海(hai)虞(yu)北(bei)路46號(hao)地塊電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統的(de)設(she)計和應用(yong)

楊雲(雲)

安(an)科(ke)瑞電(dian)氣股(gu)份有限公司(si)，上海(hai) 嘉(jia)定(ding) 201801；

摘要：介(jie)紹海(hai)虞(yu)北(bei)路46號(hao)地塊電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統，采(cai)用(yong)智(zhi)能電(dian)力(li)儀表采(cai)集(ji)配(pei)電(dian)現(xian)場(chang)的(de)各(ge)種電(dian)參量(liang)和(he)開(kai)關信號(hao)。系(xi)統采(cai)用(yong)現(xian)場(chang)就地(di)組(zu)網(wang)的方式(shi)，組(zu)網(wang)後通過(guo)現(xian)場(chang)總(zong)線通訊並(bing)遠傳至後臺，通(tong)過Acrel-3000型(xing)智(zhi)能配(pei)電(dian)系(xi)統實現(xian)配(pei)電(dian)回路用(yong)電(dian)的(de)實時監(jian)控(kong)和(he)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)。

關鍵(jian)詞(ci)：智(zhi)能電(dian)力(li)儀表;Acrel-3000型(xing)

概(gai)述 

本(ben)項目為(wei)海(hai)虞(yu)北(bei)路46號(hao)地塊電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統。根(gen)據(ju)配(pei)電(dian)系(xi)統管(guan)理(li)的要求，需(xu)要對(dui)海(hai)虞(yu)北(bei)路46號(hao)地塊的(de)變電(dian)所的進出線回路進行電(dian)力(li)監(jian)控(kong)，以保(bao)證(zheng)用(yong)電(dian)的(de)安(an)全、可靠(kao)和(he)高(gao)效。

Acrel-3000型(xing)智(zhi)能配(pei)電(dian)系(xi)統充(chong)分(fen)利(li)用(yong)了(le)現(xian)代(dai)電(dian)子技術、計算(suan)機技術、網絡(luo)技術和現(xian)場(chang)總(zong)線技術的新發展(zhan)，對(dui)變(bian)配(pei)電(dian)系(xi)統進行分(fen)散(san)數據采集和(he)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)管理(li)。對(dui)配(pei)電(dian)系(xi)統的(de)二次設(she)備進行組(zu)網(wang)，通過計算(suan)機(ji)和(he)通訊網(wang)絡(luo)，將分(fen)散(san)的配(pei)電(dian)所的現(xian)場(chang)設(she)備連(lian)接為(wei)壹(yi)個(ge)有機(ji)的(de)整體，實現(xian)電(dian)網(wang)運行的(de)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)和集(ji)中管(guan)理(li)。

1  系(xi)統結(jie)構描(miao)述

本(ben)監(jian)控(kong)系(xi)統主(zhu)要實現(xian)海(hai)虞(yu)北(bei)路46號(hao)地塊的(de)配(pei)電(dian)系(xi)統進行用(yong)電(dian)監(jian)控(kong)與電(dian)能(neng)管(guan)理(li)；監(jian)控(kong)範圍為(wei)高(gao)低壓(ya)進出線櫃進行遠程(cheng)實時監(jian)控(kong)和電(dian)能(neng)管(guan)理(li)。該系(xi)統總(zong)計有2臺(tai)綜(zong)保(bao),50臺(tai)安(an)科(ke)瑞PZ80L系(xi)列儀表。儀表直(zhi)接拉(la)至通(tong)訊管(guan)理(li)機，至後臺電(dian)腦(nao)，實現(xian)儀表與(yu)監(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)的數據連(lian)通(tong)。

本(ben)監(jian)控(kong)系(xi)統采(cai)用(yong)分(fen)層分(fen)布式(shi)結(jie)構(gou)，即站控(kong)層，通(tong)訊層與(yu)間隔(ge)層；

如(ru)圖（1）所示：

圖(tu)（1）網絡(luo)拓撲圖(tu)

間(jian)隔(ge)設(she)備層主(zhu)要為(wei)：綜(zong)保(bao)、多功能網絡(luo)電(dian)力(li)儀表。這(zhe)些裝置分(fen)別(bie)對(dui)應(ying)相應的(de)壹次設(she)備安(an)裝(zhuang)在電(dian)氣櫃內(nei)，這些裝置均采(cai)用(yong)RS485通(tong)訊接口(kou)，通過(guo)現(xian)場(chang)MODBUS總(zong)線組(zu)網(wang)通訊，實現(xian)數據現(xian)場(chang)采(cai)集(ji)。

網(wang)絡(luo)通訊層主(zhu)要為(wei)：通(tong)訊管(guan)理(li)機，其(qi)主(zhu)要功能為(wei)把分(fen)散(san)在現(xian)場(chang)采(cai)集(ji)裝置(zhi)集中采(cai)集，同(tong)時遠傳至站(zhan)控(kong)層，完(wan)成(cheng)現(xian)場(chang)層和(he)站控(kong)層之(zhi)間(jian)的(de)數據交互(hu)。

站(zhan)控(kong)管理(li)層：設(she)有高(gao)性(xing)能(neng)工業計(ji)算機、顯示器(qi)、UPS電(dian)源、打印機等設(she)備。監(jian)控(kong)系(xi)統安(an)裝(zhuang)在計算(suan)機上(shang)，集(ji)中(zhong)采(cai)集顯(xian)示現(xian)場(chang)設(she)備運行狀(zhuang)況(kuang)，以人(ren)機(ji)交互(hu)的(de)形式(shi)顯(xian)示(shi)給用(yong)戶(hu)。

以上網絡(luo)儀表均采(cai)用(yong)RS485接口(kou)和MODBUS-RTU通(tong)訊協(xie)議，RS485采(cai)用(yong)屏(ping)蔽線傳輸(shu)，壹(yi)般(ban)都(dou)采用(yong)二(er)根(gen)連(lian)線，接線簡(jian)單(dan)方便(bian)；通(tong)訊接口(kou)是(shi)半雙(shuang)工通信即(ji)通(tong)信的雙(shuang)方都(dou)可以接收、發送(song)數據但是在同(tong)壹時刻(ke)只(zhi)能(neng)發送或(huo)接收數據，數據高(gao)傳輸(shu)速(su)率為(wei)10Mbps。

RS485接口(kou)是采(cai)用(yong)平(ping)衡(heng)驅動器(qi)和差(cha)分(fen)接收器(qi)的組(zu)合(he)，總(zong)線上允(yun)許(xu)連(lian)接多達(da)30個(ge)設(she)備，大(da)傳輸(shu)距離為(wei)1km。

2  電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統主(zhu)要功能

2.1  數據采集與(yu)處(chu)理(li)

數據采集是(shi)配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)的基(ji)礎(chu)，數據采集主(zhu)要由(you)底(di)層多功能網絡(luo)儀表采(cai)集(ji)完(wan)成(cheng)，實現(xian)遠(yuan)程(cheng)數據的本地(di)實時顯(xian)示。需(xu)要完(wan)成(cheng)采(cai)集(ji)的(de)信號(hao)包(bao)括：三相電(dian)壓(ya)U、三(san)相電(dian)流(liu)I、頻(pin)率Hz、功率P、功率因數COSφ、電(dian)度(du)Epi、遠(yuan)程(cheng)設(she)備運行狀(zhuang)態(tai)等數據。

數據處(chu)理(li)主(zhu)要是把按要求采集(ji)到(dao)的(de)電(dian)參量(liang)實時準(zhun)確(que)的(de)顯(xian)示(shi)給用(yong)戶(hu)，達(da)到配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)的自動化化和(he)智(zhi)能化要求，同(tong)時把采集到(dao)的數據存入(ru)數據庫(ku)供(gong)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)。

2.2  人(ren)機(ji)交互(hu)

系(xi)統提(ti)供(gong)簡(jian)單(dan)、易用(yong)、良(liang)好的(de)用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)界(jie)面。采(cai)用(yong)全中文界(jie)面，顯(xian)示(shi)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)系(xi)統電(dian)氣壹(yi)次主(zhu)接線圖，顯示配(pei)電(dian)系(xi)統設(she)備狀(zhuang)態(tai)及(ji)相應實時運行參數，畫面定時輪巡切(qie)換；畫面實時動態(tai)刷新；模(mo)擬量(liang)顯(xian)示(shi)；開(kai)關量(liang)顯(xian)示(shi)；連(lian)續(xu)記錄(lu)顯示(shi)等(deng)。

2.3  歷(li)史事件(jian)

歷(li)史事件(jian)查(zha)看(kan)界(jie)面主(zhu)要為(wei)用(yong)戶(hu)查(zha)看(kan)曾經(jing)發(fa)生(sheng)過的(de)故障記錄(lu)、信號(hao)記錄(lu)、操作記錄(lu)、越限記錄(lu)提(ti)供(gong)方便(bian)友好的人(ren)機(ji)交互(hu)，通(tong)過歷史事件(jian)查(zha)看(kan)平臺(tai)，您(nin)可以根(gen)據(ju)自己的(de)要求和查(zha)詢(xun)條(tiao)件(jian)方便(bian)定(ding)位您(nin)所要查(zha)看(kan)的歷(li)史(shi)事(shi)件(jian)，為(wei)您(nin)把握整個(ge)系(xi)統的(de)運行情(qing)況(kuang)提(ti)供(gong)了(le)良(liang)好的(de)軟件(jian)支持(chi)。

2.4  數據庫(ku)建(jian)立與查(zha)詢(xun)

主(zhu)要完(wan)成(cheng)遙測量(liang)和(he)遙信量(liang)定(ding)時(shi)采(cai)集，並(bing)且建(jian)立數據庫(ku)，定(ding)期(qi)生(sheng)成(cheng)報(bao)表，以供(gong)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)打印(yin)。

2.5  用(yong)戶(hu)權限管理(li)

針對(dui)不同(tong)級別的(de)用(yong)戶(hu)，設(she)置不同(tong)的權限組(zu)，防(fang)止因(yin)人(ren)為(wei)誤操作給生(sheng)產，生(sheng)活帶(dai)來(lai)的(de)損(sun)失，實現(xian)配(pei)電(dian)系(xi)統的(de)安(an)全，可靠(kao)運行。可以通過用(yong)戶(hu)管理(li)進行用(yong)戶(hu)登錄(lu)、用(yong)戶(hu)註銷、修(xiu)改(gai)密碼(ma)、添加刪(shan)除等操作，方便(bian)用(yong)戶(hu)對(dui)賬(zhang)號(hao)和權(quan)限的修(xiu)改(gai)。

2.6  遠(yuan)程(cheng)報(bao)表查(zha)詢(xun)

報(bao)表管(guan)理(li)程(cheng)序(xu)的(de)主(zhu)要功能是根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)的需(xu)要設(she)計報(bao)表樣式(shi)，把系(xi)統中(zhong)處(chu)理(li)的數據經(jing)過(guo)篩(shai)選、組(zu)合(he)和統計生(sheng)成(cheng)用(yong)戶(hu)需(xu)要的報(bao)表數據。本程(cheng)序(xu)還可以根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)的(de)需(xu)要對(dui)報(bao)表文件(jian)采(cai)用(yong)定(ding)時保(bao)存、打(da)印(yin)。同(tong)時本程(cheng)序(xu)還向用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)了(le)對(dui)生(sheng)成(cheng)的(de)報(bao)表文件(jian)管(guan)理(li)功能。

報(bao)表具(ju)有自由(you)設(she)置查(zha)詢(xun)時間(jian)實現(xian)日(ri)、月(yue)、年的電(dian)能(neng)統(tong)計(ji)，數據導(dao)出(chu)和(he)報(bao)表打(da)印(yin)等功能。

3  案例(li)分(fen)析(xi)

海(hai)虞(yu)北(bei)路46號(hao)地塊電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統包(bao)含變(bian)電(dian)所電(dian)表，對(dui)變(bian)電(dian)所的高(gao)低(di)壓配(pei)電(dian)回路進行遠程(cheng)實時監(jian)控(kong)和電(dian)能(neng)管(guan)理(li)。

變(bian)電(dian)所采用(yong)的(de)綜(zong)保(bao)和多功能儀表，其(qi)是(shi)針對(dui)電(dian)力(li)系(xi)統、工礦企業、公共(gong)設(she)施(shi)、智(zhi)能大(da)廈的電(dian)力(li)監(jian)控(kong)需(xu)求而設(she)計的網絡(luo)電(dian)力(li)儀表，它能(neng)測(ce)量(liang)常(chang)規(gui)電(dian)力(li)參數，如(ru)：三相電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、有功功率、無功功率、功率因數、頻(pin)率、有功電(dian)度(du)、無(wu)功電(dian)度(du)等(deng)多種電(dian)參量(liang)。該(gai)系(xi)列網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀表主(zhu)要應用(yong)於(yu)變電(dian)站(zhan)自動化、配(pei)電(dian)網(wang)自動化、小(xiao)區電(dian)力(li)監(jian)控(kong)、工業自動化、能(neng)源管理(li)系(xi)統及(ji)智(zhi)能建(jian)築(zhu)等領域(yu)。

高(gao)壓(ya)配(pei)電(dian)壹(yi)次圖見(jian)圖(tu)（2），遙測功能主(zhu)要監(jian)測(ce)運行設(she)備的電(dian)參量(liang)，其(qi)中(zhong)包(bao)括：三相電(dian)壓(ya)，電(dian)流(liu)，功率，功率因數和(he)電(dian)量(liang)等(deng)電(dian)參量(liang)；遙信功能實現(xian)顯(xian)示(shi)現(xian)場(chang)設(she)備的運行狀(zhuang)態(tai)，主(zhu)要包(bao)括：開(kai)關的(de)分(fen)、合(he)閘(zha)運行狀(zhuang)態(tai)和通訊故障報(bao)警。  

圖(tu)（2）高(gao)壓(ya)配(pei)電(dian)壹(yi)次圖

遙信和遙測報(bao)警功能，主(zhu)要完(wan)成(cheng)對(dui)低(di)壓(ya)各(ge)出(chu)線回路的(de)開(kai)關運行狀(zhuang)態(tai)監(jian)控(kong)，對(dui)開(kai)關變(bian)位彈出報(bao)警界(jie)面，指(zhi)示(shi)具(ju)體的(de)報(bao)警位置(zhi)並(bing)聲音報(bao)警，提(ti)醒(xing)值班(ban)人(ren)員(yuan)及(ji)時(shi)處(chu)理(li)。具(ju)備歷(li)史查(zha)詢(xun)功能。

曲(qu)線分(fen)析(xi)功能見(jian)圖(tu)（3）：可以曲(qu)線形式(shi)展(zhan)示(shi)實時數據庫(ku)和(he)歷(li)史(shi)數據庫(ku)中(zhong)的(de)模(mo)擬量(liang)，以便(bian)分(fen)析(xi)其(qi)當(dang)前運行狀(zhuang)態(tai)及(ji)有關歷(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)

圖(tu)（3） 負(fu)荷(he)曲(qu)線

電(dian)參量(liang)報(bao)表功能，主(zhu)要對(dui)高(gao)壓(ya)各回路的(de)電(dian)參數進行(xing)查(zha)詢(xun)。支持(chi)任意(yi)時刻(ke)電(dian)參數查(zha)詢(xun)，具(ju)備數據導(dao)出(chu)和(he)報(bao)表打(da)印(yin)等功能。該(gai)報(bao)表查(zha)詢(xun)高(gao)壓各(ge)回路的(de)電(dian)參數，主(zhu)要包(bao)括：三相線電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、功率因數、有功功率和有功電(dian)度(du)。該(gai)報(bao)表各(ge)回路名(ming)稱和(he)數據庫(ku)關聯(lian)，方便(bian)用(yong)戶(hu)修(xiu)改(gai)回路名(ming)稱。見(jian)圖(tu)（4）。

圖(tu)（4） 電(dian)參量(liang)報(bao)表

電(dian)能(neng)報(bao)表功能，可選擇時(shi)間(jian)段進行查(zha)詢(xun)，支持(chi)任意(yi)時間(jian)段電(dian)度(du)累(lei)計查(zha)詢(xun)，具(ju)備數據導(dao)出(chu)和(he)報(bao)表打(da)印(yin)等功能。為(wei)值班(ban)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)了(le)精確可靠(kao)的(de)電(dian)能(neng)報(bao)表。該(gai)報(bao)表各(ge)回路名(ming)稱和(he)數據庫(ku)關聯(lian)，方便(bian)用(yong)戶(hu)修(xiu)改(gai)回路名(ming)稱。用(yong)戶(hu)可以直接打印報(bao)表，可以以EXCEL格式(shi)另(ling)存到(dao)其(qi)他位置(zhi)。 見(jian)圖(tu)（5）。

圖(tu)（5） 電(dian)能(neng)報(bao)表

系(xi)統通(tong)訊結(jie)構示(shi)意(yi)圖，主(zhu)要顯(xian)示系(xi)統的(de)組(zu)網(wang)結構，系(xi)統采(cai)用(yong)分(fen)層分(fen)布式(shi)結(jie)構(gou)，同(tong)時監(jian)測(ce)間(jian)隔(ge)層設(she)備的通信狀(zhuang)態(tai)。紅(hong)色(se)表示(shi)通(tong)訊正(zheng)常，綠色表示(shi)通(tong)訊故障。見(jian)圖(tu)（6）。

圖(tu)（6）系(xi)統通(tong)訊結(jie)構示(shi)意(yi)圖

4  結束(shu)語(yu)

隨(sui)著社會的(de)發(fa)展(zhan)及(ji)電(dian)力(li)的廣(guang)泛(fan)應用(yong)，電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統已(yi)成(cheng)為(wei)全國(guo)各地(di)重點工程(cheng)項(xiang)目、標誌性(xing)建(jian)築(zhu)/大(da)型(xing)公共(gong)設(she)施(shi)等(deng)大(da)面(mian)積多變電(dian)所用(yong)戶(hu)的必然選擇，本(ben)文介紹的Acrel-3000電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統在海(hai)虞(yu)北(bei)路46號(hao)地塊項目的(de)應用(yong)，可以實現(xian)對(dui)變(bian)電(dian)所高(gao)壓(ya)配(pei)電(dian)回路用(yong)電(dian)的(de)實時監(jian)控(kong)與電(dian)力(li)監(jian)控(kong)，不僅能(neng)顯(xian)示(shi)回路用(yong)電(dian)狀(zhuang)況(kuang)，還具(ju)有網(wang)絡(luo)通訊功能，可以與通(tong)訊管(guan)理(li)機、計(ji)算機等(deng)組(zu)成(cheng)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統。系(xi)統實現(xian)對(dui)采(cai)集(ji)數據的分(fen)析(xi)、處(chu)理(li)，實時顯(xian)示變(bian)電(dian)所內(nei)各配(pei)電(dian)回路的(de)運行狀(zhuang)態(tai)，對(dui)分(fen)合(he)閘(zha)彈出報(bao)警對(dui)話框(kuang)，並(bing)生(sheng)成(cheng)各(ge)種(zhong)電(dian)能(neng)報(bao)表、分(fen)析(xi)曲(qu)線、圖形等，便(bian)於(yu)電(dian)能(neng)的(de)遠(yuan)程(cheng)抄表以及(ji)分(fen)析(xi)、研究。該系(xi)統運行安(an)全、可靠(kao)、穩(wen)定，為(wei)變(bian)電(dian)所用(yong)戶(hu)解(jie)決用(yong)電(dian)問(wen)題(ti)提(ti)供(gong)了(le)真實可靠(kao)的(de)依據(ju)，取(qu)得了較好(hao)的社(she)會效(xiao)益(yi)。［2］

參考(kao)文獻：

[1].任(ren)致程(cheng) 周(zhou)中(zhong). 電(dian)力(li)電(dian)測(ce)數字儀表原(yuan)理(li)與應用(yong)指(zhi)南[M]. 北(bei)京. 中(zhong)國(guo)電(dian)力(li)出版社(she). 2007. 4

[2].周(zhou)中等編著(zhu). 智(zhi)能電(dian)網(wang)用(yong)戶(hu)端電(dian)力(li)監(jian)控(kong)與電(dian)能(neng)管(guan)理(li)系(xi)統產(chan)品(pin)選型(xing)及(ji)解(jie)決方案(an)[M]. 北(bei)京. 機(ji)械工業出(chu)版社(she). 2011.10