赵利民
(太原煤气化股份有限公司焦化厂,山西太原030024)
电力供应是整个社会生产、人民生活的基本保证之一。近年来,随着我国国民经济的快速发展,社会对电力需求越来越大,电网的负荷也越来越重。由于用户生活质量、办公效率和生产工艺的不断提高,供电系统的可靠性、安全性、稳定性、连续性已成为困扰供电企业的主要问题,怎样在满足生产、生活用电的同时,有效地节约电能,提高供电可靠性、加快事故处理速度也成为电力工作者迫切需要解决的问题。随着计算机技术、网络通信技术及现代低压监控技术的日趋完善,实现供电系统监测、控制的智能化、网络化,已成为今后发展的必然的趋势。
通过应用电力自动化监测系统,可以提高供电企业经济效益,保证供电可靠性,提高电力品质,实现变电站的无人值守或者少人值守,可以进一步提高企业决策管理水平,转变传统管理运营方式,提升企业形象,推动供电管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化、网络化、信息化方向发展。
电力自动化监测系统是一套完整的送配电综合自动化管理系统,它成功实现了对供电系统现场设备实时数据的采集、数字通信、远程控制、设备维护及供电综合信息的管理。系统结合现代化控制理论将在线监测技术、传感器技术、数字处理技术、无线通信技术、计算机管理技术有机的融为一体,通过安装在电力设备上的多种传感器和现场监测装置,远程在线监视、监测、监控电力设备的运行状态及设备周围的环境状况,当电力设备或周围现场发生异常时,能在第一时间自动采集、并向上级远方监控管理中心发送监测信息(数据、语音、视屏等)和报警信息,使运行人员在远方监控管理中心便可对现场设备进行实时监听、监视,监控,了解设备的运行状态,及时将故障消灭在萌芽状态。该系统采用分层分布开放式网络结构,可与第三方系统(例如BAS、SCADA、DCS、工厂能源管理系统等)实现无缝的互连。
系统可自动记录日、周、月、年负荷,优化负荷分配,精确计算电力消耗(电费)与用电需量,帮助用户实现移峰填谷,平衡负荷,达到节约电费的目的。
系统可根据供电的实际情况合理安排检修计划,提前发现安全隐患,防止事故发生,保证生产的正常运行,出现故障时能及时反映故障原因,及早排除故障。
系统具有远程数据采集及自动汇总功能,免除了日常抄表工作和报表计算,减少了维护人员的工作量及劳动强度,提高了工作效率。
系统实现了对电力参数,状态信息实时显示,实现了对供电设施的远程控制及相关保护参数的在线整定,为安全、稳定、高质量的供电提供了有力保障。
电力自动化监测系统是一个开放的系统,可与多种应用系统集成,实现了供配电数据的充分共享。
系统底层采用网络型智能仪表,完全满足对电力系统的管理、保护、监控及电能质量监测的全部要求。系统融入了当今国内外最新的变配电自动化技术,实现了对供配电全过程的遥测、遥信、遥控、遥调、遥视。
系统按照少人或无人值守方式设计,在可靠提高管理连续性和自动化程度的同时,最大程度解放了劳动力,提高了人们的生活质量。充分降低了管理成本,并为合理配电、节能环保提供了基础数据,为供配电调度指挥提供了一个网络化、信息化、低成本化的全新平台。
电力参数测量仪等保护测控单元分散安装在高低压开关柜中,均配置有RS485通讯接口,采用标准的Modbus-RTU/Profibus-DP通讯协议,所有测控设备在现场层统一成网。上层通讯网络采用多种结构形式,可以是TCP/IP网络、光纤网络、电话线或是无线网络等等。
系统后台监控软件采用专业的电力版软件,具有组态灵活、适应性强和可扩展的特点。通信网络结构简洁清晰,通讯接口规范,支持多种标准通讯协议,如 Modbus、Profibus、CDT、IEC870-5-101、OPC等协议。二次设备可随一次设备的变化而方便地改变内部控制逻辑,改、扩建工程中在不影响整个系统安全运行的同时,实现了对供电设备的无扰动安装,方便了用户的增容和改造。
系统采用模块化结构设计,充分考虑了供电系统增容的可能性。现场设备管理主机均可扩容,当系统增容时,只需将管理设备与系统直接进行连接,而无需对线路进行改造;系统主机采用大容量产品,为将来扩容保留了充分的冗余空间和设备接口。
整个系统设备齐全、功能完善、操作简便、便于维护、易于掌握。系统在操作人员与设备之间建立起了友好的界面,使操作者无论是进行系统设置还是日常运行,只要通过键盘进行简单的操作即可完成,即使没有经验的操作者,也只需稍加培训,便能掌握一般操作。
系统底层设备全部选用的是经过用户大量使用并且成熟的产品,为防止雷击所有设施均保证良好接地,为重点设备配备了专用UPS电源。管理层配置了防火墙,安装了防病毒软件,从硬件上做到了内外网隔离。应用系统选用的是专业版电力监控软件及网络版数据库,系统具有严格的权限管理及完善的运行日志记录等功能。
电力自动化监测系统采用分层分布式网络结构,模块化设计。系统按功能或区域自下而上分为现场测控层、网络通讯层和系统管理层。
现场测控层,指现场电力系统的测量控制部分,它对现场各种供配电设备的运行参数进行采集测量,并将相关的数据通过网络层传输到管理层,它由微机保护装置、电力参数测控仪表等设备组成。现场层各部分装置相对独立,可独立完成对设备相关运行参数的测量、控制、报警、通讯,具有实时显示设备工作状态、运行参数、故障信息和事件记录等功能。
网络通讯层,是指完成监控系统通讯所涉及的底层通讯链路(如RS485/232、无线通讯系统)、通讯转换设备(如以太网网关、以太网交换机)及顶层通讯链路(如光纤以太网、TCP/IP网络)等的总称。网络层是连接现场层和管理层的通讯纽带。本系统网络通信层共分为两层:现场各供电设备与PLC控制系统之间通过RS485/232连接进行通讯,通讯协议采用Modbus/Profibus协议;上层监控中心与各配电所之间采用星型网络结构,通讯介质采用光纤或者无线通讯,通讯协议采用TCP/IP协议。
系统管理层是整个电力自动化监测系统的核心,是实现管理、控制、分析、远程维护等功能的指挥中心。它集中管理本系统全部变配电设备,接受现场测控层上传的全部数据,并对这些数据进行分析、转换、存储,以数字、曲线、报表等形式直观地显示在屏幕上,实时显示各供电设备的运行状态及在线运行参数,完成对受控对象的远程控制。同时管理层可以通过OPC或其他方式向其他系统转发相关的电力数据,实现与其它管理系统的数据共享。管理层配置有监控服务器和监控工作站,监控服务器用来存储数据,监控工作站从服务器的数据库内调用数据,实时监控各配电室。管理层系统软件采用专业的电力监控软件,具有较强的安全管理机制及数据采集处理能力,支持多种网络通讯协议,软件人机界面友好,操作简单,安装容易,单个画面便可完成所有应用操作。
电力自动化监测系统实现了对供配电设备的监视、保护、控制、测量、报警等功能的计算机监控,完全能满足对变电站遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的功能以及无人值守的需要。该系统的成功应用为供电企业安全稳定供电,提高经济效益和社会效益,全面提高管理水平,提供了一个网络化、信息化管理平台。
[1]罗炳华,孙胜进.电力监控软件在配电系统中的应用[J].江苏电器,2008(8):32 -33.