蘇(su)州錦(jin)藝(yi)新(xin)材(cai)料有(you)限(xian)公(gong)司(si)電力監控系(xi)統(tong)的設(she)計(ji)和應用(yong)

楊雲

安科瑞電氣(qi)股(gu)份有(you)限(xian)公(gong)司(si)，上海 嘉定(ding) 202202；

摘(zhai)要(yao)：介紹(shao)蘇州(zhou)錦(jin)藝(yi)新(xin)材(cai)料有(you)限(xian)公(gong)司(si)電力監控系(xi)統(tong)，采用(yong)智能電力儀(yi)表(biao)采集(ji)配(pei)電現(xian)場的各(ge)種電參量(liang)和開(kai)關(guan)信(xin)號(hao)。系統(tong)采用(yong)現(xian)場就(jiu)地(di)組網的方(fang)式，組(zu)網(wang)後通過現(xian)場總(zong)線通訊並遠(yuan)傳至(zhi)後臺，通過Acrel-2000型(xing)電力監控系(xi)統(tong)實現(xian)配(pei)電回(hui)路用(yong)電的實時(shi)監控和管理(li)。

關(guan)鍵(jian)詞(ci)：智能電力儀(yi)表(biao);Acrel-2000型(xing)；電力監控系(xi)統(tong)

       本(ben)項目為(wei)蘇(su)州(zhou)錦(jin)藝(yi)新(xin)材(cai)料有(you)限(xian)公(gong)司(si)電力監控系(xi)統(tong)。根(gen)據(ju)配(pei)電系統(tong)管理(li)的要(yao)求(qiu)，需要(yao)對(dui)蘇(su)州錦(jin)藝(yi)新(xin)材(cai)料有(you)限(xian)公(gong)司(si)變(bian)電所(suo)的進(jin)出線回(hui)路進(jin)行電力監控和管理(li)，以(yi)保證用(yong)電的安全、可(ke)靠和高(gao)效。

Acrel-2000型(xing)電力監控系(xi)統(tong)充(chong)分(fen)利用(yong)了(le)現(xian)代電子(zi)技(ji)術、計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術、網(wang)絡(luo)技(ji)術和現(xian)場總(zong)線技(ji)術的最(zui)新(xin)發(fa)展，對(dui)變(bian)配(pei)電系統(tong)進(jin)行分(fen)散(san)數(shu)據采集(ji)和集(ji)中(zhong)監(jian)控管理(li)。對(dui)配(pei)電系統(tong)的二(er)次設備(bei)進(jin)行組網，通過計(ji)算(suan)機(ji)和通訊網絡(luo)，將分(fen)散(san)的配(pei)電所(suo)的現(xian)場設(she)備(bei)連接(jie)為壹個(ge)有(you)機(ji)的整體(ti)，實現(xian)電網運(yun)行(xing)的遠(yuan)程監控和集(ji)中(zhong)管理(li)。

       本(ben)監控系(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)實現(xian)蘇州(zhou)錦(jin)藝(yi)新(xin)材(cai)料有(you)限(xian)公(gong)司(si)變(bian)電所(suo)的配(pei)電系統(tong)進(jin)行用(yong)電監控與管理(li)；監(jian)控範(fan)圍(wei)為(wei)高(gao)低(di)壓(ya)進(jin)出線櫃進(jin)行遠(yuan)程實時(shi)監控和管理(li)。該(gai)系(xi)統(tong)總(zong)計(ji)有(you)33臺PZ80L系列儀(yi)表(biao),29個(ge)DTSD1352系列儀(yi)表(biao)。儀(yi)表(biao)直接(jie)拉(la)至(zhi)通訊管理(li)機(ji)，至(zhi)後臺主(zhu)機，實現(xian)儀(yi)表(biao)與監(jian)控主(zhu)機的數(shu)據連通。

本(ben)監控系(xi)統(tong)采用(yong)分(fen)層(ceng)分(fen)布(bu)式結(jie)構，即(ji)站控層(ceng)，通訊層(ceng)與間(jian)隔層(ceng)；

圖（1）網絡(luo)拓(tuo)撲(pu)圖

       間(jian)隔設(she)備(bei)層(ceng)主(zhu)要(yao)為(wei)：多功能網(wang)絡(luo)電力儀(yi)表(biao)。這(zhe)些裝置分(fen)別(bie)對(dui)應相應的壹(yi)次設備(bei)安裝在電氣(qi)櫃內，這(zhe)些裝置均(jun)采用(yong)RS485通訊接口(kou)，通過現(xian)場MODBUS總(zong)線組網通訊，實現(xian)數(shu)據現(xian)場采集(ji)。

       網絡(luo)通訊層(ceng)主(zhu)要(yao)為(wei)：通訊管理(li)機(ji)，其(qi)主(zhu)要(yao)功能為(wei)把分(fen)散(san)在現(xian)場采集(ji)裝置集(ji)中(zhong)采集(ji)，同時(shi)遠(yuan)傳至(zhi)站控層(ceng)，完成現(xian)場層(ceng)和站控層(ceng)之間(jian)的數(shu)據交互(hu)。

       站控管理(li)層(ceng)：設有(you)高(gao)性能主(zhu)機、打印(yin)機(ji)等設備(bei)。監控系(xi)統(tong)安裝在主(zhu)機上，集中(zhong)采集(ji)顯(xian)示現(xian)場設(she)備(bei)運行(xing)狀況(kuang)，以(yi)人機(ji)交互(hu)的形(xing)式(shi)顯(xian)示給用(yong)戶。

       以(yi)上網絡(luo)儀(yi)表(biao)均(jun)采用(yong)RS485接(jie)口(kou)和MODBUS-RTU通訊協議(yi)，RS485采用(yong)屏(ping)蔽線傳輸，壹般都采用(yong)二(er)根連線，接線簡(jian)單(dan)方(fang)便；通訊接口(kou)是(shi)半雙(shuang)工(gong)通信即(ji)通信的雙(shuang)方(fang)都可(ke)以(yi)接收(shou)、發送(song)數(shu)據但是(shi)在同壹時(shi)刻只(zhi)能發(fa)送(song)或(huo)接收(shou)數(shu)據，數(shu)據傳輸速(su)率為10Mbps。RS485接(jie)口(kou)是(shi)采用(yong)平(ping)衡(heng)驅動(dong)器(qi)和差(cha)分(fen)接(jie)收器(qi)的組(zu)合(he)，抗噪(zao)聲力增強，總(zong)線上允許連接多達30個(ge)設備(bei)，傳輸距離(li)為1km。

2.1  數(shu)據采集(ji)與處(chu)理(li)

       數(shu)據采集(ji)是(shi)配(pei)電監控的基(ji)礎(chu)，數(shu)據采集(ji)主(zhu)要(yao)由底層(ceng)多功能網(wang)絡(luo)儀(yi)表(biao)采集(ji)完成，實現(xian)遠(yuan)程數(shu)據的本(ben)地(di)實時(shi)顯(xian)示。需要(yao)完(wan)成采集(ji)的信(xin)號(hao)包括：三相電壓(ya)U、三相電流(liu)I、功率P、功率因(yin)數(shu)COSφ、電度Epi、遠(yuan)程設備(bei)運行(xing)狀態等數(shu)據。

       數(shu)據處理(li)主(zhu)要(yao)是(shi)把(ba)按(an)要(yao)求(qiu)采集(ji)到(dao)的電參量(liang)實時(shi)準確的顯(xian)示給用(yong)戶，達到(dao)配(pei)電監控的自(zi)動(dong)化化(hua)和智能化(hua)要(yao)求(qiu)，同時(shi)把采集(ji)到(dao)的數(shu)據存入(ru)數(shu)據庫供用(yong)戶查(zha)詢。

2.2  人機交互(hu)

       系(xi)統(tong)提(ti)供簡(jian)單(dan)、易用(yong)、良(liang)好的用(yong)戶使(shi)用(yong)界(jie)面。采用(yong)全(quan)中(zhong)文(wen)界(jie)面，顯(xian)示低(di)壓(ya)配(pei)電系統(tong)電氣(qi)壹(yi)次主(zhu)接線圖，顯(xian)示配(pei)電系統(tong)設(she)備(bei)狀態(tai)及相應實時(shi)運行參數(shu)，畫面定(ding)時(shi)輪巡(xun)切(qie)換(huan)；畫面實時(shi)動(dong)態刷新(xin)；模擬(ni)量(liang)顯(xian)示；開(kai)關量(liang)顯(xian)示；連(lian)續記(ji)錄顯(xian)示等(deng)。

2.3  歷史(shi)事件

       歷史(shi)事(shi)件查(zha)看(kan)界(jie)面主(zhu)要(yao)為(wei)用(yong)戶查(zha)看(kan)曾(zeng)經(jing)發(fa)生過的故障(zhang)記(ji)錄(lu)、信號(hao)記錄(lu)、操(cao)作(zuo)記(ji)錄、越(yue)限(xian)記錄(lu)提(ti)供方(fang)便友(you)好(hao)的人(ren)機(ji)交互(hu)，通過歷史事(shi)件(jian)查(zha)看(kan)平(ping)臺，您可(ke)以(yi)根據(ju)自己的要(yao)求(qiu)和查(zha)詢條件方(fang)便定(ding)位您(nin)所(suo)要(yao)查(zha)看(kan)的歷(li)史(shi)事件(jian)，為您把握整個(ge)系統(tong)的運(yun)行(xing)情況(kuang)提(ti)供了(le)良(liang)好(hao)的軟件支(zhi)持(chi)。

2.4  數(shu)據庫建(jian)立與查(zha)詢

       主(zhu)要(yao)完(wan)成遙測量(liang)和遙信(xin)量(liang)定(ding)時(shi)采集(ji)，並且建(jian)立數(shu)據庫，定(ding)期(qi)生(sheng)成報(bao)表，以(yi)供用(yong)戶查(zha)詢打印(yin)。

2.5  用(yong)戶權限(xian)管理(li)

       針(zhen)對(dui)不(bu)同級別(bie)的用(yong)戶，設置(zhi)不同的權(quan)限(xian)組，防止(zhi)因(yin)人(ren)為誤(wu)操(cao)作(zuo)給生(sheng)產(chan)，生活帶(dai)來(lai)的損失，實現(xian)配(pei)電系統(tong)的安全，可(ke)靠運(yun)行(xing)。可(ke)以(yi)通過用(yong)戶管理(li)進(jin)行用(yong)戶登錄(lu)、用(yong)戶註銷(xiao)、修(xiu)改密(mi)碼(ma)、添加(jia)刪(shan)除(chu)等操(cao)作(zuo)，方(fang)便用(yong)戶對(dui)賬(zhang)號和權(quan)限(xian)的修(xiu)改(gai)。

2.6  報(bao)表查(zha)詢

       報(bao)表管理(li)程序的主(zhu)要(yao)功能是(shi)根(gen)據用(yong)戶的需要(yao)設(she)計(ji)報(bao)表樣式，把系統(tong)中(zhong)處(chu)理(li)的數(shu)據經過(guo)篩(shai)選(xuan)、組(zu)合(he)和統(tong)計(ji)生成用(yong)戶需要(yao)的報(bao)表數(shu)據。本(ben)程序還(hai)可(ke)以(yi)根據(ju)用(yong)戶的需要(yao)對(dui)報(bao)表文件采用(yong)定(ding)時(shi)保存、打印(yin)。同時(shi)本(ben)程序還(hai)向(xiang)用(yong)戶提(ti)供了(le)對(dui)生(sheng)成的報(bao)表文件管理(li)功能。

       報(bao)表具有(you)自(zi)由設(she)置(zhi)查(zha)詢時(shi)間(jian)實現(xian)日、月(yue)、年(nian)的電能統(tong)計(ji)，數(shu)據導出和報(bao)表打印(yin)等(deng)功能。

       蘇(su)州錦(jin)藝(yi)新(xin)材(cai)料有(you)限(xian)公(gong)司(si)電力監控系(xi)統(tong)包含(han)變(bian)電所(suo)電表，對(dui)變(bian)電所(suo)的高(gao)低(di)壓(ya)配(pei)電回(hui)路進(jin)行遠(yuan)程實時(shi)監控和管理(li)。

       變(bian)電所(suo)采用(yong)的多功能儀(yi)表(biao)，其(qi)是(shi)針(zhen)對(dui)電力系統(tong)、工(gong)礦(kuang)企業、公(gong)共(gong)設施、智能大(da)廈的電力監控需求(qiu)而(er)設計(ji)的網(wang)絡(luo)電力儀(yi)表(biao)，它(ta)能測量(liang)常規(gui)電力參數(shu)，如：三相電壓(ya)、電流(liu)、有(you)功功率、無功功率、功率因(yin)數(shu)、有(you)功電度、無功電度等多種電參量(liang)。該系(xi)列網絡(luo)電力儀(yi)表(biao)主(zhu)要(yao)應用(yong)於(yu)變(bian)電站自動(dong)化、配(pei)電網自(zi)動(dong)化、小(xiao)區(qu)電力監控、工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化及智能建(jian)築(zhu)等領域(yu)。

       低(di)壓(ya)配(pei)電壹次圖見圖（2），遙測功能主(zhu)要(yao)監(jian)測運行(xing)設(she)備(bei)的電參量(liang)，其(qi)中(zhong)包括：三相電壓(ya)，電流(liu)，功率，功率因(yin)數(shu)和電量(liang)等電參量(liang)；遙信(xin)功能實現(xian)顯(xian)示現(xian)場設(she)備(bei)的運(yun)行(xing)狀態(tai)，主(zhu)要(yao)包括：開關(guan)的分(fen)、合(he)閘運行狀(zhuang)態(tai)和通訊故障(zhang)報(bao)警。  

圖（2）低(di)壓(ya)配(pei)電壹次圖

       遙信(xin)和遙測報(bao)警功能，主(zhu)要(yao)完(wan)成對(dui)低(di)壓(ya)各(ge)出線回(hui)路的開(kai)關(guan)運行(xing)狀態監控，對(dui)開(kai)關變(bian)位彈出報(bao)警界(jie)面，指(zhi)示(shi)具(ju)體(ti)的報(bao)警位置(zhi)並聲音(yin)報(bao)警，提(ti)醒值班人(ren)員及時(shi)處理。具備(bei)歷史(shi)查(zha)詢功能。

曲線分(fen)析(xi)功能見圖（3）：可以(yi)曲線形(xing)式(shi)展示實時(shi)數(shu)據庫和歷(li)史(shi)數(shu)據庫中(zhong)的模擬(ni)量(liang)，以(yi)便分(fen)析(xi)其(qi)當(dang)前(qian)運行(xing)狀(zhuang)態及有(you)關(guan)歷(li)史(shi)趨勢(shi)

圖（3） 負荷(he)曲線

       電參量(liang)報(bao)表功能，主(zhu)要(yao)對(dui)高(gao)壓(ya)各(ge)回(hui)路的電參數(shu)進(jin)行查(zha)詢。支(zhi)持(chi)任意(yi)時(shi)刻電參數(shu)查(zha)詢，具備(bei)數(shu)據導出和報(bao)表打印(yin)等(deng)功能。該(gai)報(bao)表查(zha)詢高(gao)壓(ya)各(ge)回(hui)路的電參數(shu)，主(zhu)要(yao)包括：三相線電壓(ya)、電流(liu)、功率因(yin)數(shu)、有(you)功功率和有(you)功電度。該報(bao)表各(ge)回(hui)路名(ming)稱和數(shu)據庫關(guan)聯，方(fang)便用(yong)戶修改(gai)回(hui)路名(ming)稱。見圖（4）。

圖（4） 電參量(liang)報(bao)表

       電能報(bao)表功能，可(ke)選(xuan)擇(ze)時(shi)間(jian)段(duan)進(jin)行查(zha)詢，支(zhi)持(chi)任意(yi)時(shi)間(jian)段(duan)電度累計(ji)查(zha)詢，具備(bei)數(shu)據導出和報(bao)表打印(yin)等(deng)功能。為(wei)值班人(ren)員提(ti)供了(le)精(jing)確可靠(kao)的電能報(bao)表。該報(bao)表各(ge)回(hui)路名(ming)稱和數(shu)據庫關(guan)聯，方(fang)便用(yong)戶修改(gai)回(hui)路名(ming)稱。用(yong)戶可以(yi)直接(jie)打印(yin)報(bao)表，可以(yi)以(yi)EXCEL格(ge)式另(ling)存到(dao)其(qi)他(ta)位置(zhi)。 見圖（5）。

圖（5） 電能報(bao)表

       系統(tong)通訊結(jie)構示(shi)意(yi)圖，主(zhu)要(yao)顯(xian)示系(xi)統(tong)的組(zu)網(wang)結(jie)構，系(xi)統(tong)采用(yong)分(fen)層(ceng)分(fen)布(bu)式結(jie)構，同時(shi)監測間(jian)隔層(ceng)設備(bei)的通信狀態。紅(hong)色(se)表示通訊正常，綠色(se)表示(shi)通訊故障(zhang)。見圖（6）。

圖（6）系統(tong)通訊結(jie)構示(shi)意(yi)圖

       隨(sui)著(zhe)社會(hui)的發(fa)展(zhan)及電力的廣(guang)泛(fan)應用(yong)，電力監控系(xi)統(tong)已(yi)成為(wei)全(quan)國各(ge)地(di)重(zhong)點工(gong)程項目、標(biao)誌(zhi)性(xing)建(jian)築(zhu)/大(da)型(xing)公(gong)共(gong)設施等大(da)面積(ji)多變(bian)電所(suo)用(yong)戶的必(bi)然(ran)選(xuan)擇(ze)，本(ben)文介紹(shao)的Acrel-2000電力監控系(xi)統(tong)在蘇州(zhou)錦(jin)藝(yi)新(xin)材(cai)料有(you)限(xian)公(gong)司(si)變(bian)電所(suo)項目的應用(yong)，可(ke)以(yi)實現(xian)對(dui)變(bian)電所(suo)高(gao)壓(ya)配(pei)電回(hui)路用(yong)電的實時(shi)監控與管理(li)，不(bu)僅(jin)能顯(xian)示回(hui)路用(yong)電狀況(kuang)，還(hai)具有(you)網(wang)絡(luo)通訊功能，可(ke)以(yi)與通訊管理(li)機(ji)、計(ji)算(suan)機(ji)等組(zu)成電力監控系(xi)統(tong)。系(xi)統(tong)實現(xian)對(dui)采集(ji)數(shu)據的分(fen)析(xi)、處(chu)理，實時(shi)顯(xian)示變(bian)電所(suo)內各(ge)配(pei)電回(hui)路的運(yun)行(xing)狀態(tai)，對(dui)分(fen)合(he)閘彈出報(bao)警對(dui)話框(kuang)，並生成各(ge)種報(bao)表、分(fen)析(xi)曲線、圖形(xing)等(deng)，便於(yu)電能的遠(yuan)程抄(chao)表以(yi)及分(fen)析(xi)、研究。該系統(tong)運(yun)行(xing)安全、可(ke)靠、穩(wen)定(ding)，為(wei)變(bian)電所(suo)用(yong)戶解(jie)決用(yong)電問(wen)題(ti)提(ti)供了(le)真(zhen)實可(ke)靠的依(yi)據(ju)，取得(de)了較好(hao)的社(she)會(hui)效益。［2］

[1].任致(zhi)程 周中(zhong). 電力電測數(shu)字(zi)儀(yi)表(biao)原(yuan)理與應用(yong)指(zhi)南(nan)[M]. 北(bei)京(jing). 中(zhong)國(guo)電力出版(ban)社. 2007. 4

[2].周(zhou)中(zhong)等(deng)編(bian)著(zhu). 智能電網用(yong)戶端電力監控與電能管理(li)系(xi)統(tong)產(chan)品選(xuan)型(xing)及解(jie)決方(fang)案[M]. 北(bei)京(jing). 機械(xie)工(gong)業出版(ban)社. 2011.10