摘要：随着科学技术的不断发展，智能电源管理系统的应用场景越来越广泛。 利用智能用电管​​理系统合理规划生产用电计划，充分利用峰谷平电价政策，可有效降低在用电需求下的生产经营成本，促进实现节能降耗的目标。 本文介绍了一种在燃料电池厂稳定运行的智能电源管理系统的设计思路和应用。

关键词：电能； 智能电能管理系统； 电力调配; 设备

0 前言

作为工业的血液，电力是工业的血液。 随着互联网技术和工业4.0的不断发展，在国家大力推进智能制造的背景下，工厂引入智能电力管理系统，实现电力设施运行数据的自动采集和监控，减少对人工排查电力设施的依赖性，不仅可以提高工厂供配电系统的稳定性，还可以通过监测下级自动化设备的在线工作情况，及时发现潜在的隐患，降低设备维护成本。

1 智能电源管理系统简介

智能电源管理系统是传统电源管理技术与互联网技术相融合实现的一种技术。 它利用传感器监控、现场总线技术和互联网云技术紧密结合，实现远程监控、数据云存储、远程诊断等，可为电力用户提供一整套智能电力管理解决方案。

2 构建智能电源管理系统的意义

（1）通过对历史用电数据的分析，合理规划生产用电计划，通过峰谷甚至错峰用电，有效降低相同用电需求下的生产经营成本；

（2）通过用电管理系统，定期推送工厂各区域的用电信息，让每位员工了解工作区域的用电情况，形成积极的节能降耗意识，促进节能降耗目标的实现；

(3)厂内关键电气设备是正常生产的基础，其安全、高效、稳定运行是完成生产任务的必要条件。 对其运行状况进行监测意义重大，可以及时发现设备潜在的隐患；

(4)构建智能电能管理系统，其输出的能效数据信息可为生产计划评估、成本评估、设备维护等企业经营活动提供决策数据支持；

3 智能电源管理系统的设计思路

3.1 总体实现思路

拟建设电能采集监控系统，对配电设备（如：变压器、一次配电柜、二次配电柜）、常用厂房设施（螺杆式冷水机组、冷却水机组、空调机组、空压机等）进行监控) 在厂区。 机等）、生产设备（自动化生产线、检测设备）、发电设备（燃料电池试验台）、照明配电柜、办公用电配电柜等进行用电信息采集和监控。

1）通过监测各用电设备的电压、电流、功率因数等信息，完成能源信息统计、能源趋势分析和异常信息报警；

2）根据工厂生产计划，分解大功率电源设备、生产线、区域照明、管理区用电计划，对阶段性目标完成情况进行考核考核；

3）根据实际生产需要，结合大功率设备用电及峰谷平电价走势，调整生产计划实施策略，逐步合理优化企业生产能效.

3.2 电能采集网络建设

3.2.1 核心思想

1）采用互联网+模式，建立“电能管理员、用电设备、采集设备、采集云服务”的物联网；

2）采用成熟的云平台和大数据基础服务框架技术，处理海量远程采集设备的数据访问，保证服务的高可用和并发；

3）利用云平台和移动终端技术，依托能效行业管理经验，为客户提供有效便捷的能效管理工具。

4）系统架构图

3.2.2 系统通信网络

1）模块选型采用成熟的工业化数据采集通讯模块，支持RJ45、串口、-RTU等多种通讯协议的数据转发；

2）具有远程参数配置和固件升级功能，操作方便。

3.2.3 系统计量网络

1）遵循能量流动规律，逐层设置计量点，形成完善的计量网络；

2）通过建立区域用电模型，掌握区域用电构成；

3）电表选型采用成熟的工业化智能电能数据采集表，支持双向计量，计量精度高，具有远程数据串口采集通信，支持DL/T-2007通信协议；

4）采用导轨式挂扣设计，工程安装快捷。

3.3 电能监控系统信息化实施

3.3.1 实施策略

1) 电力采集系统解决方案的提出、建设和实施；

2) 收集和分析能源构成和数据，提出能效提升建议；

3）建立阶段能效改进目标和制度实施；

4）能效提升战略实施阶段结果对比评价。

3.3.2 系统各功能定义

4 智能电源管理系统的具体应用

4.1 能量查询

可远程查询各表数据，并可根据需要自动存储表码读数。 存储周期可自由选择，解决了人工抄表造成的漏读、错读、抄表时间长、抄表过程不安全等问题。 问题。 实现数据分析的智能化、自动化，可根据需要选择生成不同类型的月度能耗报表。

4.2 能耗分析

分析企业用电峰谷平均信息，为重点能耗监管企业提供生产计划和生产决策依据，最大程度降低用电成本； 接地补偿提供设计依据。

4.2 电流电压异常报警功能

通过在设备级配电柜内安装智能电表，可以实时监控设备的运行电压和电流数据。 当检测到异常电流或电压时，可通过手机APP向电源管理器发送报警信息，及时发现设备或供电线路的潜在隐患。 失败。

4.3 发电功率动态调整功能

部分燃料电池生产厂，在燃料电池测试过程中产生电能，目前主流设计为自用。发电和

用电负荷比例使两者处于动态平衡，减少了剩余电力对电网系统的影响。

5 Acrel-电源管理解决方案

5.1 概述

用户端消耗了整个电网80%的电能，用户端的智能化用电管理对用户的可靠性、安全性和节电具有重要意义。 构建智慧用电服务体系，全面推广用户侧智能电表、智能用电管​​理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户双向良性互动。 客户端急需解决的研究内容主要包括：先进电表、智能楼宇、智能家电、增值业务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。

Acrel-电源管理解决方案对用户端的用电量进行细分统计，并以直观的数据和图表向管理者或决策者展示各个子项的使用情况和消耗情况，从而找出高耗电量。 能有效节省能量点数或不合理的用能习惯，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支持。

5.2 应用场所

(1)写字楼(商务写字楼、大型公共建筑等)；

（二）商业建筑（商场、金融机构大楼等）；

（三）旅游建筑（宾馆、娱乐场所等）；

（四）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；

（五）通讯建筑物（邮电、通信、广播、电视、数据中心等）；

(6)交通建筑(机场、车站、码头建筑等)。

5.3 系统结构

5.4 系统功能

5.4.1 实时监控

系统具有友好的人机界面，以配电图的形式直观显示配电线路的运行状态楼宇自控监控电表，实时监测各回路的电压、电流、功率、功率因数、电能等电气参数，并动态监测断路器、隔离开关、地刀等的合分闸状态，以及与故障、告警相关的信号。

5.4.2电能统计报表

该系统以丰富的报告支持测量系统的完整性。 系统具有定时抄表和汇总统计功能。 用户可自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点用电量，即节点进线用电量和各支路用电量统计分析报告. 该功能使用电量可视化、透明化，当用电量误差过大时可进行分析追溯，保持计量系统的正确性。

5.4.3 详细电参数查询

在一次配电图中，当鼠标移至各电路附近时，鼠标指针变为手形，点击鼠标即可查看该电路的详细电气参数，包括三相电流、三相电压，可以查看三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，以及24小时相电流趋势曲线和24小时电压趋势曲线。

5.4.4 运行报表

系统具有实时电量参数和历史电量参数的存储和管理功能。 所有实时采集的数据和顺序事件记录都可以保存到数据库中。 在查询界面，可以自定义需要查询的参数，指定时间，或者选择查询和更新记录数据等，并以报表的形式展示。 用户可根据需要自定义运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，也可根据用户要求导出PDF格式文件。

5.4.5 变压器运行监测

系统对配电系统主进线、主变、重要负荷出线的运行状态进行在线实时监测，并用曲线显示电流、变压器运行温度、有功功率需求等运行趋势、有功功率、视在功率和变压器负载率。 对变压器的负荷率和损耗进行分析，使运维人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠。

5.4.6 实时报警

系统具有实时报警功能，系统可监测远传信号位移、保护动作、事故跳闸、电压、电流、功率、功率因数超限等配电断路器、隔离开关、接地等事件开刀、合刀动作等，根据事件级别实时监控报警。 当系统报警时，会自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提示。

5.4.7 历史事件查询

系统可对遥信位移、保护动作、事故跳闸、电压、电流、功率、功率因数超限等事件记录进行存储和管理，方便用户追溯系统历史事件和告警、查询统计数据，并分析事故。

5.4.8 电能质量监测

该系统可以连续监测整个配电系统内的电能质量。 运维人员可以通过谐波分析柱状图和报表掌握进线、变压器和重要电路的电压、电流谐波畸变率和谐波含量。 、电压不平衡等，及时采取相应措施，减少谐波损耗，减少谐波引起的异常和事故（此功能需配备带谐波监测功能的电能表，不需要时可删除。

5.4.9 远程操作

系统支持断路器、隔离开关、接地开关等的分、合闸远程操作，系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能。 对于每次远程操作，系统自动生成一个操作记录，记录内容包括操作者、操作时间、操作类型等。要实现该功能，断路器本身需要电动操作机构和保护、测量等硬件设备的支持以及具有遥控功能的控制装置。

5.4.10 用户权限管理

为了保证系统的安全稳定运行，系统设置了用户权限管理功能。 通过用户权限管理可以防止越权操作（如修改配电线路名称等）。 可定义不同级别用户的登录名、密码和操作权限，为系统运行、维护和管理提供可靠的安全保障。

5.4.11 通讯状态图

系统支持实时监控接入系统的各个设备的通信状态，能够完整展示整个系统的网络结构； 可在线诊断设备的通信状态，当网络出现异常时，自动在界面上显示故障设备或部件及其故障位置。 这样便于运维人员实时掌握现场各设备的通信状态，及时维护异常设备，保证系统的稳定运行。

5.4.12 视频监控

视频监控显示当前实时画面（视频直播）。 选择某个变电站，可以查看该变电站的视频信息。

5.4.13 用户报告

用户报表页面主要用于自动汇总所选变电站一个月的运行数据，并对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、告警事件等进行统计分析。

5.4.14 APP支持

电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”五个模块，支持主图、需求、用电、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件告警查询、设备档案查询、待处理事件处理、巡检记录查询等。

5.5 系统硬件配置清单

6结语

阐述了智能电源管理系统的总体设计思路和主要应用，并结合实例说明了智能电源管理系统的具体应用形式。 电能数据及提前采取对策，帮助企业提高节能意识，充分利用峰谷平电价开展生产活动，降低用电成本，助力实现国家“碳达峰、碳中和”战略。