0　 引言

      中国科学院苏州生物医学工程技术研所(以下简称医工所)位于苏州高新区太湖之滨的苏州科技城，生物医学工程是国家重点发展的支柱性产业，为响应国务院制定的一系列促进节能减排的政策措施，更好的对配电系统进行监控管理。因此建立了后台电力监控与电能管理系统，对配电进行智能化管理。

1　 系统设计

      变配电系统主要由A区变电所和B区变电所进行变配电管理，提供整个医工所所需电力，A区变电所附近设有值班室，实时查看、处理现场情况，整个医工所占地较广，由B区变电所提供另一区域的电力。因此，为实现对整个医工所电力系统的实时监控及对各区用电的电能管理，在值班室设立了监控中心，基于ACREL-3000的电力监控与电能管理系统后台，实现对整个配电系统的实时监控与电能管理。

1.1  系统结构

      Acrel-3000电力监控与电能管理系统以监控主机、通讯设备、测控单元为基本工具，为大型公共建筑的实时数据采集、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，如图1所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层^[1]。

1)站控管理层

       站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

打印机：系统召唤打印或自动打印图形、报表等。

UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行，提供足够的时间进行数据存储。
 

2)网络通讯层
      通讯层设备为由串口扩展卡。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。
 

通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，MODBUS通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。
　　

 3)现场设备层
      现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传采集的数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的数据必须完整、准确并实时传送至监控主机。
 

1.2  现场仪表
        对于中压10kv回路的线路保护，采用微机继电保护装置，实现对线路的过流速断保护，并具有遥测及遥信功能。开关量：断路器分合状态、隔离手车位置等信号。对于该回路的电能计量，采用ACR220EL电力仪表对电参量进行采集与计量，采集的主要电参量有三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度以及频率、功率因数等。
 

        对于0.4kv变压器出线回路，采用的都是ACR220EL电力仪表，ACR220EL多功能电表，为嵌入式安装，可安装在动力箱或低压出线柜门板上，面板尺寸为80mm×80mm，规格为220/380V、5A，电流经互感器接入，精度0.5级，广泛应用于高、低压进线柜、联络柜、出线柜、动力柜等场合，带RS485接口，Modbus通讯协议[2]。

2　 系统功能

       上位机软件为Acrel-3000电力监控与电能管理系统组态软件，该软件是对现场电参量数据进行采集与监测的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态形式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成对现场数据的采集与监测功能。Acrel-3000电力监控与电能管理系统具有友好的人机交互界面，可实时和定时采集现场设备各电参量及开关量状态，并将采集到的数据上传给监控主机进行实时显示与存储。系统还提供了实时曲线和历史趋势曲线分析，符合用户设计需要的报表、事件记录和故障报警等功能[3]。整个系统可以实现所有回路用电量的采集和统计，实现了远程自动抄表、电力监控与电能管理功能。

1) 数据采集和显示

       现场仪表测量并采集回路数据信息，上位机软件再对现场仪表的数据进行定时或周期采集并存储，可以自由设置采集的时间周期，最小的系统支持的采集周期。可以随时查看任一表计的瞬时表值、累计量等信息，记录时间间隔内电力仪表的电压、电流、功率因数和有功电度等。这些参数信息可以自动保存到数据库中，便于查询。

       系统具有友好的人机界面，便于普通的现场值班人员查看并记录相关信息，系统一次图不仅显示了线路的开关状态，还实时显示电压、电力、有功电度等重要的电力参数。所有数据信息都定期的保存到数据库中。

2) 远程抄表

       系统对所有采集到的数据都能实时的显示，并保存到数据库中，因此可以手动查询每个回路的所有实时及历史电参量数据，并以表格的形式展现给用户，便于打印、保存。

3) 电能报表与棒图