0 引言
近年來，隨著電網(wǎng)現(xiàn)代化程度的不斷提高，變配電站將向數(shù)字化，智能化發(fā)展。智能電子設(shè)備將會越來越多地應(yīng)用于變配電站中的保護(hù)，控制和測量領(lǐng)域。電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠明顯提高數(shù)據(jù)的可靠性和真實有效性，從而提高管理的規(guī)范性，安裝在監(jiān)控側(cè)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表與變配電站電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信，可以提供充分的電力系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而提高整個變配電站的運行和維護(hù)水平。
Acrel-2000電力監(jiān)控軟件在淄博歐木特種紙業(yè)有限公司的應(yīng)用，成功實現(xiàn)了用戶端配電側(cè)電力參數(shù)的集中采集，為淄博歐木特種紙業(yè)有限公司電能監(jiān)測與節(jié)能優(yōu)化提供了可靠地數(shù)據(jù)依據(jù)和平臺。
1 項目介紹
淄博歐木特種紙業(yè)有限公司是山東齊峰特種紙業(yè)股份有限公司的全資子公司。2003年企業(yè)被國家科技部命名為國家新材料產(chǎn)業(yè)化基地骨干企業(yè)，2004 年進(jìn)入全國私營企業(yè)納稅百強(qiáng)排行榜，公司擁有山東省企業(yè)技術(shù)開發(fā)中心、山東省高檔裝飾原紙工程技術(shù)中心和院士工作站，由中國唯一造紙院士陳克復(fù)教授擔(dān)任首席專家。企業(yè)是國家級重點高新技術(shù)企業(yè)，山東省造紙十強(qiáng)企業(yè)、淄博市明星企業(yè)，“雙峰牌”系列高檔裝飾原紙產(chǎn)品榮獲“山東省著名商標(biāo)”和“山東名牌”的稱號。公司通過了ISO9001 國際質(zhì)量、ISO14001 國際環(huán)境、OHSAS18001 安全三標(biāo)管理體系認(rèn)證，2007年、2008年連續(xù)兩年被國家統(tǒng)計局評為高檔裝飾原紙行業(yè)全國銷售量、銷售額第一名，被中國創(chuàng)業(yè)投資界評為2009中國最具投資價值企業(yè)50強(qiáng)，被央視證券資訊頻道評為2009中國最具投資潛力企業(yè)。
淄博歐木特種紙業(yè)有限公司四期電力監(jiān)控系統(tǒng)針對淄博歐木特種紙業(yè)有限公司內(nèi)四期低壓配電室開關(guān)柜內(nèi)安裝的安科瑞智能電力儀表，現(xiàn)場約120只儀表，監(jiān)控室就位于配電室內(nèi)，配電室內(nèi)儀表直接通過RVVSP屏蔽雙絞線拉到串口服務(wù)器上，再與后臺監(jiān)控主機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2 用戶需求
江蘇安科瑞電器制造有限公司系統(tǒng)集成部對歐木特種紙業(yè)四期電力監(jiān)控系統(tǒng)要解決的問題進(jìn)行詳細(xì)分析，弄清楚項目發(fā)起人及項目其他干系人的要求¸待開發(fā)的信息系統(tǒng)要解決客戶和用戶的業(yè)務(wù)問題以及問題的來龍去脈后，經(jīng)雙方溝通知電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)各配電室各饋線回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，配電室整體一次圖形式直觀動態(tài)顯示；完成對各配電回路的電壓、電流或功率實時和歷史趨勢曲線的繪制，便于分析該回路配電運行工況；完成對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表，所有報表或圖表支持查詢打印功能；對各監(jiān)測點的通訊狀態(tài)或異常用電進(jìn)行報警，便于管理人員實時掌握并分析配電運行情況。
3 設(shè)計方案
根據(jù)可靠性和高效率配電管理的要求，以及實用性，安全性，實時性，穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性和易維護(hù)性的原則，江蘇安科瑞電器制造有限公司對歐木特種紙業(yè)四期的智能配電系統(tǒng)的改造提供如下設(shè)計方案。
3.1 參考標(biāo)準(zhǔn)
系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn)：
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
GBJ63-93 《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)程》
GB2887 《計算站場地技術(shù)要求》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范
DL/T/814-2002 配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范
IEC 61587 電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列
3.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)鋱D
為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電室現(xiàn)場安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務(wù)器，串口服務(wù)器通過五類線接入后臺主機(jī)實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，存儲，處理，實時顯示以及歷史查詢,如下圖1：
圖1
4 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
4.1 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，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運行狀態(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時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
4.2 人機(jī)交互
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。
4.3 歷時事件
歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。
4.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
4.5 用戶權(quán)限管理
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。
4.6 運行負(fù)荷曲線
負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動生成運行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負(fù)荷狀況。點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
4.7 遠(yuǎn)程報表查詢
報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。
5 系統(tǒng)案例分析
上位機(jī)軟件為Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，該軟件具有友好的人機(jī)交互界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備各電參量及開關(guān)量狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行實時顯示與存儲。系統(tǒng)還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設(shè)計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有回路用電量的采集和統(tǒng)計，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動抄表、電力監(jiān)測與電能管理功能。
5.1 數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)圖顯示
現(xiàn)場儀表測量并采集回路數(shù)據(jù)信息，上位機(jī)軟件再對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時或周期采集并存儲，可以自由設(shè)置采集的時間周期，最小的系統(tǒng)支持的采集周期。可以隨時查看任一表計的瞬時表值、累計量等信息，記錄時間間隔內(nèi)電力儀表的電壓、電流、功率因數(shù)和有功電度等。這些參數(shù)信息可以自動保存到數(shù)據(jù)庫中，便于查詢。
系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面，便于普通的現(xiàn)場值班人員查看并記錄相關(guān)信息，系統(tǒng)一次圖（如圖2）不僅顯示了線路的開關(guān)狀態(tài)，還實時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數(shù)。所有數(shù)據(jù)信息都定期的保存到數(shù)據(jù)庫中。
圖2
5.2 遠(yuǎn)程抄表
系統(tǒng)對所有采集到的數(shù)據(jù)都能實時的顯示，并保存到數(shù)據(jù)庫中，因此可以手動查詢每個回路的所有實時及歷史電參量數(shù)據(jù)，并以表格的形式展現(xiàn)給用戶，便于打印、保存。如圖3所示。
圖3
5.3趨勢曲線：
各重要回路電流、功率實時趨勢顯示及歷史趨勢查詢功能。選擇回路后，該回路實時趨勢曲線會不斷刷新，選擇“起始時間”可查看該回路歷史趨勢曲線，選擇“時間長度”可查看歷史日、月、年趨勢曲線，能更加直觀反映該回路運行情況，如下圖4：
圖4
5.4 報警提示和查詢界面：
電力監(jiān)控系統(tǒng)實時和歷史報警界面，實時報警會彈出報警窗口提示，歷史報警通過查詢得出，如下圖5、6所示：
圖5
圖6
5 項目實施后的效果分析
實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集,降低管理費用：可以實現(xiàn)各種電參量數(shù)據(jù)的集中采集記錄,集中數(shù)據(jù)分析,減少分變電所數(shù)據(jù)的沉淀，集中信息反映。
兼容性和可擴(kuò)展性分析：Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)充分考慮了與BA系統(tǒng)之間的互連互通，避免成為信息孤島，只要稍做調(diào)整即可與正在實施或即將實施的樓宇自動化系統(tǒng)對接，可以充分保護(hù)企業(yè)的投資。
保持?jǐn)?shù)據(jù)的原始性，防止被修改：原始的由現(xiàn)場電工抄表后送交管理層的方式,增加了因數(shù)據(jù)抄送過程中被修改而使領(lǐng)導(dǎo)讀臟數(shù)據(jù)的幾率，Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)保持了數(shù)據(jù)的原始性，便于領(lǐng)導(dǎo)層了解真實的數(shù)據(jù)。
6 結(jié)束語
本文以Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心，分析了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選型，以及Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表具有實施簡明、投資少等顯著優(yōu)點，可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(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)計劃，減少工作人員，提高效率。
參考文獻(xiàn):
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》，任致程、周中，中國電力出版社
[2]《智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施技術(shù)》，黎連業(yè)、朱衛(wèi)東、李皓，清華大學(xué)出版社
