淺談基于組態(tài)監(jiān)控軟件的變電站電能管理系統(tǒng)

時(shí)間：2020-01-05作者：成都安科瑞電氣有限公司瀏覽：453

淺談基于組態(tài)監(jiān)控軟件的變電站電能管理系統(tǒng)

羅帥¹
1. 上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 201801

摘    要：電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。變電站自動(dòng)化控制是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶(hù)提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。本文就基于A(yíng)crel-3000電力監(jiān)控軟件和ACR220ELK、ACR230EFLK、ACR330EFLK網(wǎng)絡(luò)電力儀表的上海羅涇礦石碼頭的電能管理系統(tǒng)，簡(jiǎn)單的介紹下組態(tài)軟件在變電站電能管理方面的應(yīng)用。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套分散式采集和集中控制管理，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)在配電室中無(wú)人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場(chǎng)操作斷路器的煩瑣，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。 
關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控軟件   電力儀表  電能管理                              

0　 概述
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)很多建筑配電仍普遍采用箱式變電站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)日趨成熟，配電系統(tǒng)測(cè)量、控制等功能的智能化、網(wǎng)絡(luò)化已是發(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(kāi)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(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行的自動(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。
本文以上海羅涇礦石碼頭電能管理系統(tǒng)為例子，簡(jiǎn)單介紹以下變電站的智能化管理。

1　 系統(tǒng)分析
上海羅涇礦石碼頭有限公司由上海港務(wù)（集團(tuán)）股份有限公司、中國(guó)香港玨瑞投資有限公司、寶山鋼鐵股份有限公司、馬鞍山鋼鐵股份有限公司，以共同投資、共同經(jīng)營(yíng)的方式合資組建。公司于2007年11月1日正式成立，港區(qū)位于寶山羅涇地區(qū)，距市中心38Km，距吳淞口約17km，年吞吐量2200萬(wàn)噸，可同時(shí)停靠2艘20萬(wàn)噸級(jí)（經(jīng)減載）的大型散貨船舶，并可對(duì)2萬(wàn)噸級(jí)海輪直接進(jìn)行裝船作業(yè)。在世界上**實(shí)現(xiàn)供供碼頭和大型鋼鐵企業(yè)之間的工業(yè)物流配送新理念，進(jìn)行物流鏈于生產(chǎn)鏈的無(wú)縫隙銜接。
上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年11月承接上海羅涇礦石碼頭遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施。采用Acrel-3000型電力監(jiān)控系統(tǒng)， 本監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍：上海羅涇礦石碼頭3.5萬(wàn)總變、2#分變、2B分變、3#分變、4#分變安裝的100多個(gè)安科瑞提供的帶通訊電表。項(xiàng)目啟動(dòng)前買(mǎi)方需提供配電系統(tǒng)一次系統(tǒng)圖、平面圖、二次系統(tǒng)圖等，以供賣(mài)方設(shè)計(jì)參考。賣(mài)方按照買(mǎi)方的實(shí)際需求和智能元器件的功能，完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要功能為：一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄，系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；電能報(bào)表查詢(xún)與打印；系統(tǒng)負(fù)荷、諧波的實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權(quán)限管理等主要功能，實(shí)際細(xì)化功能賣(mài)方可以根據(jù)買(mǎi)方的使用習(xí)慣和需求做可行性修改。
整個(gè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)，監(jiān)控主機(jī)位于辦公大樓八樓的計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)，四個(gè)變電站分別立在碼頭的四個(gè)位置，各個(gè)變電站均含有10KV、700V、400V供配電系統(tǒng)，變電所配電柜內(nèi)安裝有本公司的ACR330ELFHK、ACR230ELFHK、ACR220ELFHK儀表共計(jì)100多個(gè)回路。系統(tǒng)采用開(kāi)放的通訊協(xié)議，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與高低壓配電系統(tǒng)等相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。

2　 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)    
本系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

隔層主要的設(shè)備為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開(kāi)關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。
中間層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶(hù)，同時(shí)用戶(hù)可以通過(guò)系統(tǒng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控功能。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線(xiàn)上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，大傳輸距離為1.2km。

3　 系統(tǒng)的主要功能
3.1  數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Ep、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶(hù)，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶(hù)查詢(xún)。
3.2  人機(jī)交互
系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。

3.3  故障報(bào)警及事故追憶
在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶(hù)及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn)，以被用戶(hù)查詢(xún)，追憶故障原因。

3.4  數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢(xún)
主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數(shù)據(jù)庫(kù)，定期生成報(bào)表，以供用戶(hù)查詢(xún)打印。
3.5  電能成本管理
自動(dòng)進(jìn)行日、月、年的電能統(tǒng)計(jì)，可以進(jìn)行尖、峰、平、谷時(shí)段設(shè)定，實(shí)現(xiàn)具有電能分時(shí)計(jì)費(fèi)功能，同時(shí)生成日、月、年報(bào)表，電能棒圖、餅圖、電能曲線(xiàn)圖等。

3.6  用戶(hù)權(quán)限管理
可根據(jù)買(mǎi)方要求添加和刪除軟件的用戶(hù)數(shù)量和設(shè)置用戶(hù)的權(quán)限。針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù)，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。
3.7  運(yùn)行負(fù)荷曲線(xiàn)
定時(shí)采集進(jìn)線(xiàn)及重要回路電流負(fù)荷參量，自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)的，方便用戶(hù)及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況、實(shí)時(shí)顯示重要回路的諧波數(shù)據(jù)（2—31次諧波），以及查詢(xún)歷史諧波數(shù)據(jù)等。

3.8  系統(tǒng)特點(diǎn)
通訊線(xiàn)接點(diǎn)少，畫(huà)面顯示直觀(guān)，數(shù)據(jù)刷新快，及時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，同時(shí)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，方便用戶(hù)使用，各種功能可根據(jù)用戶(hù)的需求靈活變化，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)快捷方便，修改軟件也不繁瑣。

4　 結(jié)束語(yǔ)
本文講述了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特征、結(jié)構(gòu)及其功能。變電站自動(dòng)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的功能，還有許多技術(shù)問(wèn)題需要攻關(guān)解決，作者相信在不太遠(yuǎn)的一段時(shí)間管理便捷化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，將有一個(gè)蓬勃的發(fā)展期。

參考文獻(xiàn)
[1] 任致程、周中編著  電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 中國(guó)電力出版社 2007.4
[2] 朱立泉 變配電系統(tǒng)的智能管理系統(tǒng)分析  智能建筑電氣技術(shù)  2007年1卷4期
[3] 王振生 解析《變配電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
 


成都安科瑞電氣有限公司專(zhuān)注于企業(yè)微電網(wǎng)EMS3.0,企業(yè)能管系統(tǒng),綜自系統(tǒng)/光儲(chǔ)充平臺(tái)等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 一種新型直流電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  一種新型直流電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [align=center]楊小琴1 王 波2 包林杰2 朱大衛(wèi)2 （1.華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司? 上海市? 200002） （2.江蘇安科瑞電器制造有限公司? 無(wú)錫? 214400）[/align] [p]摘要：介紹了一款無(wú)人職守的智能直流電源監(jiān)控系統(tǒng)，闡述了綜合監(jiān)控模塊、電池巡檢模塊和絕緣監(jiān)測(cè)模塊。該系統(tǒng)采用分散控制

• ACREL-3000在武漢重型機(jī)床集團(tuán)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

  ACREL-3000在武漢重型機(jī)床集團(tuán)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用 榮司詞1 1. 上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 201801 摘? ? 要：為提電力監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，對(duì)于武漢重型機(jī)床集團(tuán)電力監(jiān)控系統(tǒng)提出了光纖組網(wǎng)的方式：把儀表、組態(tài)軟件與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來(lái)。該系統(tǒng)將硬件電路組裝在開(kāi)關(guān)柜中，通過(guò)組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)監(jiān)控軟件，顯示系統(tǒng)的配置及各種電氣參數(shù)，實(shí)現(xiàn)配電室數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和管理。整個(gè)

• 上海電氣電站(東廠(chǎng))在用電高峰期優(yōu)化生產(chǎn)方案探討

  劉大成? 上海安科瑞電氣股份有限公司 摘? ? 要：隨著科技的發(fā)展，大型企業(yè)用電越來(lái)越多，如何便捷的管理用電，并且保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行就非常值得關(guān)注了。變電站自動(dòng)化控制是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶(hù)提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。本文就基于A(yíng)crel-2000電力監(jiān)控軟件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320

• 汽車(chē)工業(yè)

  汽車(chē)工業(yè) 德陽(yáng)東汽（災(zāi)后重建） 變電站設(shè)備由川開(kāi)電氣制造，采用了ACR、PZ系列電力監(jiān)控儀表304臺(tái)，其它汽車(chē)工業(yè)項(xiàng)目還有：北京動(dòng)車(chē)組、河南宇通客車(chē)、山東上汽汽車(chē)、長(zhǎng)春富奧汽車(chē)零部件、一汽解放變速箱廠(chǎng)、一汽巴勒特鍛造公司改造等。 瀏覽次數(shù)：969|發(fā)布日期：2006-11-15