。針對(duì)企業(yè)對(duì)節(jié)約電能的廣泛需求，基于“穩(wěn)定安全運(yùn)行，集成共享信息”的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)開發(fā)了企業(yè)配電網(wǎng)管理節(jié)能軟件，在確保電網(wǎng)安全的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能的目的。該軟件設(shè)計(jì)合理，使企業(yè)管理具有更優(yōu)越的性能、操作過程更簡單和節(jié)約企業(yè)的管理資源。

管理節(jié)能系統(tǒng)軟件是采用Delphi7可視化軟件開發(fā)完成的，由模塊化設(shè)計(jì)組成，具備四大功能。

①配電網(wǎng)電力監(jiān)測(cè)和顯示模塊接線圖。

②獎(jiǎng)勵(lì)數(shù)據(jù)查詢。

③各饋線用戶功率獎(jiǎng)勵(lì)模塊。

④智能報(bào)表模塊。

每個(gè)模塊之間均可以信息共享，保證數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)的傳輸和存儲(chǔ)的安全穩(wěn)定和可靠，為企業(yè)用戶提供系統(tǒng)安全防護(hù)功能。

2）數(shù)據(jù)采集與處理。數(shù)據(jù)采集和處理主模塊的設(shè)計(jì)主要采用以下兩個(gè)技術(shù)：①多線程技術(shù);②外部配置參數(shù)技術(shù)。因此數(shù)據(jù)采集和處理模塊可以實(shí)時(shí)依據(jù)監(jiān)控量的多少來具體分配多個(gè)總線，總線共同工作，并實(shí)現(xiàn)并行的數(shù)據(jù)采集功能，數(shù)據(jù)采集的過程主要包括以下四個(gè)部分：配置、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)庫文件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、將采集的數(shù)據(jù)和處理結(jié)果進(jìn)行保存。主模塊的功能是實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)到主界面的監(jiān)測(cè)顯示屏上，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。

本系統(tǒng)基于SQL Server2000數(shù)據(jù)庫開發(fā)，在數(shù)據(jù)庫中建立多個(gè)數(shù)據(jù)表，例如能耗數(shù)據(jù)表、用戶權(quán)限表等，用于存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)可以被不同權(quán)限的用戶進(jìn)行查詢調(diào)用。按照對(duì)應(yīng)關(guān)系，將采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)表中，再通過用戶權(quán)限調(diào)用數(shù)據(jù)庫來查詢數(shù)據(jù)。

3）圖形顯示模塊。圖形顯示模塊采用圖形化顯示，避免了數(shù)據(jù)顯示的枯燥，具有直觀圖形顯示的特點(diǎn)，可以刷新企業(yè)電網(wǎng)主接線圖，顯示當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)配電網(wǎng)運(yùn)行的主要參數(shù)，把控電力設(shè)備的狀態(tài)，并能夠快速辨識(shí)。

通過清晰主接線圖的權(quán)屬，便于對(duì)主接線圖進(jìn)行管理，顯示模塊采用分層技術(shù)和子站點(diǎn)方式來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)的顯示，便于實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)參數(shù)運(yùn)行情況和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

將整個(gè)廠站的配電網(wǎng)接線圖按照電壓等級(jí)分成不同的級(jí)別，從而簡化了對(duì)接線圖的操作，對(duì)監(jiān)測(cè)人員而言操作更便利，也提高了工作效率。為了提高子站點(diǎn)運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)效率，使得操作更方便、更快捷，可以對(duì)主接線圖的層和子站點(diǎn)增加分支，細(xì)化顆粒度，分支顯示模塊可以顯示每個(gè)饋線的電氣參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

4）電耗激勵(lì)模塊。電耗激勵(lì)模塊通過對(duì)配電網(wǎng)饋線用戶的電量使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰來進(jìn)行激勵(lì)管理。在數(shù)據(jù)庫中保存獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的結(jié)果，并根據(jù)組和額度在每個(gè)組的高低關(guān)系，在軟件界面的圖形上表示獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的級(jí)別。

3 ?結(jié)論

本文基于SQL Server2000數(shù)據(jù)庫采用Delphi7可視化技術(shù)，基于“穩(wěn)定安全運(yùn)行，集成共享信息”的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)開發(fā)了企業(yè)配電網(wǎng)管理節(jié)能軟件，該管理系統(tǒng)能夠促進(jìn)用戶主動(dòng)節(jié)約電能并提高能源利用率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)

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