淺談電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要 ：電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程中的應(yīng)用，穩(wěn)步提升了電力系統(tǒng)管理的智能化、信息化水平，確保電力資源的合理化應(yīng)用，滿足工業(yè)生產(chǎn)的基本需求。為確保電力監(jiān)控系統(tǒng)與廠房電力工程的有效結(jié)合，促進(jìn)廠房電力工程技術(shù)體系的升級，文章充分探討廠房電力工程對電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用路徑。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；廠房電力；技術(shù)優(yōu)勢；應(yīng)用方式

1引言

為滿足規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的基本要求，廠房在規(guī)劃、建設(shè)過程中，投入大量資源，進(jìn)行電力工程的構(gòu)建，電力監(jiān)控系統(tǒng)作為電力工程的有機(jī)組成部分，能夠持續(xù)強(qiáng)化供配電系統(tǒng)的管理效能，保證了供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性。通過電力監(jiān)控系統(tǒng)的合理構(gòu)建，能夠逐步促進(jìn)電力工程體系的健全與完善，實(shí)現(xiàn)電力故障的快速發(fā)現(xiàn)與有效排除，實(shí)現(xiàn)電力資源的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。

2電力監(jiān)控系統(tǒng)概述

對電力監(jiān)控系統(tǒng)基本構(gòu)成與功能的分析，從整體上形成準(zhǔn)確的技術(shù)認(rèn)知，明確電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)，對于后續(xù)應(yīng)用優(yōu)勢的探討以及應(yīng)用策略的制定，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)10kV以下變配電系統(tǒng)的科學(xué)檢測與有效管理，經(jīng)過長期發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)逐步完善，涵蓋了管理層、通信層、間隔層等相關(guān)管理層級，形成實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫 XPMS、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件、電力自動(dòng)化軟件、“軟"控制策略軟件、通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等系統(tǒng)模塊，這些系統(tǒng)模塊的構(gòu)建與應(yīng)用，大大提升了電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性，廣泛地應(yīng)用于企業(yè)信息化、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)。技術(shù)人員通過這種相應(yīng)的技術(shù)解決方案，對供配電系統(tǒng)中存在的故障、安全隱患進(jìn)行及時(shí)評估以及有效處理，實(shí)現(xiàn)了供配電系統(tǒng)可靠性、安全性的提升。具體來看，電力監(jiān)控系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)量保護(hù)模塊以及總線技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了對供配電系統(tǒng)的有效管控。能夠根據(jù)實(shí)際的供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況，完成數(shù)據(jù)的有效獲取以及設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，在電力監(jiān)控系統(tǒng)支持下，逐步形成監(jiān)控一體化的電力工程整體解決方案。

3電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)有電力工程機(jī)制的完善、升級，為強(qiáng)化電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果，工作人員需要準(zhǔn)確把握電力監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，以此為契機(jī)，促進(jìn)工作觀念的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程中的有效應(yīng)用。

3.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，有效滿足廠房電力系統(tǒng)的規(guī)劃、管理需求，促進(jìn)了廠房電力工程的集約化與信息化，使得電力工程可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，靈活調(diào)整供配電方案，順利完成各類監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)的獲取，配電柜電氣性能的調(diào)節(jié)等相關(guān)工作，無形之中，降低了整個(gè)電力工程的運(yùn)行管理難度。電力監(jiān)控系統(tǒng)通過各類硬件模塊、軟件系統(tǒng)的支持，在電力工程內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了信息的有效共享，工作通過訪問系統(tǒng)后臺(tái)，可以在較短的時(shí)間內(nèi)，快速獲取各類數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，開展相應(yīng)的故障檢修、設(shè)備調(diào)試等相關(guān)工作。同時(shí)作為一種有效的技術(shù)方案，電力監(jiān)控系統(tǒng)促進(jìn)了原有電力工程運(yùn)行、管理機(jī)制的轉(zhuǎn)變，排除了人為因素對于電力設(shè)備監(jiān)控活動(dòng)的干擾，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)對接、準(zhǔn)確反饋，對于電力設(shè)備維護(hù)、管理工作的開展提供了參考借鑒，避免了工作開展的盲目性。例如電力監(jiān)控系統(tǒng)將工業(yè)廠房高壓配電線路、低壓配電線路以及UPS系統(tǒng)納入到監(jiān)控范疇之中，在各類傳感器、通信系統(tǒng)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)對供配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)的異常情況及時(shí)解決，降低了工作人員應(yīng)對電力工程故障的難度，保證了供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)在電力監(jiān)控系統(tǒng)的輔助下，工作人員可以開展的供配單線路的選型、設(shè)備的調(diào)試等相關(guān)工作，促進(jìn)了電力工程運(yùn)行方案的優(yōu)化，在很大程度上，提升了電力資源的利用能力，降低了工業(yè)廠房的運(yùn)行成本。

3.2電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程應(yīng)用過程中，受到多種因素的影響，暴露出技術(shù)思路不明確、軟硬件系統(tǒng)構(gòu)建不合理等問題，這些問題的出現(xiàn)，如果沒有采取相應(yīng)的舉措，將會(huì)在很大程度上，限制電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢。部分工作人員在廠房電力工程規(guī)劃、管理的過程中，沒有真正認(rèn)識到想電力監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)價(jià)值以及其對電力工程的深遠(yuǎn)影響，這種認(rèn)知層面的局限性，使其無法根據(jù)廠房電力工程的實(shí)際，制定系統(tǒng)化的電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建方案，導(dǎo)致技術(shù)漏洞的出現(xiàn)，影響了最終的使用成效。同時(shí)電力監(jiān)控系統(tǒng)作為新型的技術(shù)方案，部分技術(shù)人員對于其技術(shù)原理、技術(shù)構(gòu)成、應(yīng)用方式等存在一定的認(rèn)知誤區(qū)，造成電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，沒有能夠形成可行的技術(shù)應(yīng)用方案，使得電力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)優(yōu)化無法達(dá)到預(yù)期的使用需求，干擾廠房電力工程日常管理工作的同時(shí)也造成了資源浪費(fèi)等相關(guān)問題的出現(xiàn)，增加了電力監(jiān)控系統(tǒng)的投入成本，給企業(yè)帶來額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

4電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程中應(yīng)用的方式

電力工程在廠房電力工程應(yīng)用過程中，技術(shù)人員需要著眼電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與功能，借鑒過往經(jīng)驗(yàn)，采取相應(yīng)舉措，積極做好電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建、優(yōu)化與應(yīng)用工作。

4.1快速轉(zhuǎn)變電力監(jiān)測應(yīng)用思路

針對于現(xiàn)階段電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程應(yīng)用環(huán)節(jié)暴露出問題，技術(shù)人員需要立足于自身認(rèn)知層面存在的問題，認(rèn)真做好梳理、應(yīng)對工作。具體來看，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在明確電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，快速轉(zhuǎn)變固有的技術(shù)理念，從廠房電力工程的角度出發(fā)，明確電力監(jiān)測系統(tǒng)在實(shí)踐環(huán)節(jié)的積極作用，通過理念的轉(zhuǎn)變，有目的地開展電力監(jiān)測技術(shù)的分析、評估以及應(yīng)用工作，為后續(xù)電力監(jiān)測系統(tǒng)硬件構(gòu)成、軟件優(yōu)化等活動(dòng)的進(jìn)行提供了方向性引導(dǎo)。同時(shí)，認(rèn)真做好電力監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)原理、技術(shù)構(gòu)成等方面的分析工作，通過必要的技術(shù)研究，技術(shù)人員可以掌握電力監(jiān)測系統(tǒng)的層級結(jié)構(gòu)、軟硬件構(gòu)成特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合廠房電力工程供配電系統(tǒng)的實(shí)際，開展針對性的系統(tǒng)布局，從整體上保證電力監(jiān)控系統(tǒng)布局的合理性、有效性，初步形成電力監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建方案，對硬件設(shè)備的選型、參數(shù)調(diào)整，軟件平臺(tái)的打造，優(yōu)化提供了方向性引導(dǎo)，避免了電力監(jiān)測系統(tǒng)在廠房電力工程中應(yīng)用的盲目性。

4.2電力監(jiān)測系統(tǒng)硬件構(gòu)成方案

從廠房電力工程的組成情況來看，電力監(jiān)測系統(tǒng)在硬件構(gòu)成方面，需要重點(diǎn)做好監(jiān)控設(shè)備、通信設(shè)備、采集設(shè)備等硬件的選型與調(diào)試工作，逐步形成完善的電力監(jiān)測系統(tǒng)硬件運(yùn)行機(jī)制。在進(jìn)行廠房電力工程監(jiān)控中心能夠快速將各類監(jiān)測信息直觀呈現(xiàn)出來，便于工作人員獲取，開展相應(yīng)的管理活動(dòng)。在通信設(shè)備的選擇過程中，技術(shù)人員需要對通信接口層作出優(yōu)化，通過交換機(jī)、通信管理機(jī)等設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部，不同模塊之間的聯(lián)動(dòng)，保證信息共享能力。從過往經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)來看，廠房電力工程通信接口應(yīng)當(dāng)選用3C16470等型號的以太網(wǎng)交換機(jī)，這類交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ) - 轉(zhuǎn)發(fā)的復(fù)合型交換方式，并且實(shí)用性較強(qiáng)，支持多種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速共享。考慮到電力工程運(yùn)行過程中，對于通信系統(tǒng)有著一定的干擾，為保持通信系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，技術(shù)人員可以使用目前抗干擾能力較強(qiáng)的4芯屏蔽雙絞線作為通信模塊收發(fā)數(shù)據(jù)的主要線路，通過相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮，來有效應(yīng)對外部環(huán)境對于整個(gè)信息交互行為的干擾。為避免停電對于電力監(jiān)測系統(tǒng)的干擾，保證監(jiān)測的持續(xù)性，技術(shù)人員需要對通信設(shè)備的電源回路進(jìn)行優(yōu)化，將UPS供電設(shè)備作為備用電源，在電源中斷后，能夠快速啟動(dòng)，為電力監(jiān)測通信系統(tǒng)供電。對于電力工程運(yùn)行信號采集以及測定設(shè)備的選用，技術(shù)人員需要在廠房配電柜的相關(guān)區(qū)域，安裝可視化的監(jiān)測模組，便于工作人員在日常巡視的過程中，快速獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，掌握配電柜的運(yùn)行狀態(tài)。以某廠房為例，在電力監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，出于監(jiān)測成效與成本投入的考量，其在低壓配電柜監(jiān)測模組設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使用由施耐德公司生產(chǎn)的低壓智能電力儀表 PM810，這一型號的監(jiān)測以期，不僅能夠真實(shí)反映測量數(shù)據(jù)，并且兼容性較強(qiáng)，安裝、維護(hù)難度相對較低，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。通過按照該監(jiān)測模組，大大簡化了電力檢測系統(tǒng)日常管理流程，工作人員可以根據(jù)需要，定期做好電壓配電柜運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄以及反饋等方面的工作。

4.3電力監(jiān)測系統(tǒng)軟件優(yōu)化路徑

電力監(jiān)測系統(tǒng)軟件優(yōu)化環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要從通信系統(tǒng)、監(jiān)測算法等角度出發(fā)，對軟件系統(tǒng)信息交互、共享以及處理能力做出必要的調(diào)整，更好地滿足電力監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行需求。具體來看，技術(shù)人員在對通信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過程中，可以借鑒現(xiàn)場總線技術(shù)，按照相應(yīng)的信息傳輸協(xié)議，將電力監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的以太網(wǎng)、串口設(shè)備進(jìn)行連接方式的調(diào)整，形成總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的塑造，為監(jiān)測軟件的運(yùn)行營

造良好的外部環(huán)境。監(jiān)測軟件選用過程中，技術(shù)人員可以使用INTOUCH 軟件，該軟件具有較強(qiáng)的管理功能，不同的用戶可以根據(jù)授權(quán)，登陸監(jiān)測軟件，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，這一軟件較好地滿足了廠房電力工程的運(yùn)行管理要求，工作人員可以通過界面的相關(guān)指令，進(jìn)行電力工程電壓、功率、電能以及溫度等參數(shù)的獲取，并通過各類日報(bào)表、月報(bào)表的查詢，有效掌握廠房電力工程的運(yùn)行狀態(tài)，為設(shè)備參數(shù)的調(diào)整、故障的維修提供參考。

5安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型

5.1概述

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(dòng)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(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測、控制、通信等多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(shí)現(xiàn)對變電站方位的控制和管理，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(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

5.2應(yīng)用場所

(1)辦公建筑（商務(wù)辦公、機(jī)關(guān)辦公建筑等）

(2)商業(yè)建筑（商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等）

(3)旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）

(4)科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑）

(5)通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等）

(6)交通運(yùn)輸建筑（機(jī)場、車站、碼頭建筑等）

(7)廠礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）

(8)新能源建筑（光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等）

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì)，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(biāo)準(zhǔn)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。

5.4設(shè)備選型

6結(jié)語

電力監(jiān)控系統(tǒng)作為一種新型技術(shù)手段，其在廠房電力工程中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力工程運(yùn)行穩(wěn)定性、可控性的穩(wěn)步提升，增強(qiáng)了電力能源的整體成效，滿足不同工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于電力資源的使用需求。文章從硬件構(gòu)成、軟件優(yōu)化等角度出發(fā)，形成完善的電力監(jiān)控系統(tǒng)，促進(jìn)廠房電力工程的完善與升級。

參考文獻(xiàn)

[1]童世華，柳盼.電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018（7）

[2]劉梓涵.電力監(jiān)控系統(tǒng)中ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用的幾點(diǎn)分析[J].通訊世界，2018（7）

[3]電力監(jiān)控系統(tǒng)在廠房電力工程中的應(yīng)用.馮巖

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2020.06

作者簡介

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。