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广东科学中心智能配电项目
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广东科学中心 |
科教/展会 |
IPDS2004智能配电系统。
EPDS环保配电系统 |
2008年3月 |
1. 前言
广东科学中心是世界上规模最大、功能最齐全的科学中心，是实现科技创新、节能减排的典型大型公共建筑。本文介绍了广东科学中心供配电系统概况，以及海亿达如何根据广东科学中心供配电系统的特点为其设计IPDS智能配电系统，同时阐述了IPDS智能配电系统的架构、特点、功能及其在广东科学中心的实际运行情况；最后我们会展示科学中心在项目完成后为其带来的实际效益，仅围绕电能安全、质量、控制这几个方面。
2. 项目背景
2.1客户概况
广东科学中心位于广州大学城小谷围岛，距离广州市中心约20公里，用地面积约45万平方米，建筑面积约12万平方米。项目总投资达30亿。中心按使用功能划分为科普区和学术交流区两大区域，预计每年接待观众将达250万人次，被称为“21世纪广东省新地标”、2007中国建筑节能年度代表工程”、“广东科技航母”等。
2.2供配电规模
广东科学中心配电系统包括四个位于不同区域的高低压配电房，两个户外广场箱变电站，及若干配电箱。高压配电房采用真空断路器柜，接线类型为单母线不分段，从市政变电站引来两路（4回路）10kV电源，其中2回路为工作、2回路为备用，工作电源和备用电源具有相对独立性、满足一类负荷供电可靠性的需要。项目总用电负荷为1.6万多KVA，共有16台变压器。
在半地下室设置2台720KW的应急柴油发电机组。当2路市电发生故障或火灾报警确认后，柴油发电机组在0~10S（可调）自动启动，15S内达到额定转速、电压、频率后，投入额定负载运行。
2.3需求与挑战
2.3.1需求
广东科学中心作为科学普及，教育、科研成果展示，国际学术交流的大型场所，其配电系统具有以下特点：
（1）规模大，系统复杂，分布分散杂乱、难以进行有效率的系统化管理。
广东科学中心总体布局按功能分为四大部分，即中心展区（科普教育区）与学术活动区、室外展场区、停车场区，作为世界上规模最大、功能最齐全的科学中心，，其配电设备分散，系统复杂；
（2）是基础设施，人流集中，安全要求高
作为一个开放性的科学中心，人流集中，保障配电系统的安全运行非常重要；但本建筑有大容量调光装置、控制设备、空调变频设施、应急电源系统等等电子设备，谐波污染严重，有很大的安全隐患。
（3）耗电量大，节能需求大
广东科学中心以科技创新为原则，采用了一系列新技术、新工艺、新材料，配置了大量自动化、智能化设备，设备运行需要消耗大量的电能，能源成本支出较高，需要采取节能措施。
（4）需要树立绿色、节能、环保形象。
广东科学中心工程设计以绿色、节能、环保为主题，节能减排不仅仅是一个经济效益的话题，也是对广东科学中心社会形象的一个考验。
2.3.2挑战
1) 需要建立系统化、信息化的配电管理平台，将各用电终端集中化管理；
2) 需要改善用电环境，提升用电安全层次，消除安全隐患；
3) 需要采取直接有效的节能措施，提高用电效率，树立企业绿色、节能、环保的形象。
3. 解决方案
通过对科学中心的供配电状况的勘查以及客户需求的分析，海亿达结合自身产品特点与优势，提出了IPDS智能配电解决方案+EPDS环保配电解决方案，方案设计思路如下：
1) 对各用电终端进行电能参数测控（测控层），通过传输介质（网络层）将信号传输给系统层。在系统层下，各用电终端的数据会集中在软件界面下进行可视化管理。实现电能质量和电气设备状态数据透明化管理；
2) 通过抽取一定时间段的数据进行统计与分析，结合用电实际需求，优化电能调度手段，实现电能调配从粗放型向集约型过渡。从而减少不必要的电能消耗，实现可控、定向节能的目的。
3) 在谐波产生的回路增设EPDS环保配电系统，消除由调光装置和变频设备等用电装置产生的谐波污染。
4. 实施
广东科学中心智能配电系统如图1所示：
中央监控主站采用双服务器，为一主一备，确保数据保存完备；中央监控室主站系统和4个变电所子站间的通讯网络采用主要介质10/100Mb光纤的环形总线网络拓扑结构，采用六芯多模光纤连接，使用光纤收发器实现光信号与电信号转换；而子站内的通讯网络则采用485总线网络，采用通讯介质为STP电缆的星型网络拓扑结构，在子站主控单元和变电所间隔级测控保护装置间进行通讯。测控层采用了0.4kv电容补偿柜用网络电力仪表、0.4kv出线回路用网络电力仪表、0.4kv进线断路器用全功能网络电力仪表、10/0.4kv箱式变压器/环网柜测控单元、10/0.4kv变压器保护测控单元、10kv线路综合保护测控单元及10kv备用电源自动投切测控单元等仪表一千余台。
5. 效果评估
广东科学中心通过采用IPDS智能配电系统实现了以下功能：
1) 对园区各配电房内电气设备的运行操作的全面可控，对所有电容柜的投切控制、监视管理和谐波监视；
2) 对大量分散于各地的动力配电点的集中遥控管理；
3) 对户外照明系统的遥控管理；实现和保障广东科学中心配电系统的可靠、安全、稳定、高效运行；
4) 系统配置的停电、事故跳闸、故障原因分析和多媒体语音告警管理和反故障功能，提高设备可用率和设备管理水平；
5) 实现综合运营成本最优化；
6) 电能质量和电气设备状态数据透明化管理；
7) 资源和业务模式规划优化。
6. 客户收益
1) 月度用电量同比下降10%-30%左右；
2) 设备故障率降低，排除故障时间大幅度缩短；
3) 谐波污染程度符合国家标准，用电设备稳定性和安全性得到加强。
7. 小结
IPDS智能配电系统广泛采用了低成本的微处理器分散控制器和交流采样技术，凭借完善合理的回路功能配置，可以实现在合理成本下的用户电气设施整体的信息化，达到对用户电能设施和电能消耗细节和过程的完全掌握，帮助用户实现低成本运营。
广东科学中心是世界规模最大的科技展馆，国内节能代表建筑，由于采用了IPDS智能配电系统，最终实现了对科学中心供配电系统的全面管理，达到了科技创新，节能减排的要求。
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