電力監(jiān)控系統(tǒng)是融合現(xiàn)代電子技術、計算機技術、控制技術等多元技術類型建立的技術模式，將其應用在供配電設計項目中，能在建構集中監(jiān)控管理體系的同時，具備數據采集匯總、遙測遙控處理、數據綜合分析等功能，以保證智能化系統(tǒng)發(fā)揮價值，為供配電工作效率的全面提高奠定基礎。 

1.1 數據采集匯總 

       電力監(jiān)控系統(tǒng)能建立完整的數據信息匯總模塊。 

       （1）模擬量采集。采集的模擬量中，各段的母線電壓數據、線路電壓數據、電流數據和功率因數等，都是關鍵參數。較為常見的模擬量采集過程會采取直流采樣或交流采樣，其中，直流采樣要借助交流電壓、電流等參數經過轉換器后，換算為模數轉換器能讀取的信號，并且能被應用在實際控制環(huán)境內。 

       （2）開關量采集。獲取斷路器狀態(tài)參數、隔離開關狀態(tài)、接地刀閘狀態(tài)參數等，以保證后續(xù)報警信號分析和傳達的及時性。 

       （3）電能計量分析。完成有功電能、無功電能的實時性采集分析，相較于傳統(tǒng)機械式電能表，電力監(jiān)控系統(tǒng)支持的電能表結構能利用電能脈沖計量和軟件計量等多種方式并行，建構完整的分析機制，維持有功電能、無功電能的計量分析，維持綜合應用效果[1]。 

1.2 事件記錄 

       在供配電設計中應用電力監(jiān)控系統(tǒng)，要對斷路器合閘/分閘等情況進行實時性記錄，并且保證保護動作順序記錄的合理性和規(guī)范性。與此同時，微機保護流程或監(jiān)控系統(tǒng)采集環(huán)節(jié)也非常關鍵，要匹配充足的內存空間，維持數量和時間段事件順序記錄的規(guī)范性。關鍵的是，后臺監(jiān)控系統(tǒng)和遠程監(jiān)控通信要具備實時性處理功能，避免信息事件丟失。 

1.3 故障實時性錄入 

       供配電設計體系中，也要對故障問題予以關注，打造更合理的故障分析和控制平臺。設置故障記錄功能模塊，就能對繼電保護動作前后和故障相關的電流量、母線電壓量等進行集中的記錄分析。記錄時間一般是保護啟動前2個電壓周期和保護動作后的10個電壓周期，能維持良好的動作保護，確保重合閘全過程管理的規(guī)范性。 

1.4 遠程操作 

       電力監(jiān)控系統(tǒng)還能搭建完整的遠程操作模式，操作人員借助計算機就能對相關元件予以實時性控制，尤其是斷路器和隔離開關等，落實分閘、合閘操作，能有效避免計算機系統(tǒng)故障影響操作，且在設計中保留人工操作和遠程操作的并行功能。以斷路器操作為例，設置相應的閉鎖功能：淤斷路器在實時性操作的過程中要具備閉鎖自動重合閘 

1.5 實時性監(jiān)控 

       （1）越限報警和記錄。在監(jiān)控系統(tǒng)實時性運行的過程中，能對采集獲取的電流參數、電壓參數等基礎模擬量予以實時性跟蹤分析，一旦出現(xiàn)越限問題，就能馬上完成報警信號的處理。 

       （2）電能質量監(jiān)控。在供配電控制體系中，要對電能質量予以實時性監(jiān)督管理，才能打造良好的供配電管控模式。一般造成電力設備故障或是誤操作的問題中，電壓/電流靜態(tài)偏差和動態(tài)擾動等現(xiàn)象較為常見，表現(xiàn)為電壓或頻率存在明顯的有效值變化，或出現(xiàn)電壓波動、閃變、電壓暫降等現(xiàn)象，嚴重時會出現(xiàn)暫態(tài)和瞬態(tài)過電壓引起參數變化。

  

2.1 組態(tài)軟件設計 

       監(jiān)控組態(tài)軟件是具備組態(tài)功能的應用軟件，不僅能實現(xiàn)面向數據的監(jiān)控處理，還能完成數據采集，維持應用的規(guī)范性和科學性，為操作人員提供實時性觀察匯總數據的功能[3]：淤組態(tài)軟件的繪畫功能設計，能配合相應的模塊完成元圖、制位圖、滑動條、標簽、時鐘的繪制處理，配合操作級別和圖層屬性就能完成相關操作工序；于組態(tài)軟件的編輯功能設計，能實現(xiàn)對被編輯對象的旋轉、移動、粘貼、對齊等操作；盂在系統(tǒng)程序啟動和退出時借助相應的指令模塊，就能有效完成實時性校驗操作，避免用戶非法處理；榆實時性/歷史性曲線功能設計，調取相應的數據信息，就能顯示出實時性曲線參數和歷史曲線參數，方便用戶直觀了解現(xiàn)場數據的變動情況；虞報表處理，對數據信息予以匯總分析，從而結合預定的格式輸出信息，了解組態(tài)結構，操作十分靈活且便捷；愚OPC 接口設計，電力監(jiān)控系統(tǒng)的最大價值是建立實時性數據的收集和分析能力，有效評估變電站自動化、樓宇自控等功能獲取的數值參數，完成合理的數據交換工作，維持數據項處理的實時性。

2.2 網絡方案 

       依據供配電設計的基本要求，要結合具體情況落實相應的網絡方案，維持應用管理的科學性和完整性。目前，較為常見的網絡方案主要有以下 3 種。 

       （1）針對一些現(xiàn)場智能監(jiān)控設備數量少且對應設備分布較為集中的系統(tǒng)，將智能設備集中應用在一條總線系統(tǒng)上，配合智能化設備，建立完整的接口轉換器、監(jiān)控主機數據交換模式，有效實現(xiàn)網絡信息處理（圖1）。 

圖 1 第 1 種網絡方案

       （2）針對一些現(xiàn)場智能監(jiān)控設備數量多，且設備分布比較分散的系統(tǒng)，要結合現(xiàn)場智能監(jiān)控設備接入模式，建立完整的現(xiàn)場總線分析機制，并且保證總線分別接入網關，維持現(xiàn)場總線調度的科學性（圖 2）。 

圖 2 第 2 種網絡方案

       （3）針對子變電站較多的大系統(tǒng)，出于提升整體系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的考慮，要對每個子站都進行實時性監(jiān)控，這就需要保證每個子站都設置智能監(jiān)控設備，以便于站內數據運算處理的綜合效果（圖 3）。需要注意的是，監(jiān)控中心主機在獲取授權后，能對子站監(jiān)控主機的信息、數據和動態(tài)予以查詢，維持系統(tǒng)運行效率和信息可靠性。 

圖 3 第 3 種方案

2.3 現(xiàn)場智能監(jiān)控設備設計 

       為了保證現(xiàn)場智能監(jiān)控設備整體布局結構滿足應用預期，要整合相關內容，在建立完整 數據采集和數據傳輸模式的基礎上，配合監(jiān)控主機發(fā)出的操作指令，維持良好的動態(tài)分析模式：淤市場上監(jiān)控設備數量較多，且對應的動能多樣，為了保證整體設計的合理性，在選擇型號的過程中要充分結合客戶的實際需求，綜合分析電力網絡結構、負荷等級等內容，以保證現(xiàn)場監(jiān)控設備選型工作的優(yōu)化，節(jié)省經濟成本；于現(xiàn)場監(jiān)控設備要維持各自獨立的狀態(tài)，保證數據采集、數據傳輸的規(guī)范性，配合動態(tài)實時性顯示開關設備，在處理運行參數、故障信息、事件記錄等內容的同時，有效維持數據管理的科學性和規(guī)范性。 

 

 

4.1概述

       針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產品、電能質量在線監(jiān)測裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了變電、配電、用電的安全運行和全面管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

       Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應用電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術，集保護、監(jiān)測、控制、通信等功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現(xiàn)對變電站的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經濟運行提供了堅實的保障。

 

4.2應用場所

       適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)工程設計、施工和運行維護。

 

4.3系統(tǒng)架構

       Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現(xiàn)場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環(huán)網網絡結構，根據用戶用電規(guī)模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

4.4系統(tǒng)功能

       （1）實時監(jiān)測：直觀顯示配電網的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路有關故障、告警等信號。

 

       （2） 電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

       （3） 曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

       （4） 運行報表：查詢各回路或設備各個時間段的運行參數。

       （5） 實時告警：具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

       （6）歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

       （7） 電能統(tǒng)計報表：系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況。

       （8）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

       （9） 網絡拓撲圖：支持實時監(jiān)視并診斷各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構。

       （10）電能質量監(jiān)測：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。

       （11）遙控功能：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。

       （12）故障錄波：可在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

       （13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息。

       （14）Web訪問：展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監(jiān)測點位數量等概況信息，設備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。

       （15） APP訪問：設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。

4.5系統(tǒng)硬件配置

 

 

 

       將電力監(jiān)控系統(tǒng)應用在供配電設計中具有重要的應用價值，能在提升數據分析準確性的同時，打造更加完整的電能質量監(jiān)督體系，以保證智能設備應用的科學性和規(guī)范性，為電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。