企业配电网电能计量装置及管理节能软件设计

冯冰玥+陈春新

摘  要  本文针对企业对节约电能的广泛需求，基于“稳定安全运行，集成共享信息”的设计理念，采用Delphi7.0工具设计开发了企业配电网管理节能软件，该软件设计合理，在确保电网安全的同时，达到节能的目的。

关键词  企业配电网;电能计量;管理节能

中图分类号：TM734      文献标识码：A      文章编号：1671-7597（2014）22-0012-01

企业实行节能管理是将能源节约作为企业经营的组成部分，经过优化，提升能源的产出，并且提高服务质量，降低能源企业成本，达到节能减排的效果[1]。本文首先介绍了非线性负荷电能计量技术，并基于企业配电网的电能计量技术设计了管理节能软件[2]。企业配电网管理节能软件的设计开发，为现有的能源企业提供了节能减排的新途径，对我国环境保护和能源高效利用提供了新方法新思路[3]。

1  电能计量技术

1）零磁通CT。传感设计的关键在于宽量程，而保证宽量程计量的基础是电流的准确传感。目前的电流传感主要采用的是铁芯式CT（基于电磁感应定律），在普遍的常规计量应用中，铁芯式CT能够具有较好的线性度、稳定性和抗干扰性，已得到应用，并且由于较低的成本，在较多的电表市场中也有相当大量的使用。但是传统的铁芯式CT在冲击负荷场合中的应用已不能满足使用要求，因为要达到2500：1宽量程内的准确度，所以在代替铁芯式CT技术方面产生了更先进的零磁通CT。

CT计量的主要误差来自于激磁电流的存在，因此，针对这一不足，导致了零磁通电流传感技术的产生。采用无源方式的零磁通CT更容易在原理上实现，更适用于冲击负荷的环境。

2）无级平滑放大技术。目前，有两种处理宽动态信号的方法：第一种是使用普通的16位模数转换器和量程切换的方法，这种方法成本较低;第二种是使用高精度、宽范围24位模数转换器的无量程切换方法，但是这种方法成本较高。

不论是判断波形有效值，还是对采样点值的判断，引入具有时滞效应的反馈控制环节是量程切换必须具备的。冲击负荷含有一些负荷具有频繁变换的特性，会由于反馈控制环节的时间迟滞效应导致量程误切换，最终导致计量误差的产生。

如果不考虑量程切换，直接使用24位高精度模数转换器，能较大幅度的提高测量动态范围和采样精度，更适合高精度测量场合。使用平滑放大技术，可以精确的捕捉负荷波形，且对瞬态冲击敏感，这一点是量程切换模式所不具备的。

2  管理节能软件设计开发

1）设计目标。针对企业对节约电能的广泛需求，基于“稳定安全运行，集成共享信息”的设计理念，设计开发了企业配电网管理节能软件，在确保电网安全的同时，达到节能的目的。该软件设计合理，使企业管理具有更优越的性能、操作过程更简单和节约企业的管理资源。

管理节能系统软件是采用Delphi7可视化软件开发完成的，由模块化设计组成，具备四大功能。

①配电网电力监测和显示模块接线图。

②奖励数据查询。

③各馈线用户功率奖励模块。

④智能报表模块。

每个模块之间均可以信息共享，保证数据在系统内的传输和存储的安全稳定和可靠，为企业用户提供系统安全防护功能。

2）数据采集与处理。数据采集和处理主模块的设计主要采用以下两个技术：①多线程技术;②外部配置参数技术。因此数据采集和处理模块可以实时依据监控量的多少来具体分配多个总线，总线共同工作，并实现并行的数据采集功能，数据采集的过程主要包括以下四个部分：配置、基础数据的采集、调用相应的函数库文件对数据进行处理、将采集的数据和处理结果进行保存。主模块的功能是实时传输数据到主界面的监测显示屏上，达到实时监测的目的。

本系统基于SQL Server2000数据库开发，在数据库中建立多个数据表，例如能耗数据表、用户权限表等，用于存储相应的数据，并且这些数据可以被不同权限的用户进行查询调用。按照对应关系，将采集数据存储到数据表中，再通过用户权限调用数据库来查询数据。

3）图形显示模块。图形显示模块采用图形化显示，避免了数据显示的枯燥，具有直观图形显示的特点，可以刷新企业电网主接线图，显示当前运行状态的电气元件。因此，友好的用户界面可以使得操作人员在屏幕前就可以实时监测企业配电网运行的主要参数，把控电力设备的状态，并能够快速辨识。

通过清晰主接线图的权属，便于对主接线图进行管理，显示模块采用分层技术和子站点方式来实现整个系统状态的显示，便于实时掌握系统参数运行情况和设备运行状态。

将整个厂站的配电网接线图按照电压等级分成不同的级别，从而简化了对接线图的操作，对监测人员而言操作更便利，也提高了工作效率。为了提高子站点运行情况的监测效率，使得操作更方便、更快捷，可以对主接线图的层和子站点增加分支，细化颗粒度，分支显示模块可以显示每个馈线的电气参数和设备运行状态。

4）电耗激励模块。电耗激励模块通过对配电网馈线用户的电量使用情况进行监测，并通过奖励和惩罚来进行激励管理。在数据库中保存奖励和惩罚的结果，并根据组和额度在每个组的高低关系，在软件界面的图形上表示奖励和惩罚的级别。

3  结论

本文基于SQL Server2000数据库采用Delphi7可视化技术，基于“稳定安全运行，集成共享信息”的设计理念，设计开发了企业配电网管理节能软件，该管理系统能够促进用户主动节约电能并提高能源利用率，达到节能减排的目的。

参考文献

[1]王建学，高卫恒，等.冲击负荷对电力系统可靠性影响的分析[J].中国电机工程学报，2011（10）：59-64.

[2]刘玉苹，罗安，孟金岭.一种基于数据融合的电能耗奖惩系统[J].计算机系统应用，2011，20（9）：178-181.

[3]孙鸣，张维，章书剑，等.基于等值功率因数法的含谐波源支路的电能量计量方法研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（23）：182-185.endprint