中(zhong)國移動(dong)上海(hai)閔行局 電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)與(yu)應用(yong)

楊(yang)雲

安(an)科瑞(rui)電(dian)氣(qi)股份(fen)有限公(gong)司，上海(hai) 嘉(jia)定(ding) 201801；

摘要：介紹中國移動(dong)上海(hai)閔行局電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)，采(cai)用(yong)智(zhi)能(neng)電(dian)力儀(yi)表采集配(pei)電(dian)現(xian)場的各(ge)種(zhong)電(dian)參量和開(kai)關(guan)信(xin)號(hao)。系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)現(xian)場就(jiu)地組網(wang)的方(fang)式(shi)，組網(wang)後通過現(xian)場總線通訊並遠(yuan)傳(chuan)至(zhi)後臺，通過Acrel-2000型(xing)電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)實(shi)現(xian)配(pei)電(dian)回路(lu)用(yong)電(dian)的實(shi)時監(jian)控和電(dian)能(neng)管(guan)理。

關(guan)鍵詞(ci)：公建；數(shu)據中心(xin);中國移動(dong)上海(hai)閔行局項(xiang)目;變電(dian)所;智(zhi)能(neng)電(dian)力儀(yi)表;Acrel-2000型(xing)；電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)

  中(zhong)國移動(dong)上海(hai)閔行局位於上海(hai)市閔行區春(chun)德(de)路(lu)200號(hao)。

  本項(xiang)目為中國移動(dong)上海(hai)閔行局項(xiang)目電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)。根(gen)據配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)管(guan)理的(de)要求(qiu)，本(ben)項(xiang)目將各(ge)自變電(dian)所內(nei)的低壓配(pei)進(jin)出線回路(lu)進(jin)行(xing)電(dian)能(neng)管(guan)理，以(yi)保(bao)證(zheng)用(yong)電(dian)的安(an)全、可(ke)靠(kao)和(he)高(gao)效(xiao)。

  Acrel-2000型(xing)低壓智(zhi)能(neng)配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)，充(chong)分利用(yong)了現(xian)代(dai)電(dian)子技(ji)術、計(ji)算機技(ji)術、網(wang)絡技術和現(xian)場總線技(ji)術的新發展，對變配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)進(jin)行(xing)分散數(shu)據采集和集中監(jian)控管(guan)理。對配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)的(de)二(er)次(ci)設(she)備進行(xing)組(zu)網(wang)，通過計(ji)算機和(he)通訊網(wang)絡，將分散的(de)配(pei)電(dian)所的(de)現(xian)場設備連(lian)接(jie)為壹(yi)個(ge)有機的(de)整(zheng)體(ti)，實現(xian)電(dian)網(wang)運行(xing)的(de)遠(yuan)程監(jian)控和集中管(guan)理。

  本監(jian)控系(xi)統(tong)主要實現(xian)中國移動(dong)上海(hai)閔行局項(xiang)目配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)進(jin)行(xing)用(yong)電(dian)監(jian)控與(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理，監(jian)控範(fan)圍為51臺綜(zong)保，38臺(tai)智能(neng)操控，1臺直流屏，分23條總(zong)線(xian)直接(jie)拉(la)至值(zhi)班(ban)室(shi)采集器(qi)，後(hou)通過協(xie)議(yi)轉(zhuan)換接(jie)入值(zhi)班(ban)室(shi)監(jian)控主機，從(cong)而(er)實現(xian)總線上儀表與(yu)監(jian)控主機的(de)數據連通。

  本(ben)監(jian)控系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)分層分布(bu)式(shi)結構(gou)，即站控層，通訊層與(yu)間(jian)隔(ge)層(ceng)；

  如圖（1）所示(shi)：

圖（1）網(wang)絡拓撲(pu)圖

  間隔(ge)設(she)備層主要為：多功(gong)能(neng)網(wang)絡電(dian)力儀(yi)表。這些(xie)裝置分別對應相(xiang)應的壹(yi)次設備安裝(zhuang)在(zai)電(dian)氣(qi)櫃(gui)內(nei)，這些(xie)裝置均(jun)采(cai)用(yong)RS485通訊接(jie)口，通過現(xian)場MODBUS總線組(zu)網(wang)通訊，實現(xian)數據現(xian)場采集。

網(wang)絡通訊層主要為：通訊服(fu)務(wu)器(qi)，其(qi)主要功(gong)能(neng)為把分散在(zai)現(xian)場采集裝置集中采集，同時遠(yuan)傳(chuan)至(zhi)站控層，完(wan)成現(xian)場層和站控層之(zhi)間(jian)的(de)數據交(jiao)互。

  站控管(guan)理層(ceng)：設有(you)高(gao)性(xing)能(neng)工(gong)業(ye)計(ji)算機、顯(xian)示器(qi)、UPS電(dian)源、打(da)印(yin)機等(deng)設備。監(jian)控系(xi)統(tong)安(an)裝(zhuang)在(zai)計(ji)算機上，集中采集顯示現(xian)場設備運行(xing)狀況(kuang)，以(yi)人(ren)機交(jiao)互的(de)形(xing)式(shi)顯示(shi)給用(yong)戶(hu)。

  以(yi)上網(wang)絡儀表均采用(yong)RS485接(jie)口和(he)MODBUS-RTU通訊協議(yi)，RS485采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)線(xian)傳(chuan)輸(shu)，壹(yi)般(ban)都采用(yong)二(er)根(gen)連(lian)線，接(jie)線(xian)簡(jian)單方(fang)便；通訊接(jie)口是(shi)半雙(shuang)工(gong)通信(xin)即通信(xin)的雙(shuang)方(fang)都可(ke)以(yi)接(jie)收(shou)、發(fa)送數(shu)據但是(shi)在(zai)同壹(yi)時刻(ke)只(zhi)能(neng)發(fa)送(song)或(huo)接(jie)收(shou)數(shu)據，數據高(gao)傳(chuan)輸(shu)速率為10Mbps。

  RS485接(jie)口是(shi)采用(yong)平(ping)衡驅(qu)動器(qi)和(he)差(cha)分接(jie)收(shou)器(qi)的(de)組(zu)合，抗噪(zao)聲力增(zeng)強，總線(xian)上允許連(lian)接(jie)多(duo)達(da)32個(ge)設備(bei)，大(da)傳(chuan)輸(shu)距離(li)為1.2km。

  也(ye)可(ke)選(xuan)用(yong)安(an)科(ke)瑞(rui)電(dian)氣(qi)生產(chan)的(de)AM5系(xi)列(lie)綜(zong)合保(bao)護，以(yi)及(ji)ASD300系(xi)列(lie)帶(dai)電(dian)顯示(shi)裝置(zhi)。

2.1  數(shu)據采集與(yu)處(chu)理(li)

  數(shu)據采集是(shi)配(pei)電(dian)監(jian)控的基(ji)礎，數據采集主要由底層(ceng)多(duo)功(gong)能(neng)網(wang)絡儀表采集完成，實(shi)現(xian)遠(yuan)程數(shu)據的本(ben)地實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)。需要完成采(cai)集的信(xin)號(hao)包括：三(san)相(xiang)電(dian)壓U、三(san)相(xiang)電(dian)流I、頻率Hz、功(gong)率P、功(gong)率因(yin)數(shu)COSφ、電(dian)度(du)Epi、遠(yuan)程設(she)備(bei)運行(xing)狀態等(deng)數據。

數據處理(li)主要是(shi)把按要求(qiu)采(cai)集到的電(dian)參量實時(shi)準(zhun)確(que)的顯示(shi)給(gei)用(yong)戶(hu)，達(da)到(dao)配(pei)電(dian)監(jian)控的自動化(hua)化(hua)和智(zhi)能(neng)化(hua)要求(qiu)，同(tong)時(shi)把采集到的數據存入數(shu)據庫供(gong)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)。

2.2  人機交(jiao)互

  系(xi)統(tong)提供(gong)簡單(dan)、易用(yong)、良(liang)好的(de)用(yong)戶(hu)使用(yong)界(jie)面。采用(yong)全中文(wen)界(jie)面，CAD圖形(xing)顯(xian)示低壓配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)電(dian)氣(qi)壹(yi)次主接(jie)線(xian)圖，顯示(shi)配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)設(she)備(bei)狀態及(ji)相(xiang)應實時運行(xing)參(can)數(shu)，畫(hua)面定時(shi)輪巡(xun)切(qie)換(huan)；畫(hua)面實時(shi)動態刷新；模擬量顯示(shi)；開(kai)關(guan)量顯示(shi)；連(lian)續(xu)記錄顯示(shi)等(deng)。

2.3  歷史(shi)事(shi)件

  歷史(shi)事(shi)件查(zha)看(kan)界面主要為用(yong)戶(hu)查(zha)看(kan)曾(zeng)經(jing)發生過的(de)故障(zhang)記錄、信(xin)號(hao)記錄、操作(zuo)記錄、越限(xian)記錄提供(gong)方(fang)便友好的(de)人機交(jiao)互，通過歷史(shi)事(shi)件查(zha)看(kan)平(ping)臺，您可(ke)以(yi)根(gen)據自己(ji)的要求(qiu)和(he)查(zha)詢(xun)條件(jian)方(fang)便定(ding)位您(nin)所(suo)要查(zha)看(kan)的歷史(shi)事(shi)件，為您把握整(zheng)個(ge)系(xi)統(tong)的(de)運行(xing)情(qing)況提供(gong)了良(liang)好的(de)軟(ruan)件(jian)支(zhi)持。

2.4  數(shu)據庫建立與(yu)查(zha)詢(xun)

  主要完成遙(yao)測(ce)量和遙(yao)信(xin)量定時(shi)采(cai)集，並且建立數據庫，定(ding)期生成報(bao)表，以(yi)供(gong)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)打(da)印(yin)。

2.5  用(yong)戶(hu)權限管(guan)理

  針(zhen)對不(bu)同(tong)級(ji)別的用(yong)戶(hu)，設置(zhi)不同(tong)的權限組，防(fang)止因(yin)人(ren)為誤操作(zuo)給(gei)生產(chan)，生活(huo)帶(dai)來的(de)損失(shi)，實(shi)現(xian)配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)的(de)安(an)全，可(ke)靠(kao)運行(xing)。可(ke)以(yi)通過用(yong)戶(hu)管(guan)理進(jin)行用(yong)戶(hu)登錄、用(yong)戶(hu)註銷(xiao)、修改密(mi)碼、添(tian)加(jia)刪(shan)除等(deng)操作(zuo)，方(fang)便用(yong)戶(hu)對賬號(hao)和權限的修改。

2.6  運行(xing)負(fu)荷曲線(xian)

  負(fu)荷趨勢(shi)曲線功(gong)能(neng)主要負(fu)責定時(shi)采(cai)集進線及(ji)重(zhong)要回路(lu)電(dian)流和功(gong)率負(fu)荷參量，自動生成運行(xing)負(fu)荷趨勢(shi)曲線的(de)，方(fang)便用(yong)戶(hu)及(ji)時了解設(she)備(bei)的運行(xing)負(fu)荷狀況(kuang)。點(dian)擊(ji)畫面相(xiang)應按鈕或(huo)菜(cai)單(dan)項可(ke)以(yi)完(wan)成相(xiang)應功(gong)能(neng)的(de)切(qie)換(huan)；可(ke)以(yi)查(zha)看(kan)實時趨(qu)勢(shi)曲線或(huo)歷史(shi)趨(qu)勢(shi)線；對所(suo)選(xuan)曲線(xian)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)平(ping)移、縮(suo)放(fang)、量程變換等(deng)操作(zuo)，幫(bang)助用(yong)戶(hu)進線(xian)趨

勢(shi)分析(xi)和故障(zhang)追(zhui)憶，為分析(xi)整(zheng)個(ge)系(xi)統(tong)的(de)運行(xing)狀況(kuang)提供(gong)了直觀(guan)而(er)方(fang)便的(de)軟(ruan)件(jian)支(zhi)持。

2.7  遠(yuan)程報(bao)表查(zha)詢(xun)

  報(bao)表管(guan)理程(cheng)序(xu)的(de)主要功(gong)能(neng)是(shi)根據用(yong)戶(hu)的需(xu)要設計(ji)報(bao)表樣式(shi)，把系(xi)統(tong)中(zhong)處(chu)理(li)的數據經(jing)過篩(shai)選(xuan)、組合和(he)統(tong)計(ji)生成用(yong)戶(hu)需要的報(bao)表數據。本程(cheng)序(xu)還可(ke)以(yi)根(gen)據用(yong)戶(hu)的需(xu)要對報(bao)表文件采用(yong)定(ding)時(shi)保(bao)存(cun)、打(da)印(yin)或(huo)者召喚保存(cun)、打(da)印(yin)模式(shi)。同時(shi)本程(cheng)序(xu)還向(xiang)用(yong)戶(hu)提供(gong)了對生成的(de)報(bao)表文件管(guan)理功(gong)能(neng)。

  報(bao)表具有自由設置(zhi)查(zha)詢(xun)時間(jian)實現(xian)日(ri)、月、年(nian)的電(dian)能(neng)統(tong)計(ji)，數據導出和報(bao)表打(da)印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。

  中國移動(dong)上海(hai)閔行局項(xiang)目電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)根(gen)據使用(yong)單(dan)位不(bu)同(tong)分為兩(liang)個(ge)獨(du)立的變電(dian)所，本(ben)項目針(zhen)對這變電(dian)所的(de)0.4kV配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)進(jin)行(xing)電(dian)能(neng)管(guan)理，根(gen)據變電(dian)所的(de)監(jian)控，完成變電(dian)所的(de)運行(xing)管(guan)理，以(yi)及(ji)對於整(zheng)個(ge)數據中心(xin) 耗能(neng)的(de)全掌控。

  配(pei)電(dian)所主要耗能(neng)回(hui)路(lu)采(cai)用(yong)多(duo)功(gong)能(neng)電(dian)表，我(wo)司也(ye)有相(xiang)應型(xing)號(hao)儀表，PZ系(xi)列(lie)多(duo)功(gong)能(neng)儀(yi)表，其是(shi)針(zhen)對電(dian)力系(xi)統(tong)、工(gong)礦(kuang)企(qi)業(ye)、公共(gong)設施、智(zhi)能(neng)大(da)廈的(de)電(dian)力監(jian)控需求(qiu)而(er)設計(ji)的網(wang)絡電(dian)力儀(yi)表，它(ta)能(neng)測(ce)量所有(you)常(chang)規電(dian)力參(can)數，如(ru)：三(san)相(xiang)電(dian)壓、電(dian)流、有功(gong)功(gong)率、無(wu)功(gong)功(gong)率、功(gong)率因(yin)數(shu)、頻率、有(you)功(gong)電(dian)度(du)、無(wu)功(gong)電(dian)度(du)等(deng)多種(zhong)電(dian)參量。並且本儀(yi)表帶(dai)有(you)2路(lu)光(guang)電(dian)隔(ge)離(li)開關(guan)量輸(shu)入接(jie)點(dian)，這些(xie)接(jie)點(dian)可(ke)以(yi)配(pei)合智(zhi)能(neng)斷路(lu)器(qi)實(shi)現(xian)斷路(lu)器(qi)的(de)遙(yao)信(xin)操作(zuo)。該(gai)系(xi)列(lie)網(wang)絡電(dian)力儀(yi)表主要應用(yong)於變電(dian)站自動化(hua)、配(pei)電(dian)網(wang)自動化(hua)、小區(qu)電(dian)力監(jian)控、工(gong)業(ye)自動化(hua)、能(neng)源(yuan)管(guan)理系(xi)統(tong)及(ji)智能(neng)建築(zhu)等(deng)領域(yu)。

  低壓配(pei)電(dian)二(er)次(ci)圖見圖（2）兩(liang)邊(bian)系(xi)統(tong)功(gong)能(neng)均(jun)壹(yi)致，功(gong)能(neng)有(you)電(dian)量遙(yao)測(ce)主要監(jian)測(ce)運行(xing)設(she)備(bei)的(de)電(dian)參量，其中(zhong)包括：線(xian)三相(xiang)電(dian)壓，電(dian)流，功(gong)率，功(gong)率因(yin)數(shu)，電(dian)能(neng)，頻率等(deng)電(dian)參量及(ji)配(pei)出回路(lu)的(de)三(san)相(xiang)電(dian)流；遙(yao)信(xin)功(gong)能(neng)實(shi)現(xian)顯示現(xian)場設備的(de)運行(xing)狀態，主要包括：開(kai)關(guan)的分、合閘(zha)運行(xing)狀態和通訊故障(zhang)報(bao)警(jing)；斷路(lu)器(qi)變位時(shi)會(hui)發出報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)，提醒用(yong)戶(hu)及(ji)時處(chu)理(li)故障(zhang)。  

圖（2）低壓配(pei)電(dian)二(er)次(ci)圖

    遙(yao)信(xin)和遙(yao)測(ce)報(bao)警(jing)功(gong)能(neng)，主要完成對低壓各(ge)出線回路(lu)的(de)開(kai)關(guan)運行(xing)狀態和負(fu)載進線(xian)監(jian)控，對開(kai)關(guan)變位和(he)負(fu)載越限(xian)彈(dan)出報(bao)警(jing)界面指示(shi)具體(ti)的報(bao)警(jing)位置(zhi)並聲音報(bao)警(jing)，提醒值(zhi)班(ban)人(ren)員及(ji)時處(chu)理(li)。負(fu)載越限(xian)值(zhi)在(zai)相(xiang)應權限下可(ke)自由設置(zhi)。具(ju)備歷史(shi)查(zha)詢(xun)功(gong)能(neng)。見(jian)圖（3）。

圖（3） 實時(shi)遙(yao)信(xin)報(bao)警(jing)和歷史(shi)遙(yao)測(ce)報(bao)警(jing)信(xin)息查(zha)詢(xun)

  參數(shu)抄(chao)表功(gong)能(neng)，主要對低壓各(ge)出線回路(lu)的(de)電(dian)參數(shu)進線(xian)查(zha)詢(xun)。支(zhi)持任(ren)意(yi)時刻(ke)電(dian)參數(shu)查(zha)詢(xun)，具備(bei)數據導出和報(bao)表打(da)印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。該(gai)報(bao)表查(zha)詢(xun)供(gong)變電(dian)所4臺(tai)變壓器(qi)出線各(ge)低壓回(hui)路(lu)的(de)電(dian)參數(shu)，主要包括：三(san)相(xiang)電(dian)流、有功(gong)功(gong)率和(he)有功(gong)電(dian)度(du)及(ji)變壓器(qi)溫(wen)度(du)。該報(bao)表各(ge)回路(lu)名(ming)稱和數(shu)據庫關(guan)聯，方(fang)便用(yong)戶(hu)修改回(hui)路(lu)名(ming)稱。見圖（4）。

 圖（4） 參數(shu)抄(chao)表

  用(yong)電(dian)量報(bao)表功(gong)能(neng)，可(ke)選(xuan)擇時(shi)間段進(jin)行(xing)查(zha)詢(xun)，支(zhi)持任(ren)意(yi)時間(jian)段電(dian)度(du)累(lei)計(ji)查(zha)詢(xun)，具備(bei)數據導出和報(bao)表打(da)印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。為值(zhi)班(ban)人(ren)員提供(gong)了精(jing)確可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)能(neng)報(bao)表。該報(bao)表各(ge)回路(lu)名(ming)稱和數(shu)據庫關(guan)聯，方(fang)便用(yong)戶(hu)修改回(hui)路(lu)名(ming)稱。如下(xia)圖所示(shi)，變電(dian)所內(nei)的各(ge)配(pei)電(dian)回路(lu)的(de)精(jing)確用(yong)電(dian)量，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)直接(jie)打(da)印(yin)報(bao)表，可(ke)以(yi)以(yi)EXCEL格式(shi)另存(cun)到其(qi)他位置(zhi)。 見(jian)圖（5）。

圖（5） 電(dian)能(neng)報(bao)表

圖（6）系(xi)統(tong)通訊結構(gou)示(shi)意(yi)圖

  隨著社會的發展(zhan)及(ji)電(dian)力的(de)廣泛(fan)應用(yong)，電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)已(yi)成為全國各(ge)地重(zhong)點(dian)工(gong)程(cheng)項(xiang)目、標(biao)誌性(xing)建築(zhu)/大(da)型(xing)公(gong)共(gong)設(she)施等(deng)大(da)面積多(duo)變電(dian)所用(yong)戶(hu)的必(bi)然選(xuan)擇，本(ben)文介紹的Acrel-2000電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)在(zai)中國移動(dong)上海(hai)閔行局項(xiang)目的應用(yong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對變電(dian)所高(gao)壓配(pei)電(dian)回路(lu)用(yong)電(dian)的實(shi)時監(jian)控與(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理，不(bu)僅能(neng)顯(xian)示(shi)回(hui)路(lu)用(yong)電(dian)狀況(kuang)，還具(ju)有(you)網(wang)絡通訊功(gong)能(neng)，可(ke)以(yi)與(yu)網(wang)關(guan)、計(ji)算機等(deng)組成電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)。系(xi)統(tong)實(shi)現(xian)對采(cai)集數據的分析(xi)、處理(li)，實(shi)時顯示變電(dian)所內(nei)各(ge)配(pei)電(dian)回路(lu)的(de)運行(xing)狀態，對分合閘(zha)、負(fu)載越限(xian)具(ju)有彈出報(bao)警(jing)對話框及(ji)語音提示(shi)，並生成各(ge)種(zhong)電(dian)能(neng)報(bao)表、分析(xi)曲線(xian)、圖形(xing)等(deng)，便於電(dian)能(neng)的(de)遠(yuan)程抄(chao)表以(yi)及(ji)分析(xi)、研究(jiu)。該(gai)系(xi)統(tong)運行(xing)安(an)全、可(ke)靠(kao)、穩定(ding)，為變電(dian)所用(yong)戶(hu)解決(jue)用(yong)電(dian)問題(ti)提供(gong)了真實可(ke)靠(kao)的(de)依據，取得(de)了較好(hao)的(de)社會效(xiao)益(yi)。［2］

[1].任(ren)致(zhi)程 周中(zhong). 電(dian)力電(dian)測(ce)數字儀(yi)表原理與(yu)應用(yong)指(zhi)南(nan)[M]. 北(bei)京(jing). 中國電(dian)力出版社. 2007. 4

[2].周中(zhong)等(deng)編著(zhu). 智能(neng)電(dian)網(wang)用(yong)戶(hu)端電(dian)力監(jian)控與(yu)電(dian)力監(jian)控系(xi)統(tong)產(chan)品選(xuan)型(xing)及(ji)解決(jue)方(fang)案[M]. 北(bei)京(jing). 機械(xie)工(gong)業(ye)出版社. 2011.10