（CS12 上海电器科学研究所（集团）有限公司）

1.概述

上电科用户端电能管理系统是一个集计算机、网络通信、电能管理、现代化设备于一身的信息管理系统。系统能够通过网络实时对用户电能消耗进行准确可靠的计量，并且通过软件分析处理，帮助用户实现节能降耗、减少成本的目的。上电科电能管理系统是遵循电力系统的标准规范而二次开发的一套电能管理系统，具有专业性强、自动化程度高、使用方便、可靠性高等优点。

2.系统架构

电能管理系统采用分层、分布式结构，进行模块化设计，整个系统可以分为：现场监控层、通信网络层、系统管理层三层。

1）现场监控层：包括各中、低压配电柜、变压器以及直流屏中的智能仪表和现场监控装置，负责采集底层信息和现场智能控制，通过RS485通信接口经现场数据总线提供给上位监控计算机管理，是整个电能管理系统的基础。

2）通信网络层：提供现场监控层智能元件和上位监控主机间的通信，进行数据传输。系统包括现场总线、以太网等多种解决方案，实现底层设备和监控主机间的无缝连接。

3）系统管理层：由上电科能源管理软件、电能管理计算机及其外围设备组成，通过计算机软件实现系统管理功能。提供用户界面、系统组态、数据存储管理、终端实时电力能耗数据显示、报警提示、故障记录等功能，是整个电能管理系统的核心。

系统框图如图1所示。

图1 电能管理系统框图

3.系统功能

上电科电能管理系统对建筑消耗的电能进行分类/分项计量，通过实时数据采集、诊断、分析并实施有效管理，指导用户科学合理地利用电能，最终达到节能降耗的目的。

1）负载耗电实时监测

系统既能够计量建筑总耗电量，也能分类＼分项计量。其中分项计量是对各个馈线回路用电计量，而分类计量则是按负载类型对用电实时计量。针对建筑某些主要负载（如空调系统、照明系统、动力系统等）实时监测，利用软件对实时数据进行统计、分析和显示（见图2），为用户节能减排提供数据支持。

图2 实时监测界面

2）需量控制

基于二步制电价政策，通过实时监测能源信息，计算实时需量，合理控制用电设备，使每月的MD申报更加合理，利用历史信息达到数据的精确性要求，规避不必要的用电容量申报的浪费。根据用电历史信息，帮助管理者合理申报需量，从而为其节约电费，同时可进行合理的用电安排与管理。必要时，系统在用电高峰期还可以自动发出短信警告给管理者，提醒需要适时控制MD用量。

3）用能预测

用电负载预测是指根据用电负载的种类及特性，充分考虑各种因素，包括天气、人员密度、上月负载、去年同期负载等情况，利用科学方法，在一定精度要求下，确定未来特定时刻的用电负载数值及用户最大需量（MD）。

4）需求响应

在智能电网中，电网公司为提高电力设施的负载率要求用户端某些设备能够需求响应（DR），也就是电力公司通过浮动电价使用户能够尽量避开用电高峰而在用电低谷时使用，帮助电网削峰填谷。

5）历史数据存储与查询

系统可对各种报警、故障以及操作进行记录存储，通过系统数据库提供包括各种数据报表、曲线分析、事件记录和设备维护信息等方面管理功能，为用户提供历史曲线查询和报表查询等服务。

6）用户管理

系统提供用户编辑及权限设置，将用户分成一般操作员、系统管理员和工程配置员三个等级，实现多人分权限访问功能，保证操作的安全可靠性，便于用户更好地管理系统。

4.关键设备描述

1）能量管理软件：实时监控用户能耗、电路状态、关键设备运行情况等，具有适合客户要求的交互界面。

2）通信网关：具有一个以太网口和多个可独立配置的串口，可以选择多种工业通信协议，具有功能丰富的可编程能力，可与非标仪表通信并智能化处理数据的相关转换、计算和存储转发等任务。

3）电能采集模块：精确采集用户能耗信息，并通过通信网络将采集到的信息传入监控系统。(www.daowen.com)

5.系统参数

系统支持点数：无限点

通信协议：支持1000多种通信协议

系统使用寿命：≥10年

系统平均无故障时间：系统MTBF≥30000h

重要遥测更新周期：＜2s

一般遥测更新周期：＜3s

电压、电流等模拟量测量综合误差：＜0.5％

电网频率测量误差：＜0.01Hz

调用画面响应时间：1～3s

网络速率：100Mbit/s或1000Mbit/s

事件记录正确率：≥99.9％

6.系统特点

1）先进性

采用先进的需量控制技术，能够利用电能管理软件智能预测和控制用户最大需量（MD），为用户节约电能，节省费用。

2）开放性

系统采用国际标准的网络TCP/IP开放式网络协议，具备多平台支持能力，并支持多种通信协议；采用无服务器型对等网络结构，组网方便，容易组织大型监控网络；采用先进的软接口方式接入智能设备，具备ODBC/SQL关系型数据库接口。

3）扩展性

系统的软件和硬件都遵循模块化设计思想，系统硬件扩容只需要增加硬件模块即可，软件功能扩容只需要增加软件功能模块即可。无论软件硬件都遵循国际工业自动化标准。

4）组网灵活

系统采用丰富多样的组网方式，网络结构可以是星形或总线型，通信介质可以是有线或无线。

5）易操作易维护

人机界面采用全图形化技术，画面层次分明、直观快捷、操作简单，用户容易掌握。系统全组态设计，从数据库生成与编辑、画面生成与编辑、历史采集生成与编辑、告警设置等都只需要鼠标简单拖拽即可完成，用户容易真正掌握并使用它，保护用户的投资。

7.应用范围

上电科电能管理系统是一个完整的软硬件平台，可广泛应用于企业、矿山、医院、酒店、智能小区等领域。

8.应用情况

目前，上电科电能管理系统已经为浦东机场、虹桥机场、电科大厦和港鸿大酒店等多类用户提供服务，满足用户的节能要求。