安(ān)科(kē)瑞 陳(chén)聰(cōng)

摘(zhāi)要：針對目前各(gè)企業在(zài)建(jiàn)設(shè)配電係(xì)統過程中，使(shǐ)用(yòng)不同廠家(jiā)，多種型號(hào)的(dí)電(diàn)力儀器與設(shè)備(bèi)，導致通(tōng)信協議(yì)不統一(yī)，升(shēng)級改(gǎi)造和(hé)運營維護困(kùn)難等(děng)問題。設(shè)計一(yī)種(zhǒng)支持多協(xié)議的電力(lì)監控係(xì)統，可接入不同(tóng)廠(chǎng)家的電力(lì)儀(yí)表(biǎo)和設(shè)備，具有(yǒu)數據(jù)監(jiān)測，異常報警，數(shù)據(jù)分(fēn)析(xī)處(chǔ)理，報(bào)表(biǎo)展(zhǎn)示等功能(néng)。該(gāi)係統方(fāng)便(biàn)相關人(rén)員(yuán)操(cāo)作與管(guǎn)理(lǐ)，實現配電(diàn)係統的智能化監(jiān)控。該係統已在外高(gāo)橋某(mǒu)港(gǎng)區中成(chéng)功應用，節(jié)省了(liǎo)大量的(dí)人力物力，並保(bǎo)證(zhèng)了傳輸(shū)係統的(dí)可靠性。

關鍵(jiàn)詞：多協議(yì)轉(zhuǎn)換；電力(lì)監控(kòng)係統；數據采(cǎi)集

0引言

      電力(lì)係(xì)統是關係到國(guó)家，民生的(dí)重(zhòng)要(yào)因(yīn)素(sù)，由(yóu)於電力係統的重(zhòng)要性決定(dìng)了(liǎo)電(diàn)力(lì)係(xì)統要盡可(kě)能地保(bǎo)證穩(wěn)定和安全運(yùn)行(háng)，在遇到係統事故的(dí)時(shí)候要盡(jìn)可能準(zhǔn)確，迅(xùn)速(sù)地解決問題(tí)，因(yīn)此電力係統(tǒng)通信協議(yì)標準進行(háng)統一是未來電(diàn)力係統發展(zhǎn)的大(dà)趨(qū)勢，在(zài)電力(lì)資(zī)源監(jiān)控方麵，電(diàn)力監(jiān)控係統(tǒng)可(kě)靠(kào)，準(zhǔn)確(què)，高(gāo)效地(dì)運行是達到(dào)這一(yī)目標的(dí)基(jī)礎和(hé)關鍵[1]。但是，現(xiàn)在在(zài)我國絕大(dà)多數的企(qǐ)業(yè)在(zài)建設(shè)電力監(jiān)控(kòng)係統時，所(suǒ)用(yòng)的已有電(diàn)力(lì)儀(yí)器(qì)與設備的生(shēng)產廠家(jiā)與(yǔ)型(xíng)號各(gè)不相同，導致(zhì)數(shù)據(jù)的傳(chuán)輸(shū)方式(shì)，采集(jí)頻(pín)率，通信協議，類型(xíng)格式(shì)等各不相(xiāng)同(tóng)，給電(diàn)力係統(tǒng)的(dí)建(jiàn)設(shè)帶來(lái)很大的困難。如果簡單(dān)地更(gēng)換統(tǒng)一基(jī)礎(chǔ)電力(lì)設(shè)備[2]，成本將(jiāng)會十(shí)分高(gāo)昂，且很(hěn)難覆蓋(gài)所有(yǒu)需要(yào)監(jiān)測的電(diàn)力設備(bèi)，也會對我(wǒ)國(guó)許多電力(lì)企業正(zhèng)常的(dí)生(shēng)產經(jīng)營造成很大(dà)的(dí)影響。

為解(jiě)決以上問題(tí)，本(běn)文通(tōng)過(guò)運用多協議轉換和數據融合處理等(děng)技(jì)術，設(shè)計(jì)一(yī)種支(zhī)持多(duō)協(xié)議(yì)的(dí)電(diàn)力監控(kòng)係(xì)統，實(shí)現(xiàn)數(shù)據監(jiān)測，異常(cháng)報(bào)警，數(shù)據分析處(chǔ)理，報表展示(shì)等(děng)功(gōng)能，並(bìng)在(zài)外(wài)高(gāo)橋某港(gǎng)區中(zhōng)成功進行(háng)了應用。應用實施(shī)過(guò)程中，涉(shè)及(jí)到智能(néng)電表(biǎo)，保護裝置(zhì)，溫(wēn)控器，直流(liú)屏等(děng)儀(yí)器設(shè)備，包(bāo)含了施耐(nài)德，ABB，威(wēi)勝等多(duō)個品牌，近(jìn)10種不同(tóng)型號，係統運行一年多功(gōng)能(néng)穩定(dìng)，運行良(liáng)好。

1關(guān)鍵技(jì)術研(yán)究(jiū)

1.1數(shù)據(jù)融(róng)合(hé)處理(lǐ)

      隨著(zhuó)目前(qián)電(diàn)網的規模(mó)的不斷(duàn)擴(kuò)大，電(diàn)力數據也越來(lái)越(yuè)多，通(tōng)過傳統的(dí)數據采集處(chǔ)理(lǐ)不能(néng)非(fēi)常高效地解(jiě)決(jué)電力數(shù)據處理的問(wèn)題。另(lìng)外，現(xiàn)在的電(diàn)力(lì)設備都是采(cǎi)集自不(bù)同(tóng)的(dí)國家和(hé)不同(tóng)的(dí)廠商，型(xíng)號(hào)都(dū)是(shì)不(bù)相(xiāng)同(tóng)的，所以在采集數(shù)據(jù)和(hé)處理數據時(shí)，對(duì)數(shù)據需要行二次(cì)處理[3]，這(zhè)樣就會(huì)給(gěi)電力(lì)數據(jù)處(chǔ)理模塊(kuài)帶(dài)來(lái)困難。

      本文研究一(yī)種直接基於電力(lì)對象(變壓器(qì)，斷路器，母(mǔ)綫，負荷回(huí)路等)進(jìn)行電力數據融合(hé)處理的方(fāng)法，製定(dìng)出了(liǎo)一套(tào)電力一(yī)次對(duì)象數據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[4]。首先建立(lì)電力(lì)元數據(jù)模型，以(yǐ)電力設備為(wéi)基本(běn)單(dān)元，針(zhēn)對所采(cǎi)集(jí)的不同(tóng)信息源，從(cóng)元(yuán)模(mó)型庫(kù)中(zhōng)調用相應的元模(mó)型，進行統一變化(huà)，歸類與(yǔ)聚合，實(shí)現對電(diàn)力對(duì)象(xiàng)信息(xī)(實時和非實時(shí)數(shù)據)的加工(gōng)轉換[5]，成為一(yī)個電力(lì)對象(xiàng)綜合(hé)信(xìn)息(xī)節點。然(rán)後，根(gēn)據對(duì)象(xiàng)之(zhī)間的(dí)關(guān)係(xì)處理為(wéi)對象(xiàng)信息樹(shù)，並(bìng)進(jìn)行(háng)按需(xū)訪問(wèn)的控(kòng)製與(yǔ)管理不(bù)同的電(diàn)力數據。這(zhè)樣(yàng)對電力的處理(lǐ)進行(háng)統一地處(chǔ)理和讀取，後(hòu)期(qī)會(huì)大大(dà)提升(shēng)電力(lì)數據的處(chǔ)理效率。

1.2數(shù)據協(xié)議(yì)轉換(huàn)

       目前，由(yóu)於不(bù)同(tóng)廠(chǎng)商(shāng)設(shè)計出不(bù)同(tóng)類型的(dí)電(diàn)力設(shè)備(bèi)，它(tā)們(mén)之(zhī)間的通信協(xié)議(yì)都不相同(tóng)，電力(lì)數據(jù)的(dí)格(gé)式(shì)和(hé)電力(lì)數據(jù)的含義也都(dū)不同，並且(qiě)隨著電力數據(jù)規(guī)模的不(bù)斷擴展(zhǎn)，電力產(chǎn)品(pǐn)的不斷更(gēng)新替換(huàn)，這給電力(lì)公司的管(guǎn)理和(hé)維(wéi)護帶來很大(dà)的不便。所(suǒ)以電(diàn)力係(xì)統(tǒng)需(xū)要(yào)對(duì)電力數據協議(yì)轉換來解決(jué)這些不統一的(dí)設備問題。通(tōng)過對(duì)不同協(xié)議(yì)進行分類(lèi)，再(zài)根(gēn)據(jù)通信(xìn)包(bāo)中數(shù)據格式的(dí)重新(xīn)定義(yì)和解(jiě)析，將各(gè)種不(bù)同設備的協(xié)議數(shù)據轉換(huàn)成(chéng)規定(dìng)好的統一格(gé)式的(dí)協(xié)議進行傳輸(shū)，可以(yǐ)根據需要進(jìn)行擴展，兼容現(xiàn)有設備或(huò)加入(rù)更(gēng)新(xīn)設備。

2係統設計(jì)與實(shí)現

2.1係統架(jià)構(gòu)

      本(běn)係(xì)統總(zǒng)體架(jià)構(gòu)設(shè)計采(cǎi)用(yòng)站控層，通信(xìn)層(céng)和間隔(gé)層三層(céng)架構。在間隔層以485總綫方式采集(jí)各(gè)種智能儀表與設(shè)備(bèi)運(yùn)行中的(dí)實時(shí)數據，經(jīng)通(tōng)信層的串口服務器，交(jiāo)換機等設(shè)備(bèi)通(tōng)過(guò)以太網(wǎng)傳輸到站控層(céng)的(dí)服(fú)務器(qì)與監控終端[6]，係(xì)統總(zǒng)體架構設計圖如圖1所示。係統總體架(jià)構中站控(kòng)層(céng)主要負責(zé)服(fú)務器(qì)，監(jiān)控(kòng)終端和一些硬件(jiàn)設(shè)備例如打印機(jī)設(shè)備。通(tōng)信層主要是(shì)負責係統中的(dí)總(zǒng)體(tǐ)通(tōng)信服務(wù)，包(bāo)括交換機和一些串口服務器。間隔(gé)層(céng)主(zhǔ)要(yào)是(shì)負(fù)責係(xì)統(tǒng)中的(dí)智(zhì)能(néng)儀表與設備(bèi)的管(guǎn)理。

圖1電力監(jiān)控係統圖

2.2協(xié)議轉(zhuǎn)化與(yǔ)數據融合

      多種(zhǒng)采集設備與裝置協議(yì)解析轉換和(hé)異(yì)構數(shù)據的統一融合，是(shì)多(duō)協(xié)議電力(lì)係(xì)統(tǒng)平台數據采(cǎi)集(jí)處理的(dí)難點。本係(xì)統采用一(yī)種可擴展(zhǎn)的協議庫方式來解(jiě)決這一(yī)問題，為(wéi)每(měi)個不同(tóng)協(xié)議的設(shè)備，編(biān)寫(xiě)一套協議(yì)解(jiě)析方(fāng)法，以DLL文(wén)件(jiàn)的形(xíng)式(shì)存放在協議(yì)庫(kù)中，使(shǐ)用(yòng)時(shí)選擇調用對應設備(bèi)的協議解析DLL，可方便地(dì)進行(háng)添(tiān)加和(hé)維護。經過協議(yì)解(jiě)析(xī)後(hòu)的(dí)數(shù)據(jù)，根據(jù)建立的元數據模型(xíng)，加工(gōng)為結構(gòu)規範，含義(yì)明(míng)確的(dí)數(shù)據供(gōng)係統使用(yòng)。圖2為(wéi)協議(yì)數據(jù)轉(zhuǎn)換融(róng)合(hé)圖。

圖2協議數據(jù)轉(zhuǎn)換(huàn)融合(hé)圖

2.3係統功能(néng)

     多協議電力(lì)監(jiān)控(kòng)係(xì)統能(néng)夠對(duì)重要設(shè)備的運(yùn)行狀態以(yǐ)及(jí)用(yòng)能消耗過程進行(háng)集中(zhōng)監(jiān)視，管(guǎn)理(lǐ)和控製。係統(tǒng)總體(tǐ)框架(jià)包(bāo)括實時監(jiān)測(cè)，統(tǒng) 計(jì)分(fēn)析，異常(cháng)報(bào)警，係(xì)統管理(lǐ)，實(shí)時(shí)采集(jí)，設備(bèi)傳(chuán)感網(wǎng)和能(néng)源(yuán)信息(xī)七大(dà)部分，係(xì)統功能總體(tǐ)框架(jià)圖(tú)如(rú)圖3所示。

圖3係(xì)統(tǒng)功能框架圖(tú)

      多(duō)協議(yì)電力監(jiān)控係統中(zhōng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊主要就是(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)測電力設備(bèi)的電參量(電壓，電流，有(yǒu)功／無(wú)功功(gōng)率，功率因(yīn)素等)和運行開關量狀態等(děng)數(shù)據(jù)。以配電(diàn)一次接綫圖(tú)的形式直觀顯(xiǎn)示(shì)各回(huí)路的實時電參量(liáng)(電流／電壓(yā))；當日24小(xiǎo)時(shí)內(nèi)的(dí)電壓(yā)，電(diàn)流，有功／無功功率曲(qū)綫(xiàn)圖(tú)；各綫路合(hé)，分閘狀態(tài)，設備(bèi)開關(guān)運行狀(zhuàng)態的(dí)實時監測(cè)。另外(wài)，對(duì)實(shí)時監(jiān)測(cè)的數據都會(huì)及(jí)時地記錄(lù)和保(bǎo)存，供報(bào)表模(mó)塊(kuài)和(hé)今後(hòu)查(chá)詢(xún)數據(jù)使(shǐ)用。多(duō)協議電(diàn)力(lì)監控(kòng)係統(tǒng)中的(dí)報表統計模塊是(shì)對(duì)企(qǐ)業能(néng)源監測(cè)數據進(jìn)行(háng)數據匯總(zǒng)統(tǒng)計與(yǔ)數據(jù)對比分析(xī)，實現企(qǐ)業(yè)用電力監(jiān)測數據的匯總與(yǔ)統(tǒng)計(jì)，按(àn)需(xū)生(shēng)成統計報表，並提供報表打印和(hé)文件導(dǎo)出功能(néng)，文件包(bāo)括．xls，．xlsx和(hé)．txt等(děng)格(gé)式。另外，針對電(diàn)參量統計數(shù)據(jù)還需(xū)要(yào)進行(háng)分析(xī)：提供回路的單一(yī)電參(cān)數，多(duō)參(cān)數的查詢(xún)，統(tǒng)計和對比分(fēn)析(xī)(同(tóng)／環(huán)比(bǐ))。同(tóng)時(shí)對於(yú)異(yì)常數(shù)據事(shì)件還需要進行(háng)另(lìng)外的(dí)異(yì)常數據分(fēn)析，具有對異(yì)常(cháng)數據事件(jiàn)的需(xū)要(yào)及(jí)時地保存和備份，可以隨(suí)時(shí)進行(háng)異常(cháng)數據查詢，回顧和(hé)打(dǎ)印(yìn)異常(cháng)數(shù)據(jù)事(shì)件(jiàn)。異(yì)常(cháng)數據(jù)還需要對(duì)不(bù)同的(dí)時間段進(jìn)行匯(huì)總和(hé)分析，防止(zhǐ)有(yǒu)類(lèi)似的事(shì)件(jiàn)發生。

在多協(xié)議電力(lì)監控(kòng)係統中(zhōng)的(dí)實時監(jiān)測模塊異常報警(jǐng)模塊中，主要(yào)通(tōng)過分析(xī)係統的(dí)異常數據(jù)，如(rú)在係統範(fàn)圍內發生越限預(yù)警(jǐng)(電壓，電流越限等)，變(biàn)位預警，事(shì)故報警(jǐng)等需(xū)要(yào)引起運行(háng)生產人(rén)員，企業管理人員注意的情況時(shí)，係(xì)統(tǒng)能夠(gòu)通過語音(yīn)，窗(chuāng)口(kǒu)顯示，文(wén)字及數據變(biàn)色(sè)等(děng)多種方(fāng)式(shì)進行預／報警提(tí)示(shì)，並可(kě)根(gēn)據需(xū)要(yào)對異常事(shì)件進(jìn)行(háng)及(jí)時地(dì)數據記錄(lù)和(hé)數(shù)據(jù)打(dǎ)印(yìn)記錄，供(gōng)運行(háng)生產人員和(hé)企業(yè)管理(lǐ)人員及(jí)時(shí)地(dì)排除生產事故(gù)，保(bǎo)障(zhàng)電力係統能(néng)夠(gòu)正常(cháng)安(ān)全的運(yùn)行。另(lìng)外，多(duō)協(xié)議(yì)電力監控(kòng)係統(tǒng)中的實時監(jiān)測模塊係(xì)統管理模塊主要(yào)提(tí)供(gōng)一些(xiē)基(jī)本的係(xì)統管理服(fú)務功能(néng)和(hé)對(duì)電力能源管理係(xì)統運(yùn)行所需(xū)的(dí)基(jī)礎信(xìn)息進行集中配置和管理，主要(yào)包括：電(diàn)力(lì)係統(tǒng)預警(jǐng)閾值(zhí)管理(lǐ)，對(duì)用(yòng)能越(yuè)限預／報(bào)警閾值進行配(pèi)置(zhì)與(yǔ)管(guǎn)理(lǐ)，係統(tǒng)權限(xiàn)管理和(hé)對整個(gè)係統進(jìn)行安全保(bǎo)護措(cuò)施。不同級別(bié)的操(cāo)作人(rén)員對(duì)係統(tǒng)具有(yǒu)不同的(dí)使用(yòng)權(quán)限和範圍，避免越權(quán)操(cāo)作。不(bù)同(tóng)的(dí)用(yòng)戶(hù)需(xū)要進行不同操(cāo)作(zuò)管理(lǐ)，每(měi)一個用(yòng)戶(hù)配置(zhì)的(dí)操作權(quán)限也不相同(tóng)。

另(lìng)外，在多協(xié)議電力監控係(xì)統(tǒng)中的實時監測模(mó)塊異常報警模塊中，設備傳感網(wǎng)作為(wéi)整個(gè)係(xì)統的*底層，也是係統*為核心的(dí)基(jī)礎(chǔ)模(mó)塊(kuài)。這(zhè)些傳(chuán)感網需(xū)要及時地從(cóng)供(gōng)電係統(tǒng)中采集(jí)能耗信(xìn)息數據(jù)，用於監控和分(fēn)析係統的運(yùn)行狀況，是所(suǒ)有係統數(shù)據的(dí)來源，所以設備(bèi)傳感網(wǎng)的基(jī)本(běn)運行是(shì)保障(zhàng)電力監(jiān)控係(xì)統安全(quán)運行(háng)的(dí)*重要的基礎。同時，在(zài)能源信(xìn)息實時采(cǎi)集模塊中(zhōng)，係統通過有綫(xiàn)的(dí)方式(shì)可(kě)對(duì)係統各節(jié)點的電(diàn)參(cān)量數(shù)據(jù)進行(háng)及(jí)時地(dì)采集，采集(jí)的(dí)數據(jù)包(bāo)括(kuò)：電(diàn)壓，電流(liú)，有(yǒu)功／無功功(gōng)率(shuài)，有(yǒu)功電度(dù)，功(gōng)率因素，頻率(shuài)以及開關(guān)量信號等，經過(guò)邏(luó)輯(jí)計(jì)算和處(chǔ)理後，存儲(chǔ)至係統(tǒng)數(shù)據庫中，供後續(xù)數據分析與處理。采(cǎi)集到的(dí)數(shù)據(jù)是(shì)係統中(zhōng)*初始(shǐ)的源(yuán)數(shù)據(jù)，後(hòu)期(qī)進行數(shù)據分析都是需要(yào)基於這些采集到(dào)的*初始(shǐ)的源數據進(jìn)行(háng)的。對(duì)於這些*初(chū)始的(dí)源數(shù)據也(yě)需要(yào)及時保存(cún)和記錄，這(zhè)樣(yàng)可以(yǐ)提(tí)供(gōng)給(gěi)後麵數據對(duì)比(bǐ)分析。

3多(duō)協(xié)議電(diàn)力監控係統(tǒng)的(dí)應(yīng)用(yòng)

      本(běn)係(xì)統在外(wài)高橋某港(gǎng)區進(jìn)行(háng)了應用，自(zì)2017年正式(shì)投(tóu)入運(yùn)行(háng)以來(lái)，已(yǐ)順利運行1年(nián)多。係統(tǒng)實(shí)施過(guò)程(chéng)中(zhōng)，涉(shè)及到智能電(diàn)表，保(bǎo)護裝(zhuāng)置(zhì)，溫控器(qì)，直流屏等儀器(qì)設備，包含(hán)了施耐(nài)德，ABB，威勝等(děng)多個品牌，近(jìn)10種不(bù)同(tóng)型號，滿足(zú)了港區供(gōng)配(pèi)電係統(tǒng)的能(néng)源監控(kòng)管(guǎn)理需(xū)求(qiú)，實現(xiàn)了實(shí)時在綫(xiàn)監測(cè)，異常預(yù)警和統(tǒng)計分析等功能(néng)，確(què)保(bǎo)港區(qū)供(gōng)配電係統安(ān)全，經濟，合理(lǐ)運行，得到了業主(zhǔ)及(jí)運營單位的好評。電力監控(kòng)係(xì)統網絡實(shí)際的(dí)結(jié)構圖如(rú)圖4所示。

圖4電力監(jiān)控係統網(wǎng)絡實際的結構(gòu)圖

       本(běn)係(xì)統在(zài)設計(jì)網(wǎng)絡結構時，考慮到(dào)不(bù)同(tóng)變(biàn)電模(mó)塊(kuài)之間的配電處(chǔ)理(lǐ)都(dū)是獨立的(dí)模塊，一旦(dàn)出(chū)現(xiàn)模塊異常(cháng)，不能(néng)及時處理異常(cháng)會對係統的(dí)總(zǒng)體運(yùn)行產生一(yī)定的(dí)影(yǐng)響。所以為了保障電力模塊處於(yú)正常(cháng)的運(yùn)轉狀態(tài)，就需要設(shè)計(jì)總的(dí)控(kòng)製(zhì)室對所有的變電模(mó)塊進行監控，當某一個(gè)變電模塊(kuài)出(chū)現(xiàn)問(wèn)題(tí)時(shí)，總的控製室(shì)就需要(yào)通知(zhī)相(xiāng)對應的(dí)維護部(bù)門去對有問(wèn)題的(dí)變電模塊(kuài)進行(háng)維修(xiū)，保障電(diàn)力(lì)係(xì)統(tǒng)正常的(dí)運轉。具(jù)體(tǐ)的電(diàn)力監(jiān)控係(xì)統(tǒng)網絡(luò)實際(jì)的(dí)結(jié)構(gòu)圖如圖(tú)5所(suǒ)示。

圖(tú)5電(diàn)力(lì)監(jiān)控係(xì)統控製模塊圖

        本(běn)係統(tǒng)在處理不同模(mó)塊(kuài)之間(jiān)數據(jù)時，是(shì)基(jī)於多個不(bù)同(tóng)模塊(kuài)來操作(zuò)運(yùn)行的，所(suǒ)以(yǐ)需(xū)要(yào)設計一個總(zǒng)體的控製(zhì)處(chǔ)理模(mó)塊對數(shù)據進(jìn)行(háng)處理。係統總體(tǐ)的控製模塊就是分(fēn)為(wéi)四(sì)個(gè)模塊來(lái)處理(lǐ)數據，分(fēn)別是(shì)現(xiàn)場(cháng)參數傳遞子模塊，現場(cháng)狀態判(pàn)斷(duàn)子模(mó)塊，顯示(shì)和控製(zhì)參(cān)數接受(shòu)子模(mó)塊和現場報警(jǐng)驅動子模塊。現場參數傳遞子模(mó)塊主要(yào)負責(zé)現場電力儀表和電(diàn)力設(shè)備(bèi)傳遞數(shù)據的(dí)功(gōng)能(néng)。現場狀態判(pàn)斷子(zǐ)模塊(kuài)主要根據電力參(cān)數判斷當前係(xì)統(tǒng)狀態，調動模塊(kuài)，並且把數據(jù)進行處理(lǐ)和保(bǎo)存(cún)。顯(xiǎn)示(shì)和控(kòng)製(zhì)參數接受子模塊主要(yào)負(fù)責係(xì)統模塊與(yǔ)上(shàng)位(wèi)機(jī)的數(shù)據通信(xìn)和(hé)顯(xiǎn)示功(gōng)能。這(zhè)樣可以方(fāng)便工(gōng)作人員(yuán)準確地對係(xì)統工作(zuò)狀態(tài)進行(háng)合理(lǐ)地數據分析(xī)和異(yì)常分(fēn)析(xī)。係統(tǒng)報警驅(qū)動子(zǐ)模(mó)塊主(zhǔ)要負責與報警裝置進行(háng)數據通(tōng)信，對異常(cháng)的(dí)數據信息需(xū)要及時地通過係統(tǒng)報警(jǐng)驅動(dòng)子(zǐ)模塊進(jìn)行(háng)異常(cháng)報警。這樣總控(kòng)室(shì)可(kě)以及(jí)時地發現異(yì)常(cháng)報警信(xìn)息，並(bìng)且(qiě)維(wéi)護(hù)部門也(yě)可以(yǐ)通(tōng)過(guò)報警(jǐng)驅(qū)動(dòng)子(zǐ)模塊(kuài)及時地(dì)發現(xiàn)哪(nǎ)一個變(biàn)電(diàn)模(mó)塊(kuài)發(fā)現(xiàn)異(yì)常(cháng)，去對應(yīng)的變電模塊核(hé)查(chá)並解決(jué)異(yì)常，保證(zhèng)電力(lì)係統正(zhèng)常可(kě)靠的(dí)進(jìn)行運轉。

*後(hòu)，電力係(xì)統的通信模(mó)塊是係統運行(háng)的核心(xīn)模塊(kuài)，由於所有數據都是(shì)依(yī)靠(kào)通信模(mó)塊(kuài)進行工作和運轉的(dí)，所(suǒ)以需要保證通信模(mó)塊(kuài)正(zhèng)常合理(lǐ)的(dí)工作。本係統(tǒng)中(zhōng)采用了一類(lèi)*新結構(gòu)的分(fēn)布(bù)控(kòng)製(zhì)係統來(lái)保障係統的正常(cháng)運行(háng)。作為電(diàn)力係(xì)統(tǒng)通(tōng)信模塊(kuài)，模(mó)塊之(zhī)間(jiān)通(tōng)過寬帶(dài)和(hé)窄帶(dài)網絡(luò)進(jìn)行(háng)網絡通信，可(kě)在(zài)很廣(guǎng)的(dí)地域(yù)內應用。通過現場(cháng)總(zǒng)綫進行通(tōng)信(xìn)數(shù)據傳輸(shū)，電力係(xì)統可與(yǔ)現場(cháng)智能(néng)儀表進(jìn)行正(zhèng)常的通信和(hé)操作。而(ér)且本通(tōng)信(xìn)模塊(kuài)具有開放的(dí)係統互連和(hé)具有互操(cāo)作(zuò)性的(dí)係統(tǒng)模(mó)塊(kuài)，這可以(yǐ)及時解決(jué)電力(lì)係統(tǒng)中的(dí)通信(xìn)問(wèn)題。

係統(tǒng)實施過程(chéng)中(zhōng)，涉及(jí)到智能電表(biǎo)，保護裝(zhuāng)置，溫控(kòng)器(qì)，直(zhí)流(liú)屏(píng)等儀(yí)器設(shè)備，包含(hán)了施耐(nài)德，ABB，威勝(shèng)等多(duō)個(gè)品牌(pái)，近10種不同型(xíng)號(hào)，圖6為部分現場設(shè)備。

圖(tú)6現場設(shè)備

表1列舉(jǔ)了(liǎo)項目中涉及(jí)的所(suǒ)有設(shè)備型號(hào)與安裝(zhuāng)分(fēn)布位(wèi)置。

表1采集(jí)設備分(fēn)布(bù)表

現場(cháng)儀器設(shè)備通(tōng)過(guò)485，以太網(wǎng)等通(tōng)信(xìn)方(fāng)式，集中(zhōng)安放在(zài)各個(gè)變(biàn)／配(pèi)電(diàn)站(zhàn)的(dí)通(tōng)信集(jí)中器上，通過光纖將(jiāng)采(cǎi)集數據(jù)傳輸到終(zhōng)端(duān)服(fú)務器(qì)上進行處理，圖(tú)7為(wéi)分(fēn)站(zhàn)通信(xìn)設備(bèi)，圖8為(wéi)終(zhōng)端(duān)通信處理(lǐ)設(shè)備。

圖7分站通信(xìn)設備

圖8終(zhōng)端(duān)通(tōng)信(xìn)處(chǔ)理設(shè)備(bèi)

1)一次係統圖展示。2個總配電(diàn)站和10個(gè)分(fēn)配電站的一次回(huí)路係統(tǒng)，如圖9所示。每個回(huí)路顯示(shì)測控(kòng)該(gāi)回(huí)路(lù)設(shè)備的(dí)在(zài)綫(xiàn)／離綫(xiàn)狀態(tài)，以(yǐ)及斷(duàn)路(lù)器(qì)開關的閉(bì)合狀(zhuàng)態與每個回(huí)路(lù)的實時電(diàn)參(cān)數(電壓(yā)，電(diàn)流(liú)等(děng))。

圖(tú)9一次係統(tǒng)界(jiè)麵顯示圖(tú)

2)實(shí)時／歷史數據與(yǔ)曲(qū)綫(xiàn)。從一(yī)次係(xì)統圖(tú)上點擊相應(yīng)的回(huí)路，可進入具(jù)體回路(lù)信息(xī)界(jiè)麵，該(gāi)界麵可(kě)以查看(kàn)各項(xiàng)實(shí)時(shí)／歷(lì)史電參(cān)數(shù)(三(sān)相(xiāng)電壓，三(sān)相電(diàn)流，功(gōng)率(shuài)，頻率(shuài)，功(gōng)率因數，電(diàn)能(néng)等(děng))，該回路繼保設(shè)備上測控的運(yùn)行狀態(tài)與報(bào)警信號(hào)以(yǐ)及(jí)顯(xiǎn)示一段時(shí)間內的(dí)綫(xiàn)電(diàn)壓(yā)／電(diàn)流(liú)／功率的曲(qū)綫圖(tú)，如圖(tú)10所示(shì)。

圖10實(shí)時(shí)數據與曲綫(xiàn)圖(tú)

3)設備運(yùn)行(háng)數據與狀態顯(xiǎn)示。從(cóng)一次(cì)係統(tǒng)圖(tú)上點擊相(xiāng)應的(dí)設備(bèi)名稱後(hòu)，進入(rù)設備(bèi)運行數據(jù)與狀(zhuàng)態(tài)顯示界(jiè)麵(miàn)，如圖11所(suǒ)示(shì)。該界麵(miàn)可以(yǐ)查(chá)看(kàn)關鍵設備，如(rú)直流(liú)屏，變壓(yā)器等(děng)的實時(shí)運(yùn)行(háng)數據(各(gè)類電(diàn)參數，環(huán)境溫度等)，工(gōng)作狀(zhuàng)態與異(yì)常(cháng)報(bào)警信息。

圖11設備(bèi)運行數(shù)據與狀態(tài)顯(xiǎn)示界(jiè)麵(miàn)

4)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。進入回路信(xìn)息界麵後，可選擇(zé)查看該回(huí)路(lù)的能耗(hào)統計報(bào)表，如(rú)圖12所示。對(duì)企業(yè)能源(yuán)監測數據(jù)進行匯(huì)總(zǒng)統(tǒng)計與(yǔ)對比分(fēn)析，提(tí)供(gōng)回路的(dí)單(dān)一(yī)電(diàn)參(cān)數，多參(cān)數(shù)的查詢(xún)，統計和對比分析(xī)(同／環比)。實(shí)現(xiàn)企(qǐ)業(yè)用能(néng)數(shù)據的(dí)匯(huì)總(zǒng)與(yǔ)統計，按需生(shēng)成(chéng)統(tǒng)計報(bào)表(biǎo)，並提供報(bào)表打印和(hé)文件(jiàn)導出(chū)功能(．xls，．xlsx或．txt等格式(shì))。

圖12能(néng)耗(hào)數據統計報表(biǎo)

5)告警查詢。在回路(lù)信(xìn)息(xī)界(jiè)麵，可根(gēn)據告(gào)警類(lèi)型，起始結束(shù)時間等條(tiáo)件(jiàn)，選擇查看該(gāi)回路相關的(dí)告(gào)警統計(jì)信息(xī)，如圖(tú)13所示(shì)，並(bìng)提供報(bào)表(biǎo)打印(yìn)和(hé)文件導出功能(．xls，．xlsx或(huò)．txt等格(gé)式)。

圖(tú)13告警查詢報表(biǎo)

4安科(kē)瑞電(diàn)力監(jiān)控解決(jué)方(fāng)案

4.1概述

      針對(duì)用戶變電(diàn)站（一(yī)般為(wéi)35kV及以下電壓等級），通過微機保(bǎo)護(hù)裝(zhuāng)置，開關(guān)櫃綜合測控裝(zhuāng)置(zhì)，電氣(qì)接點無(wú)綫測溫(wēn)產品，電能質(zhì)量(liáng)在(zài)綫(xiàn)監(jiān)測裝置(zhì)，配電(diàn)室(shì)環(huán)境監控設備，弧光保護裝置(zhì)等(děng)設(shè)備(bèi)組成(chéng)綜(zōng)合自(zì)動化(huà)的綜(zōng)合監(jiān)控(kòng)係(xì)統，實(shí)現了變電，配(pèi)電(diàn)，用(yòng)電(diàn)的(dí)安全(quán)運行和全麵管理(lǐ)。監(jiān)控(kòng)範圍(wéi)包括(kuò)用戶變(biàn)電(diàn)站，開閉(bì)所(suǒ)，變電(diàn)所及(jí)配電室等(děng)。

Acrel-2000Z電力(lì)監(jiān)控(kòng)係(xì)統是安科瑞(ruì)電氣(qì)股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司根(gēn)據電力係統(tǒng)自動化及無人值(zhí)守的(dí)要求，針對35kV及(jí)以(yǐ)下電(diàn)壓等(děng)級研(yán)發(fā)出(chū)的(dí)一套(tào)分層分(fēn)布式(shì)變電站(zhàn)監控(kòng)管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)。該係統(tǒng)是(shì)應用電(diàn)力自(zì)動化技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，網絡技術和信(xìn)息(xī)傳輸技(jì)術(shù)，集(jí)保(bǎo)護(hù)，監測，控製，通信(xìn)等功能於(yú)一(yī)體的開放式(shì)，網絡(luò)化，單元化(huà)，組(zǔ)態化(huà)的(dí)係統，適用於35kV及(jí)以下電壓等(děng)級(jí)的城(chéng)網(wǎng)，農網變電(diàn)站(zhàn)和用(yòng)戶(hù)變電(diàn)站(zhàn)，可實現(xiàn)對變電站(zhàn)的控(kòng)製和管(guǎn)理，滿(mǎn)足變(biàn)電(diàn)站(zhàn)無人或(huò)少人值守(shǒu)的需(xū)求，為(wéi)變(biàn)電(diàn)站(zhàn)安(ān)全(quán)，穩定，經濟(jì)運(yùn)行提供了堅實的保障。

4.2應(yīng)用(yòng)場所

適用(yòng)於軌道(dào)交通(tōng)，工(gōng)業，建(jiàn)築(zhù)，學校(xiào)，商業(yè)綜合(hé)體(tǐ)等35kV及以下(xià)用戶端供配(pèi)電自(zì)動化(huà)係(xì)統(tǒng)工(gōng)程設(shè)計(jì)，施工(gōng)和運行(háng)維護。

4.3係統架(jià)構(gòu)

Acrel-2000Z電(diàn)力(lì)監(jiān)控(kòng)係(xì)統采用分層分(fēn)布式設(shè)計，可分為(wéi)三(sān)層：站(zhàn)控(kòng)管理層，網(wǎng)絡通信(xìn)層和(hé)現(xiàn)場(cháng)設備(bèi)層(céng)，組網方式可(kě)為標準網絡(luò)結(jié)構，光纖星型(xíng)網絡結(jié)構，光纖環(huán)網網(wǎng)絡結構，根(gēn)據(jù)用戶(hù)用電規模，用(yòng)電設備分(fēn)布和占地麵積等(děng)多(duō)方(fāng)麵的(dí)信(xìn)息(xī)綜合(hé)考(kǎo)慮組網方(fāng)式。

4.4係(xì)統功(gōng)能

（1）實時(shí)監測：直觀顯(xiǎn)示配電(diàn)網(wǎng)的運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態(tài)，實(shí)時監測(cè)各(gè)回路電參數信息(xī)，動態(tài)監視各配(pèi)電回路有關故障，告警等(děng)信號(hào)。

（2）電(diàn)參(cān)量查(chá)詢：在(zài)配(pèi)電一次(cì)圖中，可(kě)以直接查看該回路詳細電參量。

（3）曲綫(xiàn)查(chá)詢(xún)：可(kě)以(yǐ)直接(jiē)查看(kàn)各電參量曲綫(xiàn)。

（4）運(yùn)行(háng)報表(biǎo)：查(chá)詢各回(huí)路或設備相應(yīng)時間的運行參數。

（5）實(shí)時(shí)告(gào)警：具有實(shí)時告警功(gōng)能，係(xì)統能夠對(duì)配(pèi)電(diàn)回路遙(yáo)信變(biàn)位，保(bǎo)護(hù)動(dòng)作(zuò)，事故跳閘等事件發(fā)出(chū)告(gào)警。

（6）歷史事(shì)件查(chá)詢：對(duì)事(shì)件記(jì)錄進(jìn)行存(cún)儲和(hé)管(guǎn)理(lǐ)，方便用戶對係(xì)統(tǒng)事(shì)件和(hé)報警進行(háng)歷(lì)史追(zhuī)溯(sù)，查詢統計，事(shì)故分(fēn)析。

（7）電能(néng)統計報表(biǎo)：係統具備定(dìng)時(shí)抄表匯(huì)總(zǒng)統(tǒng)計功(gōng)能(néng)，用戶可以(yǐ)自由查詢自(zì)係統(tǒng)正(zhèng)常(cháng)運行以來任意時間段內各配(pèi)電(diàn)節(jié)點的用電(diàn)情況。

（8）用戶(hù)權(quán)限管(guǎn)理：設置(zhì)了(liǎo)用戶(hù)權(quán)限(xiàn)管(guǎn)理功能，可以(yǐ)定義(yì)不(bù)同級別用(yòng)戶的(dí)登(dēng)錄名(míng)，密(mì)碼(mǎ)及(jí)操作權限。

（9）網(wǎng)絡(luò)拓(tuò)撲圖：支(zhī)持(chí)實時監視並(bìng)診(zhěn)斷(duàn)各設備(bèi)的(dí)通訊狀(zhuàng)態，能夠完整的顯示整(zhěng)個(gè)係統網(wǎng)絡結構。

（10）電(diàn)能質(zhì)量監測：可以對整個配(pèi)電係統(tǒng)範(fàn)圍(wéi)內的(dí)電能(néng)質量(liáng)和電(diàn)能可靠性狀況(kuàng)進行(háng)持續(xù)性(xìng)的監測。

（11）遙控(kòng)功能：可以(yǐ)對(duì)整(zhěng)個配(pèi)電係統範(fàn)圍內的(dí)設(shè)備(bèi)進行遠程遙(yáo)控(kòng)操作。

（12）故障錄(lù)波：可(kě)在係(xì)統(tǒng)發生(shēng)故障(zhàng)時，自動準(zhǔn)確地記(jì)錄故(gù)障(zhàng)前，後過(guò)程的各種電氣(qì)量(liáng)的(dí)變(biàn)化情(qíng)況。

（13）事(shì)故追憶：可(kě)自動(dòng)記錄(lù)事故(gù)時刻(kè)前後一段(duàn)時間的所有實時穩態信息。

（14）Web訪問：展(zhǎn)示頁麵顯示(shì)變(biàn)電(diàn)站(zhàn)數(shù)量(liáng)，變(biàn)壓(yā)器數量，監測點(diǎn)位數量等(děng)概(gài)況(kuàng)信(xìn)息，設備通(tōng)信(xìn)狀態，用(yòng)電分析和事(shì)件記(jì)錄。

（15）APP訪問：設(shè)備(bèi)數據頁麵顯示各設備(bèi)的電(diàn)參量數據以(yǐ)及(jí)曲(qū)綫。

4.5係(xì)統(tǒng)硬(yìng)件配置

5結(jié)束(shù)語

       本文(wén)設(shè)計(jì)的基於多協議的電(diàn)力監控係統(tǒng)，通過(guò)數 據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換與數據融合處理技術，解決了不同設備間 多協議(yì)數據(jù)的(dí)采集與處理(lǐ)問題，具有(yǒu)較高的(dí)實用性(xìng)可 擴(kuò)展性，同時避免了(liǎo)更換設(shè)備(bèi)的費用(yòng)，減少(shǎo)了(liǎo)係統(tǒng)維(wéi)護 成(chéng)本(běn)，滿足經濟(jì)性和(hé)易維護性的要求。該(gāi)係統已在某 港區進(jìn)行了(liǎo)應用(yòng)，且經(jīng)過(guò)長時間的(dí)運行驗證，證(zhèng)明(míng)了係(xì) 統(tǒng)的(dí)可靠性。

參(cān)考(kǎo)文(wén)獻

[1] 馮愛冰．電力監控係統(tǒng)在供(gōng)配電設計(jì)中的(dí)應用[ J]．城市 建(jiàn)設(shè)理論研(yán)究(電子版)，2013(12)．3．

[2] 何(hé)書樵，周(zhōu)陽．電力監控係統在供(gōng)配(pèi)電(diàn)設計中(zhōng)的(dí)應用(yòng)分析 [J]．裝飾裝(zhuāng)修天地(dì)，2017(6)：247．

[3] 劉智(zhì)鵬．電力監控係統在供配電(diàn)設計(jì)中的應(yīng)用(yòng)研究(jiū)[ J]． 科技創新(xīn)與應(yīng)用，2015(12)：158．

[4] 樂(lè)歡．數據融合(hé)技術在電網(wǎng)規(guī)劃中的應用探(tàn)討[ J]．低(dī)碳 世界，2016(27)：74-75．

[5] 鄧(dèng)文佶.一種基於(yú)多協(xié)議(yì)的糧食港區電力監(jiān)控係統的設計(jì)與應(yīng)用.

[6] 安科瑞企業微電(diàn)網應(yīng)用手冊(cè)2020.06版.