韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

［摘 要］電力智能監控系統是信息時(shí)代的產(chǎn)物，反映了人類(lèi)在高效經(jīng)濟時(shí)代對生活質(zhì)量的不斷追求，美好的希望和簡(jiǎn)化的工作程序。當前，正在建造越來(lái)越多的智能建筑物，并且智能建筑物是使用計算機技術(shù)自動(dòng)管理和控制建筑物中的設備，并向用戶(hù)提供信息和通信服務(wù)。因此，電力智能監控系統有益于智能建筑的各個(gè)方面。在此基礎上，文章簡(jiǎn)要分析了電力監控系統在智能建筑中的應用，以促進(jìn)電力監控系統的應用和發(fā)展。 

 

［關(guān)鍵詞］電力監控系統 ；智能建筑 ；應用

 

0引言

       智能建筑通常具有以下條件：一套先進(jìn)的樓宇自動(dòng)化系統可創(chuàng )建溫暖自然的居住環(huán)境，一套結構化的布線(xiàn)系統可在建筑物內或整個(gè)社區之間傳輸數據，語(yǔ)音通信和多媒體通信已集成在一起，可滿(mǎn)足現代信息社會(huì )的高效工作要求。智能電源監控系統平臺，用于通信系統，電源監控系統，建筑物中高壓和低壓配電設備的集成監控和管理。  

 

1 電力智能監控系統結構分析 

       從目前情況分析，比較常見(jiàn)的電力監控系統的結構主要包括以下5個(gè)方面的子系統，具體如下。 

 

1.1 控制現場(chǎng)子系統 

     控制現場(chǎng)子系統的基本構成包括 PLC、保護單元、遠程 I/ O 單元、傳感器、保護裝置、執行裝置等幾部分，可以通過(guò)這 些設備的作用，實(shí)現對電力系統中各種信息的采集，同時(shí)執行有關(guān)的控制命令，實(shí)現對電力系統中的運行設備的在線(xiàn)監測和實(shí)時(shí)控制。傳感器能夠將現場(chǎng)的各種信號，例如數字信號、模擬信號、開(kāi)關(guān)量信號等及時(shí)進(jìn)行采集，然后經(jīng)過(guò)相關(guān)處理后，利用電纜、光纜或者綜合通信網(wǎng)絡(luò )將信息傳遞到主控端。其中，保護單元可以對電力線(xiàn)路中的故障或者跳閘現象進(jìn)行反映，而 PLC 是控制程序發(fā)出可控制操作的關(guān)鍵環(huán)節，可以實(shí)現對現場(chǎng)控制對象的遙調和遙控。 

 

1.2 信息處理與控制子系統 

       在電力監控系統中，信息處理和控制子系統主要是通過(guò)主控端對各種信息進(jìn)行采集，包括通信傳輸子系統傳輸過(guò)來(lái)的狀態(tài)信息、數據信息以及視頻信號等，之后通過(guò)計算機對相關(guān)數據進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)加工處理后反映到人機聯(lián)系子系統中，實(shí)現狀態(tài)顯示，例如發(fā)出警報或者燈光亮起等，從而將信息傳達給相關(guān)的工作人員。為滿(mǎn)足工作需要，還可以進(jìn)行 

人工干預，進(jìn)行相關(guān)的操作和控制。 

 

1.3 主控層 

       主控制層位于中央控制室或車(chē)間中，通常配備有高性能，高可靠性的計算機，UPS 不間斷電源，打印機和警報設備。電源監控軟件安裝在主控計算機上，通過(guò)該軟件的人機界面和各種管理功能，可以實(shí)現整個(gè)配電系統的實(shí)時(shí)監控。

 

1.4 中間層 

       中間層位于現場(chǎng)層與主控層之間，主要完成現場(chǎng)層設備與主控計算機之間的網(wǎng)絡(luò )通信連接，數據交換，通信協(xié)議轉換，提高了系統的實(shí)時(shí)性，兼容性和可擴展性。以太網(wǎng)交換機使與其他系統的連接和共享數據信息變得容易，對于大型系統，還可以設置數據服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)服務(wù)器以與其他系統連接。 

 

1.5 現場(chǎng)層 

       站點(diǎn)級別的主要任務(wù)是收集和測量現場(chǎng)各種配電系統的運行參數，并將收集和測量的數據傳輸到監視系統。主要設備是內置電能表，軌道式電能表，能量斷路器和四個(gè)遠程設備。這些設備或儀表根據基本設備的需求進(jìn)行配置，并安裝在現場(chǎng)配電盤(pán)或開(kāi)關(guān)柜中。上述所有設備彼此獨立地完成功能，不依賴(lài)于主控制計算機的操作，并具有 RS485通信接口。檢測到的電氣參數和狀態(tài)信號通過(guò)現場(chǎng) RS485總線(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸到中間層。 

 

2 智能配電監控系統功能特點(diǎn) 

 

2.1 提高現場(chǎng)工作效率 

       員工可以設置電源智能監控系統，以在短的 H-f.q 范圍內準確判斷和操作。同時(shí)，現場(chǎng)工作人員可以“透明"以同步了解電能流的狀態(tài)，因此可以準確，及時(shí)地處理錯誤。即 

使您不在現場(chǎng)，也可以通過(guò)系統配置通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模板獲取錯誤信息。它可以實(shí)時(shí)反映設備的實(shí)際使用情況，還可以使員工合理地準備維護工作。

 

2.2 降低能源成本 

       電力智能監控系統可以?xún)?yōu)化能源成本。該系統可以用作基準，以針對具有半公共功率檢測，功耗跟蹤和優(yōu)化管理的負載，在區域之間定制簡(jiǎn)單的功率負載計劃，并要求賠償由于不規則電能質(zhì)量造成的損失。 

2.3 優(yōu)化資源 

電力智能監控系統可以準確評估電網(wǎng)或變壓器，配電盤(pán)，配電柜等設備的后備容量。這是因為數據可以準確反映電力資源的實(shí)時(shí)使用情況，便于電力資源的放置并由業(yè)主做出決 

策。更好地促進(jìn)配電系統的發(fā)展和變化。

 

3 智能建筑中電力監控系統的應用 

3.1 電力監控系統 

       這些電源監視系統主要使用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和計算機技術(shù)來(lái)監 視電源系統的運行并將設備的數據輸出到監視中心。監視中 心可以遠程控制每個(gè)設備，使工作人員可以實(shí)時(shí)了解它。設備的操作。其中，電源監視系統的主要功能包括系統操作的實(shí)時(shí)監視，電源質(zhì)量監視，遠程控制和操作記錄，事件警報和記錄，數據收集和歷史數據管理，打印各種報告 

以及電源管理。 

 

3.2 常規電力監控應用 

       常規電源監控主要滿(mǎn)足以下要求 ：數據采集和記錄每個(gè)開(kāi)關(guān)的運行狀態(tài)，電壓，電流，功率和能量，以及常見(jiàn)的電氣參數（例如警報和遠程控制）。某學(xué)校的電力系統共有8個(gè)10 kV 變電站，每個(gè)變電站都配備有兩個(gè)變壓器。結構采用2條輸入線(xiàn)和1條母線(xiàn)。每個(gè)變電站包含大約80個(gè)饋電回路。為了科學(xué)地管理整個(gè)學(xué)校的供電系統并正常使用學(xué)校的電力 

進(jìn)行教育和科學(xué)研究，學(xué)校采用了配電監控系統，并根據學(xué)校的實(shí)際情況采用了現有的電源監控系統。該系統大致分為8個(gè)子工作站和1個(gè)監控中心，主要通信網(wǎng)絡(luò )使用 

100MTCP/IP 光纖以太網(wǎng)，并且為了實(shí)現現場(chǎng)監控，現場(chǎng)監控層使用 Modbus 總線(xiàn)進(jìn)行通信。 

 

3.3 電能質(zhì)量監控應用 

       某大廈共有變配電所四座，分別位于地下三層（1#、2#變電所）、21層（3# 變電所）和53層（4# 變電所）。為了保證整個(gè)大廈正常工作的可靠供電和實(shí)現供電系統的現代化管理，采用了電力監控系統，在1# 變電所設置監控主機，在2#、3#、4# 變配電所分別設置智能通信管理器實(shí)現通信上傳功能。主通訊網(wǎng)采用100mTCP/IP 光纖以太網(wǎng)，子站內的現場(chǎng)監控層采用 Modbus 總線(xiàn)通訊，系統采集電房?jì)雀邏汗裆衔C保護、測量?jì)x表、直流屏、變壓器溫控儀、發(fā)電機等信息。實(shí)現遙測、遙信、遙控、報警功能、數據統計、管理分析等功能。并通過(guò)采用可編程控制器，實(shí)現負載自動(dòng)控制功能，通過(guò) PLC 的邏輯控制實(shí)現動(dòng)作順序的減載，以保證重要負荷的正常運行。建筑擁有兩條獨立的35kV 進(jìn)線(xiàn)和10kV 的母線(xiàn)，其中母線(xiàn)分段運行，每段母線(xiàn)裝配有8~10變壓器，變壓器的型號為10 kV/400 V，每臺變壓器由30~100條饋線(xiàn)回路。 

       35 kV 進(jìn)線(xiàn)主要配置電力線(xiàn)路監控儀，由于該進(jìn)線(xiàn)是整個(gè)系統的電力源頭，其對于整個(gè)系統的順利運行有著(zhù)重要的作用，因此選用精度和功能性都比較高的設備來(lái)對這條回路進(jìn)行監控，這種電力線(xiàn)路監控儀采樣頻率非常高，而且可以監視供電電源的電能質(zhì)量對整個(gè)系統的影響，除此之外，它還可以監控35kV 母線(xiàn)兩側的運行工況和系統內的一些電氣故障。 

 

3.4 電能損耗數據的采集和管理 

       從電力智能監控系統運行的過(guò)程中可以看出，工作人員需要對不同的回路和計量表等進(jìn)行計數和分析，同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )系統形成一個(gè)完整的數據庫。而且，還可以對數據軟件進(jìn)行分析和探討，進(jìn)而對不同單位的電能損耗程度進(jìn)行采集和管理，提升數據的科學(xué)性和準確性。這些數據信息會(huì )在收費表中體現，住戶(hù)可以根據電能收費表來(lái)繳納電費。這種方式可以從某種程度上培養人們的節能意識，同時(shí)還有助于各種不同類(lèi)型的能耗審計措施的貫徹和落實(shí)。

 

3.5 智能電力監控系統的功能 

       從以上的電力監控系統的應用案例中可以看出，智能電力監控系統主要有以下的功能 ： 

（1）智能監控系統可以設計各種智能建筑和社區電源管理方法。電源監控系統可以大大提高電源管理效率，并獲得節電效果。它可以提高電效率。 

（2）除了主要硬件設備的工藝水平以及軟件的可靠性，電力監控系統比較成熟以外，在通訊連接方面也比較先進(jìn)。 

（3）智能電力監控系統所采用的通訊協(xié)議是由國際電氣公司所提供的，能夠在很好的完成系統通訊的同時(shí)具有很高的可靠性和先進(jìn)性。 

（4）智能電力監控系統借鑒了國內外關(guān)于智能建筑應用的大量經(jīng)驗，在進(jìn)行系統集成和軟件設計時(shí)，能夠運用成熟和先進(jìn)的方法，所設計的軟件不僅運行安全可靠，而且有較 

低的運行成本。 

（5）作為一個(gè)分層分布式的監控系統，智能電力監控系統在任何的監控點(diǎn)處都能按照就近布置原則將其接入到系統中，并由相關(guān)的軟件進(jìn)行處理，這樣可以對現場(chǎng)的布線(xiàn)和施工過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，在節省投資的同時(shí)提高工作效率。 

（6）電力監控系統采用了智能化的控制理念，具有較高的自動(dòng)化程度和較強的可靠性，可以自動(dòng)對數據進(jìn)行記錄，可以讓系統持續有效穩定的運行。最后，智能電力監控系統在自成系統的基礎上還可以與智能建筑實(shí)現管理上的結合。 

 

3.6 系統運行和設備管理 

        電力智能監控系統可以對設備運行的各項參數進(jìn)行控制，做好監測工作。工作人員在實(shí)際的監測工作中，工作人員應該加強對設備的節能性進(jìn)行控制，如果出現了故障問(wèn)題或者是運行異常的現象，就應該做好警報，這樣相關(guān)的檢修和維護的工作人員就會(huì )在第一時(shí)間趕到現場(chǎng)對故障設備進(jìn)行處理。在這種情況下，智能電力智能監控系統可以根據監測數據的 

       相關(guān)信息和實(shí)際的耗電現象實(shí)現自動(dòng)巡檢。電力智能監控系統的工作方式不僅具有一定的經(jīng)濟性，同時(shí)還具有一定的安全性。管理人員可以通過(guò)充分應用監控系統的優(yōu)勢來(lái)對提升設備運行的效率，為電氣節能工作的進(jìn)行提供相對比較科學(xué)的依據，完善和優(yōu)化運行的整體狀態(tài)。

 

4 安科瑞變電所運維云平臺

4.1概述

       AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數據、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺，滿(mǎn)足用戶(hù)或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運行溫度、現場(chǎng)設備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求，實(shí)現數據一個(gè)中心，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收報警，并完成有關(guān)設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

 

4.2應用場(chǎng)所

       適用于電信、金融、交通、能源、醫療衛生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

 

4.3系統結構

       系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

       感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝像頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

       傳輸層：包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據，并可進(jìn)行規約轉換，數據存儲，并通過(guò)交換機把數據上傳至的服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據可存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

       應用層：包含應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器，若變電所數量小于30個(gè)則應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數據。

       展示層：用戶(hù)通過(guò)手機、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺信息。

 

4.4系統功能

4.4.1用能月報

       用能月報支持用戶(hù)按總用電量、變電站名稱(chēng)、變電站編號等查詢(xún)所管理站所的用電量，查詢(xún)跨度可設置為月。