变电所电力监控系统在电力系统中的应用

安科瑞虞佳豪

月5日，中国电力企业联合会发布的《2023年一季度全国电力供需形势分析预测报告》（简称《报告》）预测，2023年全国电力供需总体紧平衡，部分区域用电高峰时段电力供需偏紧。其中，二季度南方区域电力供需形势偏紧，迎峰度夏期间，华东、华中、南方区域电力供需形势偏紧，华北、东北、西北区域电力供需基本平衡。

宏观经济及气候均是影响电力消费需求增长的重要方面。《报告》指出，2023年国务院《政府工作报告》提出国内生产总值增长预期目标是5%左右，2023年宏观经济运行总体回升将促进电力消费需求增长。受上年同期低基数等因素影响，预计今年二季度电力消费增速将明显回升，拉动上半年全社会用电量同比增长6%左右。

正常气候情况下，预计全国最高用电负荷13.7亿千瓦左右，比2022年增加8000万千瓦左右；若出现长时段大范围极端气候，则全国最高用电负荷可能比2022年增加1亿千瓦左右。

“气象部门预计今年夏季（6月至8月）西南地区东部及华中中部降水偏少、气温偏高，湖北大部、湖南北部、重庆东部、四川东北部等地降水偏少2~5成，可能出现区域性气象干旱，将会对当地电力供应以及电力外送产生影响。”《报告》称，煤电企业持续亏损导致技改检修投入不足带来设备风险隐患上升，均增加了电力生产供应的不确定性。

为确保迎峰度夏期间电力安全稳定供应，保障大电网安全和民生用电底线，结合电力供需形势和行业发展趋势，《报告》建议全力保障迎峰度夏期间电力燃料安全稳定供应，加快重点电源电网工程建设，提升电力系统调节支撑能力，并充分发挥市场机制在电力安全保供中的重要作用。

电力供应是整个社会生产、人民生活的基本保证之一，也是全世界普遍的能源形式，而且多数资源都被人类运用各种方式转换为电能而加以利用，经济的高速运行也使各领域的用电负荷急速上升，各种疏漏和故障层出不穷,电力监控系统可以发现涉及千万用户的各项用电疏漏。我司提供的电力监控系统方案具有成熟化、模块化、监控软件和核心联网采集产品自主研发的特点，易于实施和扩展，易于根据客户的需求定制化调整，并具有很强的性价比特点。在推出市场十年多的时间，收到了用户的亲睐，多个行业和环节进行了应用，创造了良好的社会和经济效益。

1电力监控系统的设计

1.1 数据采集与处理

  通过间隔层单元采集来自生产过程的模似量、数字量、脉冲量及温度量等，生产过程设备包括CT、PT、配电装置保护、直流系统、所用电系统等。对所采集的输入量进行数字滤波，有效性检查，工程值转换、故障判断、信号接点抖动消除、刻度计算等加工。从而产生出可供应用的电流、电压、有功功率、无功功率、电度、功率因数等各种实时数据，供数据库更新。在可能时，形成分布式的数据库结构，在就地控制单元中保留本地处理的各种实时数据。间隔层单元对保护模拟量和遥测模拟量的采集应相对独立，遥测量的精度应满足有关标准的要求。

1.2 电力监控系统网络构成

  监控层包括工程师站和远动通信站，包含监控计算机、网络交换机、打印机、UPS以及Acrel-2000电能管理软件，其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取通讯管理机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，搭建完整的计量体系，用户只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

通讯网络层包括通讯管理机、网络交换机等设备，网络结构如下图所示：

1.3 电力监控系统软件功能设计

  系统依据客户实际需求进行设计，并实现了一次主接线图界面显示；电参量遥测及电参量越限报警；事件记录；系统运行异常监测；故障报警及操作记录；电能报表查询与打印；系统负荷实时、历史曲线，用户权限管理等主要功能。

2系统功能

  上位机软件采用ACREL-2000电力监控系统，通过软件进行设备配置、数据库变量配置、界面设计等，完成了在上位机软件监控及电力监控的功能。

2.1 功能特点

  ACREL-2000电力监控系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠的特点。点击相应快捷按钮即可进入相应的系统功能模块；系统具有一次系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统具有人机界面友好，显示数据直观，方便用户查阅。

2.2 软件功能

2.2.1画面显示

  软件的界面可以根据项目的特点和客户的要求来设计。初始界面为“登录界面”，客户需通过用户名，输入相应密码，方能进入本系统。界面如图2所示。

图2登陆界面

2.2.2通讯示意图

  通讯示意图为拓扑图，显示系统与仪表的通讯是否正常。通过界面模块颜色的变化来反映整个系统各个监控点位的运行状态。界面如图3所示。

图3 通讯示意

2.2.3 监测详图

  监测详图反应了整个系统配电回路名称，相应的配电体系以及回路的主要电参量。通过实时数据的显示，直观反映本项目各个监测回路的运行数据，便于管理者实时了解系统运行状态。界面如图4所示。

图4 监测详图

2.2.4 参数抄表

  参数报表反映了本项目监测回路的在过去某时间点的运行数据，通过当前或者过去某时间点的实时参量数据反映回路状态。主要的数据包括：三相电压，三相电流，电能，有功功率，无功功率，功率补偿因数，频率。界面如图5所示。

图5 参数抄表

2.2.5 电能报表

  电能报表是对用电量的管理以报表形式呈现，该报表可以实现系统运行期间的任意时间段内的月抄表，日抄表，小时抄表等功能，且可以Excel形式导出或打印。界面如图6所示。

图6 电能报表

2.2.6报警处理

  报警处理分两种方式，一种是事故报警，另一种是预告报警。前者包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。

3结束语

  浙中总部经济中心电力监控系统实现用电数据的实时采集、存储、显示、导出。项目从配电系统的搭建，到后期调试，系统数据的核对，整个过程我方提供了相应阶段的技术支持。本系统在设计、安装、调试的同时，也是对建筑的配电架构的详细梳理，通过对用能情况的细致分类，明确建筑内配电体系的运作模式和状态。满足了客户相关的定制化需求，为客户提供了多样性的数据分析处理方式，以及导出方式。电力监控系统，由遥测、遥信、遥控、通讯、显示、设置等各项智能化集成功能组合而成的监控系统，使千万用户各项用电疏漏变得可查、可视、可控、可防，为用户创造良好的工作生活环境。