一、方案背景與行業痛點

電力方艙即預制艙式變電站，將高壓柜、變壓器、低壓配電、儲能、測控保護設備在工廠完成集成裝配、預調試，現場完成接線即可投運，具備建設周期短、占地小、部署靈活、擴容方便等優勢，廣泛應用于算力數據中心、新能源場站、工業園區、應急供電、光儲一體化等場景。

方艙內部空間緊湊、設備密度高，艙內溫濕度變化大，非線性負載集中，實際運行面臨多重風險：

1.計量管控難：艙內包含高壓、低壓、儲能、光伏、UPS 多回路，缺少分級分項計量，能耗統計模糊，無法實現能效核算、綠電溯源、成本分攤；

2. 電能質量隱患突出：逆變器、UPS、整流設備產生諧波、電壓暫降、三相不平衡、閃變，易造成保護誤動作、設備老化損壞，影響后端負載穩定運行；

3. 電氣安全風險集中：母排接頭、斷路器觸頭、電纜接頭易發熱；線纜密集存在漏電、故障電弧、短路起火風險；艙內交直流混聯，直流絕緣故障隱蔽難發現；

4. 運維難度大：方艙多為無人值守，缺少本地可視化與遠程監控，故障發現滯后，缺少故障錄波、事件追溯手段，故障排查效率低。

針對以上痛點，安科瑞打造感知?通信?平臺一體化電力方艙整體解決方案，覆蓋電能計量、電能質量監測治理、電氣安全防護、繼電保護、智慧運維，實現方艙供配電系統數字化管控，保障方艙安全、穩定、經濟運行。

二、系統整體架構

整套方案采用云?邊?端三層架構，實現數據采集、傳輸、分析、告警、運維閉環管理。

1. 設備感知層（端）：部署多功能計量儀表、電能質量監測裝置、微機保護、無線測溫、剩余電流、故障電弧、直流絕緣監測、限流式保護器等，完成電參量、電能質量、安全隱患、設備狀態采集；

2. 通信網關層（邊）：ANet 系列通訊管理機，匯聚 Modbus?RTU、IEC103/104 等多協議設備數據，支持 RS485、以太網、4G 上傳，實現協議轉換、邊緣緩存，解決方艙多設備異構接入問題；

3. 平臺管理層（云）：AcrelEMS 能源管理平臺，提供本地監控主機或云端部署，實現全景監控、能耗統計、電能質量分析、安全告警、故障錄波、報表輸出、遠程運維，支持對接第三方上位系統。

三、核心功能模塊

（一）全鏈路電能計量

實現方艙從高壓進線、變壓器、低壓進線、各饋線回路、UPS、儲能 PCS、光伏并網點全節點計量，滿足能耗統計、分項核算、綠電計量、電費結算需求。

1. 高壓側：APM830 系列多功能電力儀表，0.2S 級精度，采集電壓、電流、功率、正向 / 反向電能，同時具備基礎電能質量分析能力，用于高壓進線、PT 柜計量；

2. 低壓主回路：DTSD1352 導軌式多功能電能表，完成進線、母聯回路電能統計；

3. 饋線及末端回路：AMC 多回路采集模塊，一臺設備實現多路出線電參量與電能采集，適配方艙內部密集出線，節省柜內安裝空間；

4. 新能源 / 儲能回路：ADL400 雙向導軌電能表，支持雙向電能計量，適配光伏、儲能 PCS 并網點，實現發電、放電、充電電量統計，支持 MID/CPA 認證，滿足并網計量要求；

5. 平臺應用：平臺自動生成日 / 月 / 年用電報表，實現 IT 負載、制冷、輔助設備分項能耗統計，計算 PUE 指標，支持峰谷平電能統計，為節能改造、成本核算提供數據支撐。

（二）電能質量監測與治理

方艙內部 UPS、儲能變流器、光伏逆變器均為非線性負載，容易產生諧波、三相不平衡、電壓暫降、閃變，威脅精密設備運行，方案實現在線監測 + 治理設備聯動。

1. 電能質量在線監測

配置 APView500 電能質量在線監測裝置，部署于高壓進線或者低壓總進線，可監測 2?63 次諧波、電壓暫升暫降、短時中斷、閃變、三相不平衡；具備故障錄波功能，發生擾動自動記錄波形，便于故障溯源，滿足國標電能質量監測要求。

2.電能質量治理配套

ANAPF 有源電力濾波器：實時濾除諧波電流，抑制諧波畸變；

ANSVG 靜止無功發生器：動態補償無功功率，穩定功率因數，抑制三相不平衡；

ANSNP 中性線保護器，治理中性線諧波過載問題；

平臺可實時監控治理裝置運行狀態，查看補償前后數據對比，評估治理效果。

（三）電氣安全防護

針對方艙密閉狹小、線纜密集、交直流混聯特點，構建過熱、漏電、故障電弧、短路、直流絕緣異常多重防護體系，防范電氣火災與設備損壞事故。

1. 關鍵部位無線測溫

ATE400 無源無線測溫傳感器，CT 感應取電，無需電池，安裝于斷路器觸頭、母排搭接點、電纜接頭，搭配 ARTM?Pn 采集裝置，實時監測溫度，超閾值及時告警，提前預警過熱起火隱患，解決方艙接頭發熱難以巡檢的痛點。

2. 剩余電流（漏電）監測

ASJ 系列剩余電流繼電器，監測各配電回路剩余電流，可設置預報警、保護閾值，監測絕緣老化、接地故障，防范漏電引發火災與設備損壞。

3. 故障電弧監測

AAFD 故障電弧探測器，檢測串聯、并聯故障電弧，及時發現線纜老化、虛接產生的電弧隱患，填補傳統斷路器無法識別故障電弧的短板。

4. 短路滅弧保護

ASCP200 限流式保護器，末端回路發生短路故障微秒級限流滅弧，抑制短路電弧，降低起火風險。

5. 直流絕緣監測

AIM?D100 直流絕緣監測裝置，用于儲能艙、直流母線，實時監測正負極對地絕緣電阻，發生絕緣降低及時告警，規避直流系統隱蔽接地故障。

6. 高壓保護與弧光防護

AM5SE 微機保護測控裝置，完成過流、速斷、零序、過壓欠壓等繼電保護；ARB 弧光保護，檢測柜內弧光故障，快速跳閘，保護艙內高壓設備與人身安全。

（四）平臺綜合運維功能

AcrelEMS 電力方艙能源管理平臺作為系統中樞，主要功能包含：

1. 一次回路全景監控：模擬圖展示方艙高低壓配電一次系統，實時顯示電壓電流功率開關狀態；

2. 告警管理：溫度越限、漏電、電弧、電能質量越限、保護動作等異常，彈窗、聲光、APP 推送告警，支持告警分級、告警記錄存儲；

3. 故障錄波與事件記錄：電能擾動、保護動作自動錄波，完整記錄事件時序，便于事故復盤；

4. 能耗與電能質量報表：自動導出電能統計、諧波分析報告，滿足運維、審計需求；

5. 遠程運維：支持遠程參數查看，支持對接 DCIM、微網平臺，實現數據互通。

四、典型應用場景

1. 算力 / 數據中心電力方艙：10kV 預制艙、UPS 方艙，保障算力負載供電可靠性，監測 PUE，防范諧波、接頭過熱、漏電風險；

2.光儲一體化方艙：光伏 + 儲能預制艙，雙向計量、防孤島保護、直流絕緣監測，實現源網荷儲協同；

3. 工業園區預制艙變電站：工廠快速擴容供電，實現分區計量、電能質量治理，降低能耗；

4. 應急電力方艙：臨時供電場景，遠程監控，無人值守，快速定位故障。

五、方案優勢

1. 適配預制艙場景：全部設備為導軌 / 面板式安裝，體積緊湊，適配工廠預制裝配，減少現場調試工作量；

2. 全鏈條覆蓋：從計量、電能質量、繼電保護到電氣安全，一套平臺整合，避免多套系統割裂；

3. 安全防護立體化：過熱、漏電、電弧、短路、直流絕緣多維度感知，從事后跳閘轉向事前預警；

4. 靈活部署：支持本地主機部署，也支持云端運維，適配方艙無人值守模式；

5. 標準化 + 可擴展：硬件模塊化，可根據方艙電壓等級、回路數量靈活增減配置，支持后期擴容。

六、總結

電力方艙作為新型模塊化電力基礎設施，安全可靠、高效運維是核心訴求。安科瑞電力方艙整體解決方案，依托端?邊?云一體化軟硬件體系，完成精準電能計量、全維度電能質量監測治理、多層次電氣安全防護，解決預制艙無人值守、空間緊湊、負載復雜帶來的各類運維難題，為算力中心、新能源、工業項目的電力方艙提供可靠數字化保障，助力電力預制艙安全、高效、智能化運行。