安(ān)科瑞 陳(chén)聰

摘要(yào)：針(zhēn)對目前(qián)各(gè)企業(yè)在建(jiàn)設(shè)配電係(xì)統(tǒng)過(guò)程中，使(shǐ)用不同廠(chǎng)家，多(duō)種型號的電力(lì)儀(yí)器(qì)與設備，導(dǎo)致通信協議(yì)不(bù)統一，升級改造和(hé)運營維護(hù)困(kùn)難(nán)等問題
。設(shè)計一種(zhǒng)支(zhī)持(chí)多(duō)協(xié)議的(dí)電(diàn)力監控係(xì)統，可接入(rù)不同廠家(jiā)的電力儀表和設備(bèi)，具有(yǒu)數據(jù)監測(cè)，異(yì)常(cháng)報(bào)警，數據(jù)分(fēn)析(xī)處理(lǐ)，報表展示(shì)等(děng)功能
。該係統(tǒng)方便相(xiāng)關(guān)人員操作與管理(lǐ)，實(shí)現配電(diàn)係統的(dí)智(zhì)能化監(jiān)控(kòng)
。該(gāi)係統已在(zài)外(wài)高橋某(mǒu)港(gǎng)區中成(chéng)功(gōng)應用，節(jié)省(shěng)了大(dà)量的人(rén)力(lì)物力(lì)，並保證(zhèng)了(liǎo)傳(chuán)輸係統(tǒng)的可(kě)靠(kào)性
。

關鍵(jiàn)詞：多協議轉換(huàn)；電(diàn)力監控(kòng)係(xì)統；數(shù)據采集

0引言

      電力係(xì)統是關(guān)係到(dào)國家，民(mín)生的重要(yào)因素，由(yóu)於(yú)電力(lì)係統(tǒng)的重要性(xìng)決定了電力係統要盡可(kě)能地(dì)保證(zhèng)穩(wěn)定和安(ān)全運行(háng)，在遇到係統事(shì)故(gù)的時候(hòu)要盡(jìn)可能(néng)準(zhǔn)確，迅(xùn)速(sù)地(dì)解決問題(tí)，因此電(diàn)力係統通信協議(yì)標(biāo)準進行(háng)統(tǒng)一是(shì)未來電力(lì)係(xì)統發展的大趨勢，在電(diàn)力資(zī)源(yuán)監控(kòng)方麵，電(diàn)力監控係統可靠，準確，高(gāo)效地(dì)運行是達到這一目(mù)標的(dí)基礎和關鍵(jiàn)[1]
。但是(shì)，現(xiàn)在在我國(guó)絕大多數的企(qǐ)業在(zài)建設電(diàn)力監控(kòng)係(xì)統時，所用的已有電力(lì)儀器(qì)與設備的生產廠家(jiā)與型號各(gè)不相(xiāng)同，導致(zhì)數據的(dí)傳(chuán)輸方式(shì)，采集頻率，通信協(xié)議，類型格式等(děng)各(gè)不相同(tóng)，給電力係(xì)統的建(jiàn)設帶來很大(dà)的困難(nán)
。如(rú)果(guǒ)簡單地更換統一基(jī)礎(chǔ)電(diàn)力設(shè)備(bèi)[2]，成本將會十(shí)分高(gāo)昂，且很難覆蓋(gài)所有(yǒu)需(xū)要監測(cè)的(dí)電(diàn)力設備(bèi)，也(yě)會對我國(guó)許多(duō)電力企(qǐ)業正(zhèng)常的(dí)生(shēng)產(chǎn)經(jīng)營造成很(hěn)大(dà)的影(yǐng)響
。

為解決以上問題(tí)，本(běn)文(wén)通過運(yùn)用多(duō)協議(yì)轉(zhuǎn)換和數(shù)據融(róng)合(hé)處理等技(jì)術，設(shè)計一(yī)種支持(chí)多協議(yì)的電力監(jiān)控係(xì)統，實現(xiàn)數據(jù)監(jiān)測(cè)，異常報警(jǐng)，數據(jù)分(fēn)析處理(lǐ)，報表展(zhǎn)示等(děng)功能(néng)，並在外(wài)高(gāo)橋某港區(qū)中成功(gōng)進行了(liǎo)應用
。應用實施(shī)過(guò)程中，涉及到智能電表，保護裝置，溫控器(qì)，直流屏等(děng)儀器設備，包(bāo)含了(liǎo)施耐德，ABB，威(wēi)勝(shèng)等多(duō)個(gè)品牌(pái)，近(jìn)10種不同(tóng)型號，係統運(yùn)行一(yī)年多功能穩(wěn)定，運(yùn)行良好
。

1關鍵(jiàn)技術研(yán)究(jiū)

1.1數據(jù)融(róng)合(hé)處理

      隨著(zhuó)目(mù)前電(diàn)網的(dí)規模的不(bù)斷擴大，電力數據也越來越多，通(tōng)過傳統(tǒng)的數據采集(jí)處理不(bù)能非(fēi)常高(gāo)效地解決電(diàn)力數據處理(lǐ)的問(wèn)題(tí)
。另外(wài)，現(xiàn)在的電力設(shè)備都(dū)是(shì)采集自不同(tóng)的國(guó)家和(hé)不同(tóng)的廠商，型(xíng)號(hào)都是不(bù)相同的，所以(yǐ)在采(cǎi)集數據和處(chǔ)理(lǐ)數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)數據(jù)需要(yào)行二次處理[3]，這樣(yàng)就(jiù)會給電力數據(jù)處(chǔ)理模塊帶(dài)來困難
。

      本(běn)文(wén)研(yán)究(jiū)一種(zhǒng)直(zhí)接(jiē)基(jī)於(yú)電力對象(xiàng)(變壓器(qì)，斷路器，母(mǔ)綫，負荷回(huí)路(lù)等(děng))進(jìn)行電力數據融合(hé)處(chǔ)理的(dí)方(fāng)法，製定出了一套(tào)電力一(yī)次對象數(shù)據標準[4]
。首先(xiān)建(jiàn)立(lì)電(diàn)力(lì)元數據模(mó)型，以(yǐ)電力(lì)設(shè)備為基(jī)本(běn)單(dān)元(yuán)，針(zhēn)對所采(cǎi)集(jí)的(dí)不(bù)同(tóng)信息(xī)源(yuán)，從元模型(xíng)庫(kù)中(zhōng)調(tiáo)用相應的元模型(xíng)，進(jìn)行(háng)統(tǒng)一變(biàn)化，歸類與聚合，實現對電力(lì)對(duì)象(xiàng)信(xìn)息(實時(shí)和非(fēi)實(shí)時數據(jù))的加(jiā)工轉(zhuǎn)換[5]，成(chéng)為一(yī)個(gè)電力對象綜合(hé)信息節(jié)點
。然後，根據(jù)對象(xiàng)之間(jiān)的(dí)關係(xì)處(chǔ)理(lǐ)為(wéi)對象信息樹(shù)，並(bìng)進(jìn)行按需訪問(wèn)的控(kòng)製與管(guǎn)理(lǐ)不(bù)同的電力數(shù)據
。這樣對(duì)電力(lì)的(dí)處(chǔ)理進行統(tǒng)一(yī)地處理和讀(dú)取(qǔ)，後(hòu)期(qī)會(huì)大大(dà)提升電力數據(jù)的(dí)處(chǔ)理效率(shuài)
。

1.2數據協(xié)議轉(zhuǎn)換(huàn)

       目(mù)前，由於(yú)不同(tóng)廠商設(shè)計出(chū)不同(tóng)類型的(dí)電力(lì)設(shè)備，它(tā)們(mén)之間的通信協議都不相同(tóng)，電力數(shù)據(jù)的格(gé)式和電力(lì)數據的含義也(yě)都不同(tóng)，並且(qiě)隨(suí)著電(diàn)力數(shù)據規模(mó)的不(bù)斷(duàn)擴展(zhǎn)，電力(lì)產(chǎn)品(pǐn)的不斷(duàn)更新(xīn)替(tì)換，這給電力公(gōng)司(sī)的管理(lǐ)和維(wéi)護帶(dài)來(lái)很(hěn)大的(dí)不便(biàn)
。所以(yǐ)電力係統(tǒng)需(xū)要對(duì)電(diàn)力(lì)數據協議(yì)轉(zhuǎn)換來(lái)解決這些(xiē)不統一的設備(bèi)問題(tí)
。通(tōng)過(guò)對(duì)不(bù)同協(xié)議進行分(fēn)類(lèi)，再根據通信(xìn)包(bāo)中(zhōng)數據格式的(dí)重(zhòng)新(xīn)定義(yì)和解(jiě)析，將(jiāng)各(gè)種不同(tóng)設(shè)備的協議數據轉換成規定(dìng)好(hǎo)的(dí)統一(yī)格式(shì)的協(xié)議(yì)進行傳輸，可以根據(jù)需要(yào)進行(háng)擴展(zhǎn)，兼(jiān)容現(xiàn)有設(shè)備(bèi)或加入更(gēng)新設(shè)備(bèi)
。

2係統(tǒng)設計與實現

2.1係(xì)統架(jià)構

      本(běn)係統總(zǒng)體架(jià)構(gòu)設計采(cǎi)用(yòng)站控(kòng)層，通信層和(hé)間隔(gé)層三層架構
。在(zài)間(jiān)隔層以485總綫(xiàn)方式(shì)采集各種(zhǒng)智能(néng)儀表(biǎo)與設(shè)備(bèi)運行中(zhōng)的實時(shí)數據，經通信層的串口服(fú)務(wù)器(qì)，交換機等設(shè)備(bèi)通(tōng)過以(yǐ)太網傳(chuán)輸(shū)到站控(kòng)層的服務(wù)器與監控終端[6]，係(xì)統總體架構(gòu)設計圖(tú)如(rú)圖(tú)1所示
。係(xì)統總(zǒng)體(tǐ)架構中站(zhàn)控(kòng)層主(zhǔ)要(yào)負(fù)責(zé)服務(wù)器，監(jiān)控(kòng)終(zhōng)端和一些硬(yìng)件設備例(lì)如(rú)打印機設備(bèi)
。通(tōng)信層主(zhǔ)要(yào)是負責係統(tǒng)中的總體(tǐ)通信服(fú)務，包括(kuò)交(jiāo)換機(jī)和(hé)一些串口服務(wù)器
。間隔(gé)層主要是負責(zé)係(xì)統中的智能儀表與設(shè)備(bèi)的(dí)管理
。

圖(tú)1電(diàn)力監控(kòng)係統(tǒng)圖

2.2協(xié)議轉(zhuǎn)化與數據融(róng)合

      多(duō)種(zhǒng)采集設備與(yǔ)裝(zhuāng)置(zhì)協議解(jiě)析轉換(huàn)和異(yì)構(gòu)數據(jù)的統(tǒng)一融合(hé)，是多協議電力(lì)係統(tǒng)平(píng)台數據采集處(chǔ)理的(dí)難(nán)點
。本係(xì)統(tǒng)采用一種可擴展的協議(yì)庫方式來解決這(zhè)一問題，為每個不(bù)同協議(yì)的設(shè)備，編(biān)寫(xiě)一套協議解析方(fāng)法，以(yǐ)DLL文件的(dí)形(xíng)式存(cún)放(fàng)在協議庫中，使用時(shí)選(xuǎn)擇調用(yòng)對應設備(bèi)的協(xié)議解析DLL，可方(fāng)便地進行添加和維護
。經過協(xié)議(yì)解(jiě)析(xī)後的數據(jù)，根(gēn)據(jù)建立的元數據模型，加(jiā)工為結(jié)構(gòu)規範，含義明(míng)確的數據供(gōng)係統使用(yòng)
。圖(tú)2為協(xié)議(yì)數據(jù)轉換(huàn)融合圖(tú)
。

圖2協(xié)議數據轉(zhuǎn)換融(róng)合(hé)圖(tú)

2.3係統(tǒng)功(gōng)能(néng)

     多(duō)協(xié)議(yì)電力監控(kòng)係統能夠對重要設備(bèi)的運行(háng)狀態以及用能消耗過(guò)程(chéng)進(jìn)行集(jí)中(zhōng)監視，管理(lǐ)和(hé)控(kòng)製(zhì)
。係統總體框(kuàng)架(jià)包括實時監測(cè)，統 計分析，異常報警(jǐng)，係統(tǒng)管理(lǐ)，實時(shí)采(cǎi)集，設備傳感(gǎn)網(wǎng)和能(néng)源信息(xī)七大(dà)部分(fēn)，係統(tǒng)功(gōng)能總體(tǐ)框架圖如圖3所示
。

圖(tú)3係統(tǒng)功能(néng)框(kuàng)架(jià)圖

      多協(xié)議(yì)電(diàn)力監控係(xì)統中的實時(shí)監(jiān)測(cè)模(mó)塊(kuài)主要(yào)就是實時(shí)監測(cè)電力設備的(dí)電(diàn)參量(liáng)(電(diàn)壓，電流，有(yǒu)功／無(wú)功(gōng)功(gōng)率，功率因素等(děng))和運行開(kāi)關量狀(zhuàng)態(tài)等數據(jù)
。以配電一(yī)次(cì)接綫(xiàn)圖的形(xíng)式(shì)直(zhí)觀(guān)顯(xiǎn)示各回路(lù)的實時電參(cān)量(liáng)(電流(liú)／電壓(yā))；當(dāng)日(rì)24小時(shí)內(nèi)的電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流，有(yǒu)功(gōng)／無(wú)功功率(shuài)曲(qū)綫圖(tú)；各綫路合，分(fēn)閘狀(zhuàng)態(tài)，設(shè)備開(kāi)關運行狀態(tài)的實時監測
。另(lìng)外，對實(shí)時監(jiān)測的數(shù)據都(dū)會(huì)及時地記錄和保存，供報表模塊(kuài)和(hé)今(jīn)後(hòu)查詢數(shù)據使用
。多(duō)協議(yì)電力監(jiān)控(kòng)係統中的報表統計模(mó)塊(kuài)是對企(qǐ)業能(néng)源監(jiān)測數據進(jìn)行數據匯總(zǒng)統計(jì)與(yǔ)數(shù)據(jù)對比(bǐ)分析(xī)，實(shí)現企業用電(diàn)力(lì)監(jiān)測數據的(dí)匯(huì)總與統(tǒng)計，按需(xū)生成統計報表，並(bìng)提供報表打(dǎ)印(yìn)和文(wén)件(jiàn)導出(chū)功能，文件包括．xls，．xlsx和．txt等格式(shì)
。另(lìng)外，針對(duì)電參量統計數(shù)據還(huán)需要(yào)進行(háng)分析(xī)：提供回(huí)路的單(dān)一電(diàn)參數(shù)，多參(cān)數的(dí)查(chá)詢(xún)，統計和對(duì)比分(fēn)析(xī)(同(tóng)／環比)
。同時對(duì)於異(yì)常(cháng)數據事(shì)件(jiàn)還(huán)需要(yào)進(jìn)行另(lìng)外(wài)的(dí)異(yì)常(cháng)數據分析，具(jù)有(yǒu)對異(yì)常數據事件的需要(yào)及(jí)時地(dì)保(bǎo)存和備份，可以(yǐ)隨時(shí)進(jìn)行異常數據(jù)查詢，回顧和(hé)打(dǎ)印異(yì)常數據(jù)事(shì)件
。異(yì)常(cháng)數(shù)據(jù)還需(xū)要對(duì)不同(tóng)的時間(jiān)段進(jìn)行(háng)匯總和分(fēn)析，防止有類似(sì)的事(shì)件(jiàn)發生
。

在多(duō)協(xié)議電力(lì)監(jiān)控係統中的實(shí)時監(jiān)測模塊(kuài)異(yì)常報(bào)警模(mó)塊(kuài)中，主要通過分(fēn)析係(xì)統(tǒng)的(dí)異常數據(jù)，如在係(xì)統範圍內(nèi)發(fā)生(shēng)越限(xiàn)預(yù)警(jǐng)(電壓(yā)，電流(liú)越(yuè)限(xiàn)等)，變(biàn)位預(yù)警，事故報(bào)警等(děng)需要引(yǐn)起(qǐ)運行生產(chǎn)人(rén)員(yuán)，企業管(guǎn)理(lǐ)人(rén)員注意(yì)的情況時，係統能夠通過語(yǔ)音(yīn)，窗口(kǒu)顯示，文字及數(shù)據變(biàn)色(sè)等多種(zhǒng)方式進行(háng)預(yù)／報警提(tí)示，並(bìng)可(kě)根據需要對(duì)異常事件進(jìn)行及(jí)時(shí)地數(shù)據(jù)記錄和(hé)數據(jù)打印記(jì)錄，供運行生產(chǎn)人(rén)員(yuán)和(hé)企(qǐ)業管理人員及(jí)時地(dì)排除生(shēng)產(chǎn)事故，保障電(diàn)力(lì)係統(tǒng)能夠(gòu)正常(cháng)安全的運(yùn)行
。另外，多(duō)協議(yì)電(diàn)力監控係(xì)統(tǒng)中的實時(shí)監(jiān)測模塊係(xì)統(tǒng)管(guǎn)理模塊主(zhǔ)要提供(gōng)一些基(jī)本(běn)的(dí)係統(tǒng)管(guǎn)理服務(wù)功能(néng)和對(duì)電力(lì)能源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)係統運(yùn)行(háng)所需的基礎(chǔ)信息進行(háng)集(jí)中(zhōng)配置和(hé)管(guǎn)理，主(zhǔ)要包括(kuò)：電(diàn)力係(xì)統(tǒng)預警(jǐng)閾(yù)值(zhí)管理，對(duì)用(yòng)能越(yuè)限預(yù)／報警閾(yù)值(zhí)進(jìn)行(háng)配(pèi)置(zhì)與管理，係(xì)統權(quán)限(xiàn)管(guǎn)理和(hé)對整個(gè)係(xì)統(tǒng)進行安(ān)全保護措施(shī)
。不(bù)同級別的(dí)操作人(rén)員對係統(tǒng)具有(yǒu)不同的使(shǐ)用(yòng)權限和(hé)範(fàn)圍，避(bì)免越(yuè)權操(cāo)作
。不同(tóng)的用(yòng)戶需(xū)要(yào)進行不(bù)同(tóng)操(cāo)作管(guǎn)理(lǐ)，每一個(gè)用(yòng)戶(hù)配置的(dí)操(cāo)作權限(xiàn)也不(bù)相(xiāng)同(tóng)
。

另(lìng)外，在多協議(yì)電力(lì)監(jiān)控係(xì)統(tǒng)中的實時監(jiān)測模(mó)塊(kuài)異常報警(jǐng)模(mó)塊中，設備(bèi)傳感網作(zuò)為整個(gè)係統的*底層，也是(shì)係統*為(wéi)核心的(dí)基礎(chǔ)模塊
。這些傳感網(wǎng)需(xū)要(yào)及(jí)時(shí)地(dì)從供電(diàn)係統中采集能(néng)耗信息(xī)數(shù)據，用於(yú)監(jiān)控(kòng)和分(fēn)析(xī)係(xì)統的運行(háng)狀況(kuàng)，是(shì)所(suǒ)有(yǒu)係(xì)統(tǒng)數據(jù)的來(lái)源(yuán)，所以(yǐ)設備(bèi)傳感網的基本運行(háng)是保(bǎo)障(zhàng)電(diàn)力監(jiān)控係統(tǒng)安(ān)全運行的*重要的基礎
。同時(shí)，在能(néng)源(yuán)信息(xī)實(shí)時(shí)采(cǎi)集(jí)模塊(kuài)中(zhōng)，係統(tǒng)通(tōng)過(guò)有綫(xiàn)的方式(shì)可對係(xì)統(tǒng)各節點的電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)地采集，采集的數據包括：電壓(yā)，電(diàn)流，有功／無功功(gōng)率，有功電度(dù)，功率因素，頻率以及開(kāi)關量信號等，經過邏(luó)輯計(jì)算和(hé)處理後(hòu)，存(cún)儲(chǔ)至(zhì)係統(tǒng)數據(jù)庫中，供(gōng)後(hòu)續數(shù)據分析與處理
。采集(jí)到的(dí)數(shù)據是係(xì)統中(zhōng)*初(chū)始(shǐ)的(dí)源(yuán)數據，後期進(jìn)行數據分析(xī)都是(shì)需(xū)要基於(yú)這些(xiē)采集(jí)到的(dí)*初始(shǐ)的(dí)源(yuán)數(shù)據進行的(dí)
。對於這些(xiē)*初始(shǐ)的源數(shù)據(jù)也需要(yào)及時(shí)保存(cún)和(hé)記(jì)錄(lù)，這樣可以(yǐ)提(tí)供(gōng)給後(hòu)麵(miàn)數(shù)據對(duì)比分(fēn)析(xī)
。

3多(duō)協(xié)議電(diàn)力監控係統的(dí)應用(yòng)

      本係(xì)統在外(wài)高(gāo)橋某港(gǎng)區進(jìn)行了(liǎo)應(yīng)用，自2017年(nián)正式投(tóu)入(rù)運行以來，已順利運(yùn)行1年多(duō)
。係(xì)統實(shí)施過程中，涉及到(dào)智能電表(biǎo)，保護裝(zhuāng)置，溫控器，直流(liú)屏(píng)等(děng)儀(yí)器(qì)設(shè)備，包含(hán)了(liǎo)施(shī)耐德(dé)，ABB，威(wēi)勝(shèng)等多(duō)個(gè)品牌，近(jìn)10種不(bù)同型號，滿(mǎn)足了(liǎo)港區供配(pèi)電(diàn)係(xì)統的能源監(jiān)控(kòng)管(guǎn)理需(xū)求，實現了實(shí)時(shí)在綫(xiàn)監測，異常預(yù)警和(hé)統計(jì)分析等(děng)功能(néng)，確保港區(qū)供(gōng)配電(diàn)係統安全，經濟，合(hé)理(lǐ)運(yùn)行，得(dé)到了(liǎo)業(yè)主及(jí)運營(yíng)單位(wèi)的(dí)好評(píng)
。電力監(jiān)控係(xì)統(tǒng)網絡(luò)實際的結構圖(tú)如圖4所示(shì)
。

圖4電(diàn)力監控(kòng)係統(tǒng)網絡(luò)實際(jì)的結構圖(tú)

       本(běn)係(xì)統在設計網絡(luò)結構(gòu)時，考(kǎo)慮(lǜ)到(dào)不同(tóng)變電(diàn)模(mó)塊之間(jiān)的(dí)配(pèi)電處理(lǐ)都(dū)是(shì)獨立的(dí)模塊(kuài)，一(yī)旦(dàn)出現模(mó)塊(kuài)異常，不能(néng)及(jí)時(shí)處(chǔ)理(lǐ)異常(cháng)會(huì)對係統(tǒng)的總體(tǐ)運(yùn)行(háng)產生一(yī)定(dìng)的影(yǐng)響
。所以為了保(bǎo)障電(diàn)力(lì)模(mó)塊處於正常(cháng)的運轉狀(zhuàng)態，就需(xū)要設計(jì)總(zǒng)的(dí)控(kòng)製室對所有的變(biàn)電模(mó)塊進行(háng)監(jiān)控(kòng)，當某一(yī)個(gè)變(biàn)電(diàn)模(mó)塊(kuài)出(chū)現(xiàn)問題時，總的(dí)控(kòng)製室(shì)就需要(yào)通(tōng)知相對(duì)應(yīng)的維護部門去對有問(wèn)題(tí)的(dí)變電模(mó)塊(kuài)進行(háng)維修，保障電力(lì)係(xì)統正常(cháng)的運轉
。具體的電力監(jiān)控係(xì)統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的結構(gòu)圖如(rú)圖5所示
。

圖(tú)5電(diàn)力(lì)監控(kòng)係統控製(zhì)模塊(kuài)圖

        本係(xì)統在(zài)處理不同模塊之間數據時(shí)，是基於(yú)多(duō)個不(bù)同模塊(kuài)來操(cāo)作運(yùn)行的，所以(yǐ)需(xū)要(yào)設計一個(gè)總體的(dí)控製(zhì)處理模(mó)塊(kuài)對(duì)數(shù)據進行處理
。係(xì)統(tǒng)總體的(dí)控(kòng)製模(mó)塊(kuài)就(jiù)是分(fēn)為(wéi)四個模塊來處(chǔ)理(lǐ)數據，分(fēn)別是(shì)現(xiàn)場參數傳遞子模(mó)塊(kuài)，現場(cháng)狀(zhuàng)態(tài)判(pàn)斷(duàn)子(zǐ)模塊，顯(xiǎn)示(shì)和控製參數(shù)接(jiē)受子模塊和(hé)現場報警驅(qū)動子(zǐ)模(mó)塊(kuài)
。現場參數傳(chuán)遞(dì)子模(mó)塊(kuài)主(zhǔ)要負(fù)責(zé)現(xiàn)場電力儀表和電力(lì)設備傳遞數據的(dí)功能(néng)
。現場(cháng)狀態(tài)判斷子(zǐ)模(mó)塊主(zhǔ)要根據電力參(cān)數判(pàn)斷(duàn)當前(qián)係(xì)統狀態，調動模塊，並(bìng)且把數(shù)據進行(háng)處理和保存(cún)
。顯示(shì)和控(kòng)製(zhì)參(cān)數接受子模(mó)塊(kuài)主(zhǔ)要(yào)負責係統(tǒng)模塊(kuài)與(yǔ)上(shàng)位機(jī)的(dí)數(shù)據(jù)通信(xìn)和(hé)顯(xiǎn)示功(gōng)能(néng)
。這樣可(kě)以(yǐ)方(fāng)便(biàn)工(gōng)作人員準確地對(duì)係(xì)統工作狀態(tài)進(jìn)行(háng)合(hé)理(lǐ)地(dì)數據分析(xī)和異(yì)常(cháng)分析(xī)
。係統報警驅動(dòng)子模塊主要負(fù)責(zé)與報(bào)警(jǐng)裝(zhuāng)置進行數據通信(xìn)，對(duì)異(yì)常的數(shù)據信息(xī)需(xū)要(yào)及時地通過係統報警驅(qū)動子模塊(kuài)進(jìn)行異常(cháng)報警
。這(zhè)樣總控室可(kě)以及(jí)時(shí)地發現異(yì)常(cháng)報(bào)警信息(xī)，並且維護部(bù)門也可(kě)以(yǐ)通過報警驅(qū)動(dòng)子(zǐ)模(mó)塊(kuài)及時地發現哪(nǎ)一個(gè)變電模塊發(fā)現(xiàn)異常(cháng)，去(qù)對應的變(biàn)電模塊(kuài)核查並(bìng)解決異常，保(bǎo)證電(diàn)力(lì)係統正常可靠(kào)的進(jìn)行運(yùn)轉
。

*後，電力(lì)係(xì)統的通(tōng)信模(mó)塊(kuài)是係統(tǒng)運(yùn)行的核心(xīn)模(mó)塊，由於(yú)所(suǒ)有(yǒu)數(shù)據都(dū)是依靠通信(xìn)模塊進行工(gōng)作和運轉的(dí)，所以需要(yào)保證(zhèng)通信模(mó)塊正(zhèng)常合(hé)理的工作
。本(běn)係統(tǒng)中采(cǎi)用(yòng)了一(yī)類(lèi)*新結構的分(fēn)布(bù)控製係(xì)統來保(bǎo)障係(xì)統(tǒng)的正常運行
。作(zuò)為電(diàn)力係(xì)統通信模(mó)塊(kuài)，模塊(kuài)之間(jiān)通過寬(kuān)帶和(hé)窄帶網絡(luò)進(jìn)行(háng)網絡(luò)通(tōng)信，可在(zài)很廣的地域內應用(yòng)
。通過(guò)現場總(zǒng)綫進行(háng)通(tōng)信數據(jù)傳輸(shū)，電力(lì)係統(tǒng)可與(yǔ)現場(cháng)智能儀表進(jìn)行正(zhèng)常的(dí)通信和操作
。而且本(běn)通(tōng)信模塊具有開放的係(xì)統(tǒng)互連和具有(yǒu)互操(cāo)作(zuò)性(xìng)的係統模(mó)塊，這(zhè)可(kě)以(yǐ)及時(shí)解(jiě)決電力係統中的通信問題
。

係統實施過(guò)程中，涉及到智(zhì)能電表(biǎo)，保護裝置，溫控(kòng)器(qì)，直流屏(píng)等儀(yí)器設(shè)備，包含了(liǎo)施(shī)耐德，ABB，威勝等多個品牌(pái)，近10種不(bù)同(tóng)型(xíng)號(hào)，圖6為部(bù)分(fēn)現場設備(bèi)
。

圖6現(xiàn)場設(shè)備(bèi)

表(biǎo)1列舉了項目中涉及的所有設備型號與(yǔ)安裝(zhuāng)分(fēn)布位置(zhì)
。

表1采集(jí)設備(bèi)分布表

現場儀(yí)器設備通過485，以(yǐ)太網等通(tōng)信(xìn)方(fāng)式(shì)，集中安放(fàng)在(zài)各(gè)個變(biàn)／配(pèi)電(diàn)站的通信(xìn)集中器(qì)上，通過光(guāng)纖將采集數據(jù)傳輸到(dào)終端服務器上進(jìn)行處理，圖(tú)7為分(fēn)站通(tōng)信(xìn)設(shè)備，圖8為終(zhōng)端通信處(chǔ)理設(shè)備
。

圖(tú)7分站(zhàn)通信(xìn)設(shè)備

圖8終(zhōng)端通信處(chǔ)理(lǐ)設(shè)備

1)一次係統(tǒng)圖展示
。2個總配電(diàn)站和10個分(fēn)配(pèi)電站(zhàn)的一次(cì)回(huí)路(lù)係統，如圖(tú)9所示
。每個(gè)回路顯(xiǎn)示(shì)測控該回(huí)路設(shè)備(bèi)的在綫(xiàn)／離綫狀(zhuàng)態(tài)，以(yǐ)及斷路(lù)器(qì)開(kāi)關的閉合狀態與(yǔ)每個回路的實(shí)時電參數(電(diàn)壓，電(diàn)流等)
。

圖9一次(cì)係(xì)統(tǒng)界(jiè)麵顯(xiǎn)示圖

2)實(shí)時／歷史(shǐ)數據與(yǔ)曲(qū)綫(xiàn)
。從一(yī)次(cì)係(xì)統(tǒng)圖上(shàng)點(diǎn)擊(jī)相(xiāng)應(yīng)的回路，可進入具體回路信息界麵，該(gāi)界麵(miàn)可以查看各(gè)項(xiàng)實時／歷史(shǐ)電(diàn)參(cān)數(三(sān)相(xiāng)電(diàn)壓，三相電(diàn)流(liú)，功率(shuài)，頻率，功率因數，電(diàn)能等)，該回(huí)路(lù)繼保設備(bèi)上(shàng)測控(kòng)的運行狀(zhuàng)態與報警(jǐng)信(xìn)號(hào)以(yǐ)及(jí)顯(xiǎn)示一段時(shí)間(jiān)內的綫(xiàn)電壓／電(diàn)流／功率(shuài)的曲綫(xiàn)圖，如(rú)圖(tú)10所示
。

圖(tú)10實時(shí)數(shù)據(jù)與(yǔ)曲(qū)綫圖(tú)

3)設備(bèi)運(yùn)行數(shù)據與(yǔ)狀態顯示
。從(cóng)一次係(xì)統圖(tú)上(shàng)點擊相應的(dí)設(shè)備名(míng)稱後(hòu)，進(jìn)入設備(bèi)運(yùn)行數據與狀態(tài)顯示(shì)界(jiè)麵(miàn)，如(rú)圖(tú)11所示(shì)
。該(gāi)界(jiè)麵可以(yǐ)查(chá)看關鍵設備(bèi)，如(rú)直流(liú)屏(píng)，變(biàn)壓器等的實(shí)時運(yùn)行數據(各(gè)類電(diàn)參(cān)數，環(huán)境(jìng)溫度(dù)等(děng))，工(gōng)作狀(zhuàng)態與異(yì)常報警(jǐng)信息
。

圖11設備運行數據與狀態顯(xiǎn)示界麵

4)能耗數據(jù)統計(jì)
。進入(rù)回(huí)路(lù)信息(xī)界麵(miàn)後(hòu)，可選擇查看(kàn)該回(huí)路的能(néng)耗統計(jì)報(bào)表，如(rú)圖12所示
。對(duì)企業(yè)能源監(jiān)測數(shù)據進行(háng)匯總統(tǒng)計與(yǔ)對比(bǐ)分析，提供回(huí)路(lù)的單(dān)一電(diàn)參數(shù)，多參數的(dí)查詢，統(tǒng)計(jì)和對比分(fēn)析(xī)(同(tóng)／環(huán)比)
。實現(xiàn)企(qǐ)業(yè)用(yòng)能(néng)數據的(dí)匯總與統(tǒng)計(jì)，按(àn)需生成統計報表(biǎo)，並提供(gōng)報(bào)表打(dǎ)印(yìn)和文件導出功(gōng)能(néng)(．xls，．xlsx或．txt等格(gé)式)
。

圖12能耗(hào)數據(jù)統計(jì)報(bào)表(biǎo)

5)告警查詢(xún)
。在回(huí)路(lù)信(xìn)息界(jiè)麵，可根據(jù)告警類(lèi)型(xíng)，起始結束時間等條件，選擇查看該(gāi)回路(lù)相關(guān)的(dí)告警統計(jì)信息，如圖13所示(shì)，並提供報表(biǎo)打印和(hé)文(wén)件導出(chū)功(gōng)能(．xls，．xlsx或(huò)．txt等(děng)格式)
。

圖13告(gào)警查(chá)詢(xún)報(bào)表

4安科瑞電力(lì)監控解決(jué)方案(àn)

4.1概述(shù)

      針對用戶(hù)變電站（一般為35kV及以下(xià)電(diàn)壓等(děng)級(jí)），通過微(wēi)機保護(hù)裝置(zhì)，開(kāi)關(guān)櫃(guì)綜(zōng)合(hé)測控裝置，電氣接點無綫(xiàn)測(cè)溫(wēn)產(chǎn)品(pǐn)，電能質量在(zài)綫監(jiān)測裝置(zhì)，配電(diàn)室環(huán)境監控(kòng)設備(bèi)，弧(hú)光保護(hù)裝置等設(shè)備組(zǔ)成綜合自動化的綜合(hé)監(jiān)控(kòng)係統，實現(xiàn)了變電，配(pèi)電(diàn)，用(yòng)電的安(ān)全(quán)運(yùn)行和全麵(miàn)管理
。監控(kòng)範(fàn)圍包(bāo)括用(yòng)戶(hù)變電站，開閉(bì)所，變電(diàn)所及(jí)配電(diàn)室等
。

Acrel-2000Z電力監控(kòng)係(xì)統(tǒng)是安科瑞(ruì)電氣(qì)股(gǔ)份(fèn)有限公(gōng)司根據(jù)電(diàn)力係(xì)統(tǒng)自(zì)動化及(jí)無人值守(shǒu)的要求(qiú)，針對35kV及(jí)以下電壓等(děng)級研發(fā)出的一套分(fēn)層(céng)分布式變(biàn)電(diàn)站(zhàn)監控管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)
。該係統是應用電(diàn)力自(zì)動化技(jì)術，計(jì)算(suàn)機(jī)技(jì)術，網絡技(jì)術和(hé)信(xìn)息傳(chuán)輸(shū)技(jì)術(shù)，集保(bǎo)護，監(jiān)測，控(kòng)製，通(tōng)信等(děng)功能(néng)於(yú)一(yī)體(tǐ)的開(kāi)放(fàng)式(shì)，網絡(luò)化，單(dān)元化(huà)，組態化(huà)的係統(tǒng)，適用(yòng)於(yú)35kV及(jí)以(yǐ)下電壓等(děng)級的城(chéng)網，農(nóng)網(wǎng)變(biàn)電(diàn)站(zhàn)和用戶變電(diàn)站，可實(shí)現對(duì)變電站的控製和管理，滿(mǎn)足(zú)變電(diàn)站無人(rén)或(huò)少(shǎo)人(rén)值(zhí)守(shǒu)的需(xū)求(qiú)，為變電(diàn)站安(ān)全(quán)，穩定(dìng)，經濟(jì)運行提(tí)供(gōng)了堅(jiān)實的(dí)保(bǎo)障(zhàng)
。

4.2應(yīng)用(yòng)場(cháng)所

適用於軌(guǐ)道(dào)交通(tōng)，工(gōng)業(yè)，建築，學(xué)校(xiào)，商業(yè)綜(zōng)合(hé)體(tǐ)等(děng)35kV及以下用戶端(duān)供配電(diàn)自動化係(xì)統工(gōng)程設計，施工和運(yùn)行維(wéi)護(hù)
。

4.3係統架構

Acrel-2000Z電力(lì)監(jiān)控係統采用分層分布式設(shè)計，可分為三(sān)層(céng)：站控管理層，網絡通(tōng)信層和(hé)現場設(shè)備層(céng)，組網(wǎng)方式可為(wéi)標(biāo)準網絡結(jié)構，光纖星型網絡(luò)結構(gòu)，光纖環(huán)網(wǎng)網絡結構(gòu)，根(gēn)據(jù)用戶(hù)用(yòng)電(diàn)規模，用(yòng)電(diàn)設備(bèi)分布和占地麵(miàn)積等(děng)多方麵的(dí)信息(xī)綜(zōng)合(hé)考慮(lǜ)組(zǔ)網方式(shì)
。

4.4係統(tǒng)功能

（1）實時監測(cè)：直(zhí)觀(guān)顯示(shì)配電網的運行狀態，實時監測(cè)各(gè)回路電參(cān)數(shù)信(xìn)息(xī)，動(dòng)態監視(shì)各(gè)配電(diàn)回路有關故障(zhàng)，告警(jǐng)等信號
。

（2）電參量查詢：在配電一次圖中(zhōng)，可(kě)以直(zhí)接(jiē)查(chá)看(kàn)該回(huí)路詳細(xì)電參量(liáng)
。

（3）曲綫查詢：可以直接查看(kàn)各(gè)電參(cān)量曲(qū)綫(xiàn)
。

（4）運行(háng)報表：查詢各回路(lù)或設(shè)備(bèi)相(xiāng)應時間的運行(háng)參數
。

（5）實(shí)時告警：具有(yǒu)實時(shí)告(gào)警(jǐng)功能，係統(tǒng)能(néng)夠對配電回(huí)路遙(yáo)信變位(wèi)，保(bǎo)護動作，事故跳閘等事(shì)件發出告(gào)警(jǐng)
。

（6）歷(lì)史(shǐ)事件查詢：對事(shì)件(jiàn)記錄進行(háng)存(cún)儲和(hé)管理，方便用戶(hù)對(duì)係(xì)統事件和報(bào)警進行(háng)歷(lì)史追溯，查詢(xún)統計(jì)，事故(gù)分(fēn)析
。

（7）電(diàn)能(néng)統計報表(biǎo)：係(xì)統具(jù)備定時抄(chāo)表匯總統計功能，用(yòng)戶可以自(zì)由查(chá)詢自(zì)係統(tǒng)正(zhèng)常(cháng)運行以來任意時間段內各(gè)配電(diàn)節點(diǎn)的用(yòng)電情況
。

（8）用戶權限(xiàn)管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能(néng)，可以(yǐ)定(dìng)義不(bù)同(tóng)級別用戶的登錄名，密碼及(jí)操作權限
。

（9）網絡拓(tuò)撲(pū)圖：支(zhī)持實時監視並(bìng)診(zhěn)斷(duàn)各設備的通訊(xùn)狀(zhuàng)態(tài)，能夠(gòu)完整的顯(xiǎn)示(shì)整個係統(tǒng)網(wǎng)絡結構(gòu)
。

（10）電能(néng)質量監(jiān)測：可(kě)以對整個配電係統範圍(wéi)內的(dí)電(diàn)能(néng)質量和電能(néng)可(kě)靠(kào)性狀況進行持(chí)續性(xìng)的監測(cè)
。

（11）遙控(kòng)功能：可(kě)以對(duì)整個(gè)配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)範(fàn)圍(wéi)內的(dí)設(shè)備進行遠程遙(yáo)控操作
。

（12）故障錄波：可在係統發生(shēng)故障時(shí)，自動準確地記錄(lù)故(gù)障前，後(hòu)過程的各(gè)種電氣(qì)量(liáng)的變化(huà)情況
。

（13）事(shì)故追憶(yì)：可自(zì)動(dòng)記錄(lù)事(shì)故時刻前後一段時(shí)間的所有(yǒu)實時(shí)穩態信(xìn)息(xī)
。

（14）Web訪問(wèn)：展(zhǎn)示(shì)頁(yè)麵顯(xiǎn)示變(biàn)電站數量，變(biàn)壓器(qì)數量，監(jiān)測(cè)點位(wèi)數量等概(gài)況(kuàng)信息(xī)，設(shè)備(bèi)通(tōng)信(xìn)狀態(tài)，用電分析和事(shì)件記(jì)錄(lù)
。

（15）APP訪(fǎng)問：設(shè)備(bèi)數據(jù)頁(yè)麵顯(xiǎn)示各設(shè)備的電(diàn)參(cān)量數據以及曲(qū)綫
。

4.5係統硬(yìng)件(jiàn)配(pèi)置

5結束(shù)語

       本(běn)文(wén)設計的基於多協議(yì)的電(diàn)力監控係統，通(tōng)過數(shù) 據協議轉換(huàn)與數據融(róng)合處理技術，解(jiě)決(jué)了不(bù)同設備間 多協議(yì)數據(jù)的(dí)采集(jí)與(yǔ)處理(lǐ)問(wèn)題(tí)，具有(yǒu)較高(gāo)的(dí)實(shí)用(yòng)性可 擴展性(xìng)，同時避(bì)免了更換(huàn)設備(bèi)的(dí)費用，減少了(liǎo)係(xì)統維(wéi)護 成本，滿(mǎn)足經濟性(xìng)和易維(wéi)護性(xìng)的(dí)要(yào)求(qiú)
。該(gāi)係統已在某 港區(qū)進行(háng)了(liǎo)應用，且(qiě)經過長(cháng)時(shí)間(jiān)的運行(háng)驗(yàn)證，證明(míng)了係(xì) 統(tǒng)的可靠性
。

參(cān)考文(wén)獻(xiàn)

[1] 馮(féng)愛(ài)冰．電力(lì)監控(kòng)係統在(zài)供配電(diàn)設計(jì)中的(dí)應用[ J]．城市 建(jiàn)設理論研(yán)究(電子版)，2013(12)．3．

[2] 何書樵，周(zhōu)陽．電力監控係統在(zài)供(gōng)配(pèi)電設計中(zhōng)的(dí)應(yīng)用(yòng)分(fēn)析 [J]．裝飾裝(zhuāng)修(xiū)天(tiān)地，2017(6)：247．

[3] 劉(liú)智(zhì)鵬．電力監(jiān)控(kòng)係統在供配電(diàn)設計中(zhōng)的應用研究[ J]． 科(kē)技創新(xīn)與應用(yòng)，2015(12)：158．

[4] 樂歡．數據(jù)融合技(jì)術在電(diàn)網規劃中的(dí)應用探討[ J]．低碳(tàn) 世(shì)界(jiè)，2016(27)：74-75．

[5] 鄧(dèng)文(wén)佶(jí).一(yī)種基(jī)於多協議的(dí)糧(liáng)食(shí)港區(qū)電力監控係統(tǒng)的設(shè)計與應用(yòng).

[6] 安科(kē)瑞(ruì)企業微電網(wǎng)應用手冊2020.06版.