安科瑞虞佳豪
電力供應(yīng)是整個(gè)社會生產(chǎn)、人民生活的基本保證之一，也是全世界通用、普遍的能源形式，而且多數(shù)資源都被人類運(yùn)用各種方式轉(zhuǎn)換為電能而加以利用，經(jīng)濟(jì)的高速運(yùn)行也使各領(lǐng)域的用電負(fù)荷急速上升，各種疏漏和故障層出不窮,電力監(jiān)控系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)涉及千萬用戶的各項(xiàng)用電疏漏。用戶側(cè)配電系統(tǒng)的智能化、精細(xì)化、無人值守是當(dāng)下配電管理的必然趨勢。針對用戶側(cè)的配電進(jìn)線回路，設(shè)計(jì)安裝智能儀表，再通過后臺系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)測各用能回路的工作狀態(tài)；并記錄各個(gè)回路的電力參數(shù)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控用能以及相關(guān)電力參數(shù)、提高用能安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的無人值守。通過用能的實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)的采集及存儲，明確用戶的電能使用水平以及配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本、企業(yè)的管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)，后期亦可根據(jù)對配電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析制定相應(yīng)的配電系統(tǒng)維護(hù)方案。

概述

中國人民銀行金融信息中心數(shù)據(jù)中心配電室位于北京市西城區(qū)德外大街德勝國際中心，現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)已運(yùn)行7年時(shí)間，設(shè)備型號老舊，經(jīng)常死機(jī)，故障頻繁，操作不方便，且備用主機(jī)已壞，需要進(jìn)行改造。具體情況如下：
配電室供電采用雙路供電方式，共有高壓柜18個(gè)，低壓開關(guān)柜59個(gè)，進(jìn)線柜8個(gè)，電容控制柜 6個(gè)，變壓器8臺。本次改造在不影響機(jī)房供電的情況下更換配電室監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件，增加9只環(huán)境溫濕度傳感器。在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)及采集線路不改變的情況下改造，改造后可以降低系統(tǒng)的故障率，操作更便捷，功能更完善，同時(shí)提高了系統(tǒng)的安全性，穩(wěn)定性.

用戶需求

1. 對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，產(chǎn)生所必需的電壓合格率、有功、無功、電流、總負(fù)荷、功率因數(shù)、電量日/月/年最大值、最小值及時(shí)間、日期、負(fù)荷率、數(shù)字輸入狀態(tài)量邏輯運(yùn)算值等，設(shè)備正常/異常變位次數(shù)并加以區(qū)分等。
2. 為了防止工控機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障要求兩臺服務(wù)器同時(shí)工作并且接收數(shù)據(jù)一樣。
3. 為了采集的可靠性本項(xiàng)目采用工業(yè)網(wǎng)關(guān)做為采集設(shè)備，本網(wǎng)關(guān)具有數(shù)據(jù)存儲功能且具備兩個(gè)網(wǎng)口同時(shí)給兩臺服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。當(dāng)其中一個(gè)網(wǎng)關(guān)有故障時(shí)只需要把采集端子更換到另外一臺備用網(wǎng)關(guān)即可。
4. 全數(shù)據(jù)備份，能夠?qū)?shù)據(jù)庫中所有信息備份；
5. 定時(shí)自動備份，能夠設(shè)定自動備份周期，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行自動備份；
6. 歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)，能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)備份文件進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)。

系統(tǒng)方案

本項(xiàng)目客戶關(guān)心的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性，要求系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)做雙機(jī)冗余處理，保障數(shù)據(jù)的安全性。在雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)中，主機(jī)和從機(jī)都使用兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器，并分配在兩個(gè)不同的網(wǎng)段，主/從機(jī)之間存在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)互為備用，可保證主/從機(jī)之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)的切換邏輯與單網(wǎng)冗余系統(tǒng)的區(qū)別就是在主/從機(jī)之間探詢對方狀態(tài)時(shí)增加了活動網(wǎng)絡(luò)與備用網(wǎng)絡(luò)的切換。以備份站探詢活動站狀態(tài)為例：當(dāng)備份站通過活動網(wǎng)絡(luò)向活動站發(fā)送探詢命令，如果發(fā)現(xiàn)沒有得到活動站在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的正確應(yīng)答，備份站并不立即將活動站判斷為故障站，而是自動切換到備用網(wǎng)絡(luò)再次向活動站發(fā)送探詢命令。如果備用網(wǎng)絡(luò)通信正常，則將備用網(wǎng)絡(luò)切換為活動網(wǎng)絡(luò)，并將故障的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)在報(bào)警信息中顯示出來。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。站控管理設(shè)備設(shè)置在數(shù)據(jù)中心地下一層配電值班室內(nèi)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成?？偩€網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

小程序

系統(tǒng)功能

配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測
系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。

在配電一次圖中，當(dāng)鼠標(biāo)移動到每個(gè)回路附近時(shí)，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中?，鼠?biāo)單擊可查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時(shí)相電流趨勢曲線及24小時(shí)電壓趨勢曲線。

系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、指定時(shí)間或選擇查詢最近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報(bào)表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運(yùn)行日報(bào)、月報(bào)，支持導(dǎo)出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導(dǎo)出PDF格式文件。

系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可分析追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。

系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

結(jié)束語

本項(xiàng)目客戶是中國人民銀行數(shù)據(jù)中心配電室，客戶關(guān)心的是系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的完整性。項(xiàng)目中使用的ACREL2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有雙機(jī)冗余功能，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)互為備用，可保證主/從機(jī)之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)具有定時(shí)自動備份，能夠設(shè)定自動備份周期。歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)，能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)備份文件進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)。