倪中明 楊興媚

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰

摘要：本文針對陜西中煙智能配電系統(tǒng)，利用Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和電力監(jiān)控儀表，設(shè)計并實現(xiàn)了一套分散式采集和集中控制管理的配電自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了微機在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場操作的煩瑣，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：智能配電系統(tǒng);電力監(jiān)控儀表;SCADA

0 引言

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA 系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng);它應用領(lǐng)域很廣，可以應用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)應用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。它在電力系統(tǒng)中占重要地位,可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能,即我們所知的”四遙”功能。RTU(遠程終端單元),FTU(饋線終端單元)是它的重要組成部分。 介紹了SCADA在現(xiàn)今的變電站綜合自動化建設(shè)中的重要作用，本文以安科瑞公司的Acrel-2000型電力監(jiān)控軟件在陜西中煙工業(yè)有限責任公司澄城卷煙廠配電管理中的最典型應用為例做一介紹。

1 項目介紹

陜西中煙工業(yè)有限責任公司澄城卷煙廠原名澄城卷煙廠。于1976 年6月建廠。2003年3月底，在全國煙草行業(yè)實施組織結(jié)構(gòu)調(diào)整的新形勢下，與徐州卷煙廠重組，成為徐州卷煙廠澄城分廠。澄城卷煙廠在其自身發(fā)展的同時，堅持"國家利益至上，消費者利益至上"的宗旨，為國家和地方經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展做出過突出的貢獻，成為渭南市、澄城縣財政的重要支柱和骨干稅源。2007 年12月12日，根據(jù)《國家煙草專賣局、中國煙草總公司關(guān)于調(diào)整澄城分廠管理體制的批復》，澄城分廠由江蘇中煙工業(yè)公司整體劃歸陜西中煙工業(yè)公司，成為陜西中煙工業(yè)有限責任公司澄城卷煙廠。

陜西中煙電力系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場分為兩個低壓配電室：東配電室和西配電室。其中監(jiān)控室位于東配電室內(nèi)。現(xiàn)場儀表為上海安科瑞ACR系列智能電力儀表，儀表通過MODBUS協(xié)議RS485總線連接到串口服務器上，再與計算機連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

2 用戶需求

上海安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)集成部對陜西中煙工業(yè)有限責任公司澄城卷煙廠要解決的問題進行詳細分析，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)務問題以及問題的來龍去脈后，經(jīng)雙方溝知電力監(jiān)控系統(tǒng)應實現(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，調(diào)配三相配電平衡和削峰填谷;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。

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，可擴展性和易維護性的原則，上海安科瑞電氣股份有限公司對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)計方案。

3.1 參考標準

系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標準：

ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》

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》

3.2 組網(wǎng)方案

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器，串口服務器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器后接入網(wǎng)絡(luò)交換機，進而傳輸至后臺主機實現(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。

3.3 儀表和軟件以及組網(wǎng)設(shè)備選型

電力監(jiān)控儀表選型

ACREL電力監(jiān)控儀表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的。它能進行全電量測量，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度、諧波等。由于該電力儀表還具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，所以我們也稱之為網(wǎng)絡(luò)電力儀表。它非常適合于智能變配電系統(tǒng)。

該表具有很高的性能價格比，可以直接取代常規(guī)電力變送器及測量儀表。作為一種先進的智能化、數(shù)字化的前端采集元件，該系列網(wǎng)絡(luò)儀表已廣泛應用于各種控制系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中以及能耗監(jiān)測系統(tǒng)中。

電能管理軟件選型

安科瑞Acrel- 2000型電力監(jiān)控軟件是上海安科瑞電氣股份有限公司總結(jié)多年的開發(fā)、實踐經(jīng)驗和電力用戶需求而設(shè)計開發(fā)的高產(chǎn)品。靈活的開發(fā)環(huán)境，降低了組態(tài)開發(fā)的工作量;高性能實時、歷史數(shù)據(jù)庫，快速訪問接口在數(shù)據(jù)庫4萬點數(shù)據(jù)負荷時;強大的分布式報警、事件處理，支持報警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲，恢復功能;支持操作圖元對象的多個圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏;強大的ACTIVEX控件對象容器，增加了通過腳本對容器對象的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對象的方法、屬性;全新的、靈活的報表設(shè)計工具;提供豐富的報表操作函數(shù)集、支持復雜腳本控制。

組網(wǎng)設(shè)備選型

對陜西中煙工業(yè)有限責任公司澄城卷煙廠提出的需求和我們確定的組網(wǎng)方案，站控管理層設(shè)備層采購華北工控的工業(yè)主機，聯(lián)想的顯示器，SANTAK的UPS以及HP的打印機;網(wǎng)絡(luò)通訊層使用MOXA的NPORT5430I串口服務器，華為3C16470網(wǎng)絡(luò)交換機;現(xiàn)場設(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。

4 系統(tǒng)功能

上位機軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1 一次圖顯示：

Acrel-2000軟件通過中間采集設(shè)備采集現(xiàn)場電力監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)一次圖顯示出來。如下圖所示，各個回路三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能等電參量實時刷新顯示，能直觀反映該系統(tǒng)各進出線回路運行狀況。

4.2 遠程抄表查詢：

各個配電室各個回路按照時間段進行歷史數(shù)據(jù)查詢。選擇回路后，可選擇時間間隔、時間長度對該回路進行歷史數(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)果可導出成EXCEL表格進行保存，也可打印保存。

4.3 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。

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,減少分支變電所數(shù)據(jù)的沉淀，集中信息反映。

兼容性和可擴展性分析：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)整即可與正在實施或即將實施的樓宇自動化系統(tǒng)對接，可以充分保護企業(yè)的投資。

保持數(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)導層了解真實的數(shù)據(jù)。

6 結(jié)束語

Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)把各個站點綜合起來，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)進行管理分析，便于維護人員明確設(shè)備狀況，制定詳細的設(shè)備維護計劃，減少工作人員，提高效率。同時，根據(jù)建立的電能計量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。

參考文獻

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

作者簡介倪中明 (1982-)，男，本科，畢業(yè)于青島科技大學自動化學院，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。

楊興媚 (1988-)，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，技術(shù)工程師，主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。技術(shù)交流：0510-86189371 傳真：0510-86179975 手機：18860995115 QQ:2880157875 主頁：http://eim.acrel.cn