電力監(jiān)控軟件在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用  

安科瑞 蔡昀羲

0　 引言
　　當(dāng)前，國(guó)內(nèi)很多建筑配電仍普遍采用干式變電器配以低壓電纜分接箱實(shí)現(xiàn)分散供電，給整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理帶來(lái)了很多的不便。計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的日趨成熟，配電系統(tǒng)測(cè)量、控制等功能智能化、網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展的必然趨勢(shì)，配電系統(tǒng)運(yùn)行中的各種問(wèn)題可以通過(guò)微機(jī)全面解決。
　　智能化配電系統(tǒng)由開關(guān)配以具有通信功能的智能化元件，經(jīng)數(shù)字通信與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)分散分布的低壓電纜分接箱內(nèi)開關(guān)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)化管理。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制及設(shè)備維護(hù)信息管理等功能。

1　  項(xiàng)目概況
　　上海核工程研究設(shè)計(jì)院是隸屬于中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司的重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)單位,該院新建大樓系統(tǒng)分為配電室和樓層部分，配電室高壓部分采用ACR330ELH采集諧波數(shù)據(jù)，WHD72采集溫濕度數(shù)據(jù)；低壓進(jìn)線側(cè)采用ACR320ELH采集諧波、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)， ACR220EK網(wǎng)絡(luò)電力儀表采集測(cè)量電流，開關(guān)狀態(tài)由輔助觸點(diǎn)接入ACR220EK儀表的DI（開關(guān)量輸入）接口。樓層部分由ACR220E采集電能數(shù)據(jù)。所有電參量數(shù)據(jù)由儀表的通訊接口經(jīng)RS-485總線傳給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控和遙信功能。        

2　 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
　　上海核工院電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。系統(tǒng)多采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能或區(qū)域進(jìn)行劃分，模塊化設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)一般分為三層，即現(xiàn)場(chǎng)層、中間層、主控層。
　　現(xiàn)場(chǎng)層主要任務(wù)是將現(xiàn)場(chǎng)的各種配電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集和測(cè)量，并將采集和測(cè)量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)。其主要設(shè)備是：ACR330ELH、ACR320ELH諧波表，WHD72D溫濕度儀表、 ACR220EK網(wǎng)絡(luò)電力儀表，裝設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的電纜分接箱內(nèi)。上述設(shè)備均相互獨(dú)立完成各自的功能，不依賴主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行，所有儀表都具備RS-485 通信接口，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的RS-485總線將檢測(cè)到的各項(xiàng)電參數(shù)和狀態(tài)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元。
　　中間層位于現(xiàn)場(chǎng)層與主控層之間，由光電隔離器、串口服務(wù)器構(gòu)成，現(xiàn)場(chǎng)485總線通過(guò)光電隔離器串口服務(wù)器與交換機(jī)相連，完成現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備與主控計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換。
　　主控層位于中控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、UPS不間斷電源、打印機(jī)、報(bào)警裝置等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計(jì)算機(jī)上，通過(guò)軟件的人機(jī)界面和各種管理功能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　圖1　系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　上海核工院新建樓層監(jiān)控中心位于1層消控室，配電室位于地下2層車庫(kù)，距離不超過(guò)1200米，直接通過(guò)鋪設(shè)RS-485總線進(jìn)行通訊即可，考慮到現(xiàn)場(chǎng)地理位置及走線方便合理等問(wèn)題，采用8路RS-485網(wǎng)絡(luò)可將所有配電室監(jiān)控點(diǎn)覆蓋；樓層部分考慮到走線方便問(wèn)題，采用3路RS-485網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)豎井、吊頂拉到消控室。

3　 Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件解決方案
　　Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過(guò)程控制的專用軟件，最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢(shì)曲線、報(bào)警等）對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地?cái)?shù)據(jù)完全相同，通過(guò)“組態(tài)”的方式可以縮短自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成的時(shí)間，提高集成效率。
　　該系統(tǒng)實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了各類用電設(shè)備的電能報(bào)表，各用電回路的實(shí)時(shí)電參量遙測(cè)，重要回路的電能質(zhì)量（含諧波）分析，以及重要回路的負(fù)荷用電趨勢(shì)等功能，圖表分別見圖2、圖3、圖4。

 圖2　實(shí)時(shí)電參量遠(yuǎn)程抄表

圖3　重要回路諧波參數(shù)及棒圖

圖4　重要回路諧波參數(shù)及棒圖

4　 結(jié)束語(yǔ)
　　在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，具有實(shí)施簡(jiǎn)明，投資少等顯著優(yōu)點(diǎn)，可以方便和實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對(duì)各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少工作人員，提高效率。同時(shí)，根據(jù)建立的電能計(jì)量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計(jì)劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。

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