電力智能監(jiān)控分析論文

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一、電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

電力智能監(jiān)控系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)形式可分為集中監(jiān)控系統(tǒng)模式、區(qū)域供電集中監(jiān)控系統(tǒng)模式和光纖自愈環(huán)網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)模式。集中監(jiān)控系統(tǒng)模式適用于供電范圍集中、監(jiān)控對(duì)象數(shù)量不大的電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分層分布式機(jī)構(gòu)，分為間隔層設(shè)備、通信層設(shè)備、站控層設(shè)備。系統(tǒng)間隔層設(shè)備采用微機(jī)綜合保護(hù)裝置、智能配電儀表以及其他智能電子設(shè)備(IED)裝置。所有間隔層設(shè)備均帶有RS-485通信接口，以Modbus通信協(xié)議通過(guò)屏蔽雙絞線接入通信管理機(jī)。通信管理機(jī)和后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)站級(jí)以太網(wǎng)連接。系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)可在HMI上顯示整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控畫面和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)還可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)的控制，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、修改和配置。

二、電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用

某特大型商業(yè)廣場(chǎng)整體供電容量及供電范圍很大，共設(shè)置兩座10kV高壓開(kāi)關(guān)站及9座10／0．4kV變配電站。若采用傳統(tǒng)的管理運(yùn)行方式，不僅需要投入大量的人力和物力，而且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理電網(wǎng)運(yùn)行中可能發(fā)生的故障，大大降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。為優(yōu)化變配電站的運(yùn)行管理，設(shè)計(jì)中采用了電力智能監(jiān)控系統(tǒng)。

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)共安裝58臺(tái)Ps系列可編程微機(jī)保護(hù)管理單元，837臺(tái)QP系列智能配電儀表。各個(gè)子站就地安裝通信控制箱，然后用串口服務(wù)器將RS-485轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)，再采用電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成光纖上傳至主站。主站安裝一面通信控制屏，采用雙機(jī)熱備的方式監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，保證了系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

（2）監(jiān)控子站內(nèi)的所有裝置由通信管理機(jī)進(jìn)行集中管理。管理機(jī)提供RJ-55接口，接人以太網(wǎng)交換機(jī)，將數(shù)據(jù)處理后與監(jiān)控中心的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。監(jiān)控子站與監(jiān)控中心之間通過(guò)光纖進(jìn)行通信，光纖經(jīng)轉(zhuǎn)換后接人以太網(wǎng)交換機(jī)，形成全區(qū)光纖以太網(wǎng)絡(luò)；設(shè)計(jì)選用的電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新周期可控制在10S以內(nèi)，可在小于1S的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)一級(jí)數(shù)據(jù)的更新處理。

（3）實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種不同廠家設(shè)備的接人及通信控制人機(jī)界面簡(jiǎn)單、易操作；與設(shè)備配合，實(shí)現(xiàn)了遙控、遙測(cè)、遙調(diào)、SOE信息采集、事件記錄、報(bào)警記錄等電力監(jiān)控功能。確保了監(jiān)控系統(tǒng)與間隔層繼電保護(hù)裝置和智能儀表之間的無(wú)縫結(jié)合。

(4)系統(tǒng)接地采用聯(lián)合接地方式，控制中心機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)端子箱，與聯(lián)合接地系統(tǒng)接地端可靠連接，接地電阻要求不大于1Q。在線路進(jìn)出建筑物處加裝電涌保護(hù)裝置。

（二）電力智能監(jiān)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)

(1)極大地提高了現(xiàn)場(chǎng)的工作效率。通過(guò)對(duì)此電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置，工作人員可以在最短的H~f．q內(nèi)做出正確的判斷并進(jìn)行操作。基于該“透明化”的配電系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)人員可以同步了解電能的流量狀態(tài)，如檢查電網(wǎng)運(yùn)行是否平衡。在全面了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地處理故障；即使工作人員不在現(xiàn)場(chǎng)，也可以通過(guò)系統(tǒng)配置的無(wú)線發(fā)送模塊及時(shí)獲得故障的信息；根據(jù)系統(tǒng)反映的設(shè)備實(shí)際使用情況，便于工作人員合理地安排相關(guān)維護(hù)工作。

(2)降低能源成本。使用該電力智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以優(yōu)化能源成本。系統(tǒng)可作為各區(qū)域之間檢測(cè)反常用電量的基準(zhǔn)，跟蹤意外的用電量，針對(duì)可優(yōu)化管理的負(fù)載，制訂簡(jiǎn)單的用電負(fù)荷方案。也能夠?qū)τ捎陔娏緜鬏斄速|(zhì)量不合格的電能造成的損耗要求賠償?shù)取?/p>

(3)使資源最優(yōu)化。通過(guò)該監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，能夠反映出電力資源的實(shí)時(shí)使用情況，可以對(duì)電網(wǎng)或配電盤、配電柜、變壓器等設(shè)施的后備用量做出精確的評(píng)估，便于業(yè)主合理調(diào)配電力資源和相關(guān)決策，以滿足配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展變化。

(4)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。系統(tǒng)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的使用情況提供準(zhǔn)確的信息，便于對(duì)相關(guān)設(shè)備及時(shí)進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)。系統(tǒng)的諧波監(jiān)控也會(huì)對(duì)保證變壓器等的使用壽命產(chǎn)生積極的影響。

(5)有效縮短斷電時(shí)間。系統(tǒng)可以顯示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的總覽圖，有助于辨別故障區(qū)域；通過(guò)無(wú)線發(fā)送模塊，工作人員即使不在現(xiàn)場(chǎng)也可以了解具體的故障信息，遠(yuǎn)程掌握引起現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障的詳細(xì)信息，準(zhǔn)確、及時(shí)地處理故障，有效地幫助縮短斷電時(shí)間，提高生產(chǎn)力。

(6)有利于改善電能質(zhì)量。某些負(fù)載可能對(duì)于劣質(zhì)的電能非常敏感，通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電能的質(zhì)量可以預(yù)防此類事件的發(fā)生，并使工作人員可以及時(shí)處理相關(guān)問(wèn)題。該系統(tǒng)現(xiàn)已通過(guò)相關(guān)驗(yàn)收，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，并已體現(xiàn)出系統(tǒng)自身的優(yōu)勢(shì)，極大地提高了工作人員的效率。操作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的可靠性。

三、電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的可拓展性

電力智能監(jiān)控系統(tǒng)在通信方面的開(kāi)放性，使它與管理系統(tǒng)(BAS)可以非常可靠地通過(guò)以下3種方法進(jìn)行連接：

提供標(biāo)準(zhǔn)的Modbus—RTU協(xié)議，直接接入BAS的DDC裝置，適用于小規(guī)模的BAS。

提供符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的OPCSe~er給BAS，適用于中規(guī)模BAS。

直接在Ethernet上通過(guò)Web或TCP／IP與BAS互連，適用于大規(guī)模BAS。通過(guò)上述方法，可將電力智能監(jiān)控系統(tǒng)集成到BAS系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息共享及聯(lián)動(dòng)控制，提高工作人員的效率，降低建筑物的能耗及運(yùn)行成本，提升建筑物的硬件標(biāo)準(zhǔn)。

電力智能監(jiān)控系統(tǒng)是一種智能化、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，以微機(jī)繼電保護(hù)裝置、智能配電儀表、智能電力監(jiān)控裝置、計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)、電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，把供配電系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備和運(yùn)行狀況置于毫秒級(jí)、周波級(jí)的連續(xù)精確的監(jiān)視保護(hù)中，提供變、配電系統(tǒng)詳盡的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)視、事故預(yù)警、事故記錄和分析、電能質(zhì)量監(jiān)視和控制、自動(dòng)控制、繼電保護(hù)等功能。并依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使工作人員在現(xiàn)場(chǎng)的任何位置都可以接收相關(guān)信息，大大地提高了工作效率。電力智能監(jiān)控系統(tǒng)以較少的投資，能極大地提高供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、自動(dòng)化水平。它能夠帶來(lái)減少運(yùn)行值班人員、故障迅速切除和恢復(fù)、優(yōu)化用電管理等諸多好處，使電力的使用更可靠、更安全、更經(jīng)濟(jì)、更潔凈。

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[摘要]本文詳細(xì)介紹了電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的集中監(jiān)控系統(tǒng)模式、區(qū)域供電集中監(jiān)控系統(tǒng)模式和光纖自愈環(huán)網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)模式等3種模式。并以某大型商業(yè)廣場(chǎng)為例，介紹了電力智能監(jiān)控系統(tǒng)在具體工程中的應(yīng)用，闡述了該系統(tǒng)的功能特點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控軟件建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)