電力監(jiān)控軟件在中化平原智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)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)操作的無(wú)序性，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；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；中化化肥；應(yīng)用

0 引言

        近年來(lái)，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(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用于變配電站中的保護(hù)，控制和測(cè)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(shí)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(gè)變配電站的運(yùn)行和維護(hù)水平。
        Acrel-2000電力監(jiān)控軟在中化平原化工有限公司的應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了5個(gè)低壓配電室電力參數(shù)的集中采集，成為中化平原化工有限公司變配電站向數(shù)字化，智能化發(fā)展的標(biāo)志。

1 項(xiàng)目介紹

        中化平原化工有限公司是中化化肥有限公司控股的百萬(wàn)噸級(jí)大型氮肥生產(chǎn)企業(yè)，公司位于山東省平原縣龍門經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，占地面積2256畝。公司主要產(chǎn)品產(chǎn)能包括尿素116萬(wàn)噸/年、甲醇30萬(wàn)噸/年、碳酸氫銨25萬(wàn)噸/年、三聚氰胺3萬(wàn)噸/年、發(fā)電10萬(wàn)千瓦時(shí)、粉煤灰節(jié)能墻材30萬(wàn)立方米、工業(yè)板紙20萬(wàn)噸、棉紗2萬(wàn)紗錠。公司作為國(guó)家大型一檔企業(yè)、山東省200家重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)之一、德州市5家重點(diǎn)骨干企業(yè)之一、平原縣重點(diǎn)骨干企業(yè)，先后獲得山東省化肥行業(yè)企業(yè)創(chuàng)新先進(jìn)單位、山東省金融系統(tǒng)“AAA”級(jí)企業(yè)、全國(guó)小氮肥市場(chǎng)綜合占有率前10位等榮譽(yù)稱號(hào)。 公司原名為德齊龍化工集團(tuán)，于2008年6月17日與中化化肥有限公司簽訂了股權(quán)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，正式更名為中化平原化工有限公司。

        中化平原電力監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)分為5個(gè)低壓配電室，配電室內(nèi)采用安科瑞PZ系列電力監(jiān)控儀表采集各回路的電流、電壓、電能等電參量，然后通過(guò)中間層采集設(shè)備經(jīng)光纖傳到監(jiān)控室計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信功能。

2 用戶需求

        上海安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)集成部對(duì)中化平原化工有限公司要解決的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，弄清楚項(xiàng)目發(fā)起人及項(xiàng)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(wèn)題以及問(wèn)題的來(lái)龍去脈后，經(jīng)雙方溝通知電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)實(shí)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(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，配電室整體一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示；完成對(duì)各配電回路的電壓、電流或功率實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線的繪制，便于分析該回路配電運(yùn)行工況，調(diào)配三相配電平衡和削峰填谷；完成對(duì)各回路的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的用電報(bào)表，所有報(bào)表或圖表支持查詢打印功能；對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通訊狀態(tài)或異常用電進(jìn)行報(bào)警，便于管理人員實(shí)時(shí)掌握并分析配電運(yùn)行情況。

3 設(shè)計(jì)方案

        根據(jù)可靠性和高效率配電管理的要求，以及實(shí)用性，安全性，實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性和易維護(hù)性的原則，上海安科瑞電氣股份有限公司對(duì)中化平原化工有限公司的智能配電系統(tǒng)的改造提供如下設(shè)計(jì)方案

        3.1 參考標(biāo)準(zhǔn)

        系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

        ISO/IEC11801             《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

        JGJ/T 16-92                 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

        GB/J63-90                    《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)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(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》

        GB2887                        《計(jì)算站場(chǎng)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(yàn)收規(guī)范》

        IEC-61131-3                《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

        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(chǎng)安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過(guò)屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務(wù)器，串口服務(wù)器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器后接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，進(jìn)而傳輸至后臺(tái)主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，存儲(chǔ)，處理，實(shí)時(shí)顯示以及歷史查詢。

 

        3.3 儀表，通訊線纜，交換機(jī)及串口服務(wù)器選型

        對(duì)中化平原化工有限公司提出的需求和我們確定的組網(wǎng)方案，站控管理層設(shè)備層采購(gòu)華北工控的工業(yè)主機(jī)，聯(lián)想的顯示器，SANTAK的UPS以及HP的打印機(jī)；網(wǎng)絡(luò)通訊層使用MOXA的NPORT5430I串口服務(wù)器，華為3C16470網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層采上海安科瑞公司PZ80系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表，總線鋪設(shè)屏蔽雙絞線，以滿足系統(tǒng)組網(wǎng)的要求，具體設(shè)備如下表：

應(yīng)用場(chǎng)合			型號(hào)	主要功能
站控管理層	工作站 主機(jī)		RPC-610	● 4U、19英寸可上架，歐美風(fēng)格，符合 EIARS-310C 標(biāo)準(zhǔn) ● 前面板帶鎖，防止誤操作 ● 尺寸482mm×460mm×177mm(W×D×H) ● 前面板帶鎖，防止誤操作
	UPS 電源		C1K/1KVA	輸入保護(hù) 可復(fù)位斷路器 輸出保護(hù) 短路、電池低電壓、過(guò)載、輸出高電壓、UPS過(guò)溫 工作溫度 0℃～40℃ 存放溫度 -25℃～55℃ 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) Q/ZYDZ 1-2002備案號(hào)：QB/440600 29 1555-2002 濕度 0～90℃不凝結(jié)
網(wǎng)絡(luò)通訊層	串口服 務(wù)器		NPORT5430I	NPort 5400系列的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器可讓工業(yè)串口設(shè)備立即連上網(wǎng)絡(luò)。NPort 5400系列的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器體積小巧，將RS-232或RS-422/485串口設(shè)備，如PLC，測(cè)量?jī)x，和傳感器連接到IP-based Ethernet LAN。
	網(wǎng)絡(luò)交 換機(jī)		3C16470	桌面級(jí),二層,非網(wǎng)管型交換機(jī),存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式,16口,10M/100Mbps,支持網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.1d,IEEE 802.3x,支持全雙工。
	光電轉(zhuǎn) 換器		MIE-1102	工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)收發(fā)器。用于10Base-T或100Base-TX雙絞線與100Base-FX光纜之間數(shù)據(jù)通訊，它將網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的極限從雙絞線的100米擴(kuò)展到了100公里以上。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層	網(wǎng)絡(luò)電 力儀表		PZ系列	全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。
	現(xiàn)場(chǎng)總線		RVVP2*1.0	屏蔽雙絞線：中距離傳輸 RS485通訊方式時(shí)傳輸距離≤1200m，沒(méi)跟現(xiàn)場(chǎng)總線理論上手拉手連接32塊網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

 

4 系統(tǒng)功能

        上位機(jī)軟件采用Acrel–2000電力監(jiān)控軟件，通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

        4.1. 一次圖顯示 
        ACREL-2000軟件通過(guò)中間采集設(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)電力監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)一次圖顯示出來(lái)。如下圖所示，各個(gè)回路三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功電能等電參量實(shí)時(shí)刷新顯示，能直觀反映該系統(tǒng)各進(jìn)出線回路運(yùn)行狀況。

 

        4.2. 遠(yuǎn)程抄表查詢 
        各個(gè)配電室各個(gè)回路按照時(shí)間段進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢。選擇回路后，可選擇時(shí)間間隔、時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)該回路進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)精確查詢，包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)和電能等常用數(shù)據(jù)。查詢結(jié)果可導(dǎo)出成EXCEL表格進(jìn)行保存，也可打印保存。

 

        4.3 趨勢(shì)曲線
        各重要回路電流、功率實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示及歷史趨勢(shì)查詢功能。選擇回路后，該回路實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線會(huì)不斷刷新，選擇“起始時(shí)間”可查看該回路歷史趨勢(shì)曲線，選擇“時(shí)間長(zhǎng)度”可查看歷史日、月、年趨勢(shì)曲線，能更加直觀反映該回路運(yùn)行情況。
 

5 項(xiàng)目實(shí)施后的效果分析

        實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集,降低管理費(fèi)用：可以實(shí)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,減少分支變電所數(shù)據(jù)的沉淀，集中信息反映。

        兼容性和可擴(kuò)展性分析：安科瑞2000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(shí)施或即將實(shí)施的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)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(chǎng)電工抄表后送交管理層的方式,增加了因數(shù)據(jù)抄送過(guò)程中被修改而使領(lǐng)導(dǎo)讀臟數(shù)據(jù)的幾率，安科瑞2000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(shí)的數(shù)據(jù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

        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(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。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)電力出版社

作者簡(jiǎn)介：

倪中明 (1982-)，男，本科，畢業(yè)于青島科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。

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