摘要：為了進一步提升供配電設(shè)計的質(zhì)量水平,，要整合系統(tǒng)應(yīng)用要點，充分發(fā)揮電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價值,，提升資源利用率,，減少運行中的經(jīng)濟損失和運營成本。分析供配電設(shè)計應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)的具體作用,，從組態(tài)軟件功能設(shè)計,、網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計、現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)計 3 個方面對具體設(shè)計內(nèi)容展開討論,，最后結(jié)合案例分析應(yīng)用方案,。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；供配電設(shè)計,；Power Logic

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,，電力運營管理工作的全面性和科學(xué)性受到廣泛關(guān)注，要整合電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用要點,，維持供配電設(shè)計效果的應(yīng)用價值,，促進經(jīng)濟效益和社會效益的和諧統(tǒng)一。

電力監(jiān)控系統(tǒng)是融合現(xiàn)代電子技術(shù),、計算機技術(shù),、控制技術(shù)等多元技術(shù)類型建立的技術(shù)模式，將其應(yīng)用在供配電設(shè)計項目中,，能在建構(gòu)集中監(jiān)控管理體系的同時,，具備數(shù)據(jù)采集匯總、遙測遙控處理,、數(shù)據(jù)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(chǔ),。

1.1 數(shù)據(jù)采集匯總

電力監(jiān)控系統(tǒng)能建立完整的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù),、線路電壓數(shù)據(jù),、電流數(shù)據(jù)和功率因數(shù)等，都是關(guān)鍵參數(shù),。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(shù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換器后,，換算為模數(shù)轉(zhuǎn)換器能讀取的信號，并且能被應(yīng)用在實際控制環(huán)境內(nèi),。

（2）開關(guān)量采集,。獲取斷路器狀態(tài)參數(shù)、隔離開關(guān)狀態(tài),、接地刀閘狀態(tài)參數(shù)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(jié)構(gòu)能利用電能脈沖計量和軟件計量等多種方式并行,，建構(gòu)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(yīng)用效果[1]。

1.2 事件記錄

在供配電設(shè)計中應(yīng)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(guān)鍵,，要匹配充足的內(nèi)存空間，維持數(shù)量和時間段事件順序記錄的規(guī)范性,。關(guān)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(shè)計體系中,，也要對故障問題予以關(guān)注，打造更合理的故障分析和控制平臺,。設(shè)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(guān)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(guān)元件予以實時性控制,，尤其是斷路器和隔離開關(guān)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(shè)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(shè)置相應(yīng)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；于就地操作和遠方操作能實現(xiàn)互相閉鎖,，并且能減少干擾問題,；盂結(jié)合實時性信息自動分析模式，能對斷路器和隔離開關(guān)進行閉鎖操作控制,；榆依據(jù)實時性應(yīng)用模式，無論是就地還是遠程操作處理,，都能避免誤操作閉鎖產(chǎn)生的影響,，并且能實現(xiàn)對象校核、操作性質(zhì)和命令執(zhí)行的并行處理[2],。

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(shù),、電壓參數(shù)等基礎(chǔ)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,，同時完成越xian時間和越限值的記錄,。

（2）電能質(zhì)量監(jiān)控。在供配電控制體系中,，要對電能質(zhì)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(shè)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(shù)變化,。我國針對電能質(zhì)量的標準主要集中在三相電壓允許不平衡度的規(guī)定和電力系統(tǒng)頻率允許偏差等方面,，借助電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用元件對其進行實時的數(shù)據(jù)記錄和匯總,，以保證綜合控制的規(guī)范性。

明確電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用,，就要結(jié)合供配電的實際標準,，有效匹配相應(yīng)的設(shè)計元素，維持整體設(shè)計效果和應(yīng)用質(zhì)量,，保證綜合設(shè)計水平的最you化,。

2.1 組態(tài)軟件設(shè)計

監(jiān)控組態(tài)軟件是具備組態(tài)功能的應(yīng)用軟件，不僅能實現(xiàn)面向數(shù)據(jù)的監(jiān)控處理,，還能完成數(shù)據(jù)采集,，維持應(yīng)用的規(guī)范性和科學(xué)性，為操作人員提供實時性觀察匯總數(shù)據(jù)的功能[3]：淤組態(tài)軟件的繪畫功能設(shè)計,，能配合相應(yīng)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(guān)操作工序,；于組態(tài)軟件的編輯功能設(shè)計,，能實現(xiàn)對被編輯對象的旋轉(zhuǎn)、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(yīng)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(shè)計,，調(diào)取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息,，就能顯示出實時性曲線參數(shù)和歷史曲線參數(shù)，方便用戶直觀了解現(xiàn)場數(shù)據(jù)的變動情況,；虞報表處理,，對zhi定的數(shù)據(jù)信息予以匯總分析，從而結(jié)合預(yù)定的格式輸出信息,，了解組態(tài)結(jié)構(gòu),，操作十分靈活且便捷；愚OPC 接口設(shè)計,，電力監(jiān)控系統(tǒng)的最大價值是建立實時性數(shù)據(jù)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(shù)值參數(shù),，完成合理的數(shù)據(jù)交換工作,，維持數(shù)據(jù)項處理的實時性,；輿報警功能模塊設(shè)計，主要包括報警fu務(wù)器,、報警數(shù)據(jù)源,、報警顯示方式、報警信號打印等具體模塊,，配合實時性確認功能的處理,，就能打造完整的應(yīng)用平臺，維持供配電設(shè)計中電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用,。

2.2 網(wǎng)絡(luò)方案

依據(jù)供配電設(shè)計的基本要求,，要結(jié)合具體情況落實相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)方案，維持應(yīng)用管理的科學(xué)性和完整性,。目前,，較為常見的網(wǎng)絡(luò)方案主要有以下 3 種。

（1）針對一些現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備數(shù)量少且對應(yīng)設(shè)備分布較為集中的系統(tǒng),，將智能設(shè)備集中應(yīng)用在一條總線系統(tǒng)上,，配合智能化設(shè)備，建立完整的接口轉(zhuǎn)換器,、監(jiān)控主機數(shù)據(jù)交換模式,，有效實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息處理（圖1）。

圖 1 第 1 種網(wǎng)絡(luò)方案

（2）針對一些現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備數(shù)量多,，且設(shè)備分布比較分散的系統(tǒng)，要結(jié)合現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)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(wǎng)關(guān)，維持現(xiàn)場總線調(diào)度的科學(xué)性（圖 2）,。

圖 2 第 2 種網(wǎng)絡(luò)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(shè)置智能監(jiān)控設(shè)備,，以便于站內(nèi)數(shù)據(jù)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(quán)后,，能對子站監(jiān)控主機的信息、數(shù)據(jù)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(shè)備設(shè)計

為了保證現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備整體布局結(jié)構(gòu)滿足應(yīng)用預(yù)期，要整合相關(guān)內(nèi)容,，在建立完整 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸模式的基礎(chǔ)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(shè)備數(shù)量較多，且對應(yīng)的動能多樣,，為了保證整體設(shè)計的合理性,，在選擇型號的過程中要充分結(jié)合客戶的實際需求，綜合分析電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),、負荷等級等內(nèi)容,，以保證現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備選型工作的最you化，節(jié)省經(jīng)濟成本,；于現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備要維持各自獨立的狀態(tài),，保證數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)范性,，配合動態(tài)實時性顯示開關(guān)設(shè)備,，在處理運行參數(shù)、故障信息,、事件記錄等內(nèi)容的同時,，有效維持數(shù)據(jù)管理的科學(xué)性和規(guī)范性。

以 Power Logic 軟件為例,，電力監(jiān)控系統(tǒng)配置中,，設(shè)置 10 kV電源，應(yīng)用 CM4250 作為基礎(chǔ)設(shè)備,，采取重要回路和一般回路獨立設(shè)置的方案,。

（1）主中壓進線回路/重要低壓進線回路的監(jiān)控要按照遙測、遙信,、遙控進行分別處理,。其中，遙測是對三相電壓,、有功功率,、無功電能、功率因數(shù),、頻率等參數(shù)進行調(diào)取監(jiān)控,，測量精度達到0.2%；遙信是對開關(guān)分合狀態(tài)予以監(jiān)控,；遙控是對開關(guān)遠程進行分合控制,，并且配合通信規(guī)約調(diào)整，完成電能質(zhì)量監(jiān)測,。

（2）要對一般出線回路進行監(jiān)控,，主要是結(jié)合標準通信規(guī)約分析通信接口信息，并且 MC 系列多回路監(jiān)控單元也能完成饋線監(jiān)控。

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(guān)柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產(chǎn)品,、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置,、配電室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、弧光保護裝置等設(shè)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(jù)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(yīng)用電力自動化技術(shù),、計算機技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護,、監(jiān)測,、控制、通信等功能于一體的開放式,、網(wǎng)絡(luò)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(wǎng),、農(nóng)網(wǎng)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(jīng)濟運行提供了堅實的保障。

4.2應(yīng)用場所

適用于軌道交通,，工業(yè),，建筑，學(xué)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(shè)計,、施工和運行維護。

4.3系統(tǒng)架構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計,，可分為三層：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層,，組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式,。

4.4系統(tǒng)功能

（1）實時監(jiān)測：直觀顯示配電網(wǎng)的運行狀態(tài),，實時監(jiān)測各回路電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路有關(guān)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(shè)備zhi定時間的運行參數(shù)。

（5） 實時告警：具有實時告警功能,，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b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(nèi)各配電節(jié)點的用電情況,。

（8）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)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(quán)限,。

（9） 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖：支持實時監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（10）電能質(zhì)量監(jiān)測：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)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(nèi)的設(shè)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(shù)量,、變壓器數(shù)量,、監(jiān)測點位數(shù)量等概況信息，設(shè)備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄,。

（15） APP訪問：設(shè)備數(shù)據(jù)頁面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線,。

4.5系統(tǒng)硬件配置

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

［1］樊宇.電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中應(yīng)用的研究［J］.百科論壇電子雜志,，2019（4）：485.

［2］成健.探討電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用［J］.大科技，2019（8）：60-61.

［3］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應(yīng)用手冊.2022.05版.

張心志,，男,，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。