基于WebAccess的智能电网监控系统设计

西安电子科技大学电子工程学院 荣云翔 乔九印

基于WebAccess的智能电网监控系统设计

西安电子科技大学电子工程学院 荣云翔 乔九印

本文给出了一套基于WebAccess的智能电网监控系统。通过对智能电网系统上层监控界面设计，数据采集模块现场调试，用户的移动设备显示，实际验证了整个系统方案可行性。调试结果表明：该系统运行稳定可靠，监控效果好。

智能电网；WebAccess；监控系统

智能电网建设是我国电力系统的发展方向，高效、安全的电网系统越来越重要。本设计根据对全国多家有资质单位电网监控系统的分析，依照相关标准和规范，从需求和功能着手，提出了一套针对用电大户的各个用电关键点自动监测的系统。基于B/S架构的WebAccess支持HTML格式的人机数据采集与监控(SCADA)组态软件，主要的特点是良好的远程监控功能。在方案实施的过程中利用WebAccess软件开发和测试监控系统，最后对此系统的设计分析总结。

1 系统设计方案及原理

调研资料显示，各用电管理系统良莠不齐，侧重点和实现方式大同小异。最终确定了电能质量的分类为电气量，电能量，非电气量及状态与事件量等。对这些参数的实时监控和分析，通过动态图、数字显示、曲线显示等方式呈现给用户。该监控平台的功能由下至上可以分为三个部分：采集终端，监控系统服务平台和用户层。

图表 1 智能电网系统架构

1）采集终端。自动化仪表组成硬件数据采集模块，如电能表，功率表，开关量等。数据采集模块通过Modbus总线协议与控制器进行通讯。

2）监测系统服务平台。该监测平台以WebAccess为核心，对采集终端的数据进行分析、显示、存储等操作，同时实现前台显示和后台服务器处理功能。存储服务是通过ODBC桥接技术存储到常用SQL Server中，也可使用WebAccess自带的数据库服务。

3）用户层。用户层包括用电大客户，政府部门等。通过组态软件的IP配置，用户可以随时随地的通过移动设备，个人PC等方式访问监控界面，具有分等级的用户权限。

2 监控系统软件设计

WebAccess的基本框架如下：

1）监控节点（SCADA node）。与数据采集设备相连，负责将采集的数据通过网络传输到工程节点和客户端；同时负责本地监控和实时、报警记录、事件记录等。

2）工程节点（Project node）。WebAccess组态软件的开发平台，可通过“下载”将工程节点的程式更新在新的监控节点上；可以作为Web服务器，提供客户端和监控节点之间的初始化连接；还作为数据库，可通过ODBC桥接到SQL Sever。

3）客户端（Client）。于浏览器自带的ActiveX插件程序，用户或管理员可以通过标准浏览器实时连接并查看监控界面。允许有权限的管理员在线修改点值，确认报警等一系列操作。

在WebAccess软件开发界面，首先建立智能电网监控系统工程，添加第一个监控节点，配置通信端口，设置与电能参数对应的物理点及运算用的虚拟点。在WebAccess设计界面，根据显示需要绘制监控界面。通过将工程节点的程式“下载”到监控节点内，打开监控观看监控画面，同一台电脑可以用来调试开发效果。完成以上软件开发过后，在工程配置页面可以通过设置IP来实现外网访问监控页面。

3 电能质量监测现场设计及分析

3.1 硬件数据采集器

电能质量监控现场使用的是维博电子有限公司的WB1831B35多参数仪表，支持单相、三相电流/电压、等参数。可对电能质量进行简单分析。具有多种外围接口功能，自带RS485通讯接口，支持Modbus通讯模式，另配备大容量SD可保存事件记录，非常适用于实时电力监控系统。

在项目实测中，传感器的类型遵循的协议有所差异，许多智能电能仪表可以通过串行口连接到工控机上，然而自制的嵌入式系统的串口实现需要Modbus协议支持，WebAccess中自带有Modbus RTU的驱动，设置设备类型时选择Modicon，嵌入式系统本身需要支持Modbus协议的驱动。

图2 Modbus 通讯格式配置

红外测温仪器HBIR0812，由于配电线路容易出现发热问题，故选择红外测温仪器监测关键点的温度，温度传感器输出模需要外加RS232-RS485转换器与系统衔接。

3.2 监控系统管理

WebAccess组态软件的优势在于是真正的B/S架构人机控制界面软件，其三层架构表现在本身具有数据库功能，工程节点作为服务器提供显示，报警，数据处理等功能，满足IE浏览器开发的远程人机交互页面。数据首先通过协议送入数据库中，组态软件调用数据库，实现实时显示，历史查询等功能。对一个11KV的变电柜的其中AB间线电压的检测结果历史曲线图：

图3 智能电网一次系统监控界面

图4

调试系统时，由于电能参数点和脚本语言较多，设置时很容易发生错乱，导致页面的动态显示不理想，这时候需要不断的对参数进行修改，特定的命令语言对应特定的动画效果，必须使之对应。

4 结束语

通过以上的设计和分析，通过手机显示效果截图如图4所示。

本设计介绍了以研华WebAccess为核心的智能电网管理平台系统，该系统利用分布式监控的优点，数据在各个子监控系统中处理，用户及管理员可以远程访问各个子监控节点的用电状况。实现了系统设计的基本功能如：实时/历史趋势图、数据库、分级报警等。经过实际项目验证，该系统运行稳定可靠，监控效果好，易于维护。

[1]王华忠．监控与数据采集（SCADA）系统极其应用[M]．北京:电子工业出版社,2010,1．

[2]左佳儒．基于WebAccess的水位监控系统设计与实现[D]．北方工业大学,2008．

[3]张佳文．基于WebAccess的楼宇自动化系统的设计与实现[D]．北方工业大学,2010．

[4]宋佳人．基于WebAccess的能源监控系统的设计[D]．天津理工大学,2015．