張 翔 曹 琦

摘要 無人值班變電站經(jīng)常出現(xiàn)抄表不同時和人工抄表、人工輸入工作效率低,統(tǒng)計、計算不準(zhǔn)等問題。本文對結(jié)合一個縣級供電局電能自動采集系統(tǒng)的基本設(shè)計原則,就系統(tǒng)建設(shè)的結(jié)構(gòu)和配置、電能采集的原理和方式、系統(tǒng)的通信方式和通道問題以及主站系統(tǒng)和廠站裝置的主要功能和特點作了闡述,并就系統(tǒng)的實際應(yīng)用、功能測試情況、如何解決出現(xiàn)的問題作了說明。

關(guān)鍵詞 電網(wǎng);變電所;電能;采集;功能;簡介

中圖分類號 TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708(2009)07-0033-03

0 引言

為了實現(xiàn)桐鄉(xiāng)電網(wǎng)商業(yè)化運行及無人值班工作的需要,解決無人值班變電所抄表不同時;人工抄表工作強度大,準(zhǔn)確性不高;統(tǒng)計、計算不準(zhǔn);電能表人為接線錯誤及表計出錯不能及時得到糾正等問題,從而使變電站電能量管理實現(xiàn)自動化,提高統(tǒng)計和結(jié)算效率勢在必行。我局于1999年1月上旬開始安裝由南京南瑞華寧電氣設(shè)備公司研制開發(fā)的電能自動采集計費系統(tǒng),并逐步完善和系統(tǒng)化,至1999年11月初工程全面竣工,并與局計算機網(wǎng)接口,系統(tǒng)包括電能量自動采集終瑞(MPE-III)、電能量自動采集管理系統(tǒng)(COMC-III)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和工作站。該系統(tǒng)根據(jù)1998年7月召開的省網(wǎng)電能量計費系統(tǒng)工程協(xié)調(diào)會議提出的《遠(yuǎn)方電能量數(shù)據(jù)終端主要技術(shù)要求》[1]為技術(shù)依據(jù),以我局與南京南瑞華寧電氣設(shè)備公司簽訂的《桐鄉(xiāng)電能量計費系統(tǒng)技術(shù)協(xié)議》[2]為補充,并根據(jù)桐鄉(xiāng)電網(wǎng)管理的具體情況而設(shè)計。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由1套主站系統(tǒng)和18套終端組成,主站系統(tǒng)采用高性能的PC機和服務(wù)器組網(wǎng),軟件采用Windows NT 4.0中文版操作系統(tǒng),Delphi 4.0和Visual Basic 5.0開發(fā)工具編程,采用標(biāo)準(zhǔn)的Microsoft SQL Server 6.5開放式數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)數(shù)據(jù)存放在專用服務(wù)器中,主站及工作站通過局域網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,系統(tǒng)通過自動撥號MODEM(可采用多個MODEM同時撥號)利用我局現(xiàn)有的內(nèi)部電話線和終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,終端與電能表之間采用485口通訊來采集數(shù)據(jù)。

2 終端功能要求

2.1 采集功能

系列終端均可同時采集脈沖、電子式數(shù)字表和開關(guān)遙信量,數(shù)字表型號可以4種以上(4種不同規(guī)約),而且不同采集量采用不同的采集周期。

1) 電能量:當(dāng)前P+、Q+、P-、Q-、總、平、峰、谷電量;上月P+、Q+、P-、Q-、總、平、峰、谷電量(整月用電量)。

2)實時量(YC量):UA、B、C;IA、B、C;P;Q;COSφ。

3)狀態(tài)量(YX量):A、B、C斷相次數(shù)、斷相起始、結(jié)束時間;A、B、C失壓、失流次數(shù),起始、結(jié)束時間;旁路和線路的開關(guān)狀態(tài)(完成旁路電量自動替代)。

3)其他智能設(shè)備數(shù)據(jù)(如電壓監(jiān)測儀,諧波表等)。

2.2 存儲功能

1)終端所有采集量(電能量、實時量、遙信量),均能保存一個月,其中電能量每5min一點,每天288點;實時量每15min一點,每天96點。

2)電表運行狀況:A、B、C斷相次數(shù)、斷相起始、結(jié)束時間;

A、B、C失壓、失流次數(shù)、時間;

各條線路開關(guān)變位狀態(tài)及時間;

保留最近10組。

3)每月總用電量:保存1年。

2.3 對時功能

主站(GPS時間)給終端對時,終端給電表對時,確保全網(wǎng)時間同步,終端也可直接接GPS,支持RS-485和RS-232接口。

2.4 遠(yuǎn)傳通訊功能

1)遠(yuǎn)傳

(1)利用現(xiàn)有電話線通過撥號MODEM,和主站系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。當(dāng)通道線路質(zhì)量差時,終端根據(jù)主站要求可自動降低通訊速率。

(2) 若通道為光纖且具有數(shù)字接口,則可直接通過RS-232發(fā)送數(shù)據(jù),也可借用電力信息網(wǎng)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

(3) 對于已有專線通道的,可直接通過專線MODEM連接。

(4)實時口可通過盒式MODEM部頒規(guī)約CDT方式直接發(fā)YC量、YX量、電度量至SCADA實時系統(tǒng)。

2)通訊

(1) 和電子式數(shù)字表RS-485口通訊。

(2)和脈沖采集單元RS-485口通訊。

(3)維護(hù)口和筆記本電腦RS-232口通訊。通過維護(hù)口可顯示、設(shè)置、修改終端運行參數(shù);通過維護(hù)口可獲取終端電量數(shù)據(jù)。

(4)和其他終端設(shè)備(如RTU、電壓表、諧波表)通訊。

2.5 自診斷自恢復(fù)功能

1)終端自動診斷主芯片、通訊口、電源和電表通訊狀況,報告開機時間、變位時間、YX變位時間。若發(fā)現(xiàn)異常,能指示故障部位,自動撥號向主站報告終端異常。

2)具備自恢復(fù)功能(軟、硬件控制),包括對MODEM診斷自動重新啟動,具備重新啟動時間記錄功能。

2.6 保護(hù)功能

輸入過電壓、過電流保護(hù);防雷保護(hù);直流反極性輸入保護(hù);輸出過壓、過流保護(hù)。

3 主站系統(tǒng)功能要求

3.1 系統(tǒng)主要參數(shù)

1)能對256個MPE和分站25 600多個電表電能數(shù)據(jù)量的采集存儲和處理。

2)支持雙渠道數(shù)據(jù)采集:直接采集MPE數(shù)據(jù)和經(jīng)分站間接采集MPE數(shù)據(jù)。

3)數(shù)據(jù)召喚周期5min~1h可調(diào)。

4)數(shù)據(jù),包括原始數(shù)據(jù)(電表最短5min一點值),中間計算結(jié)果,最終結(jié)算數(shù)據(jù)等,均能保存12個月以上,可定時或隨時將數(shù)據(jù)經(jīng)光盤讀寫機存入光盤備份保存。

5)對MPE及分站實現(xiàn)GPS對時,對時時間可設(shè)定,并可人工設(shè)定系統(tǒng)時間。

6)最大CPU負(fù)荷率≤50%,最大網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率≤40%。

7)系統(tǒng)可用率≥99.99%。

8)MTBT > 10萬h。

9)系統(tǒng)不存在Y2K問題。

10)系統(tǒng)軟硬件具有可擴(kuò)性,廠家軟件完善或升級時免費為用戶升級。

3.2 先進(jìn)的前置系統(tǒng)

1)雙前置機互為熱備用,以保證電量數(shù)據(jù)的正常采集。

前置機系統(tǒng)采用終端服務(wù)器方式接收電量采集裝置信息,最大可接收256個廠站,同/異步方式均可接入系統(tǒng)。采用終端服務(wù)器的好處:(1)可靠性高。直接接在網(wǎng)上,完全脫離開主機硬件,不受任何機器的制約;(2)不依賴于操作系統(tǒng),通過網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送信息;(3)前置機軟件可靈活配置,可單獨使用一臺機器,也可在其他機器上;(4)速度快,可成批傳送數(shù)據(jù),比一般通訊方式快數(shù)倍以上。

2)主站與MPE及分站通信方式為電話撥號網(wǎng)和專用網(wǎng)兩種,通信速率可自動調(diào)節(jié)。

3)支持對1~8個MODEM同時撥號取數(shù)。

4) 通信要數(shù)周期,通信失敗補要次數(shù)可人工設(shè)定。自動要數(shù)功能可人工關(guān)閉。

5)對每一個MPE及分站有多種撥號選擇如主用號,第一備用號,第二備用號……;每一號碼可人工設(shè)定次數(shù);撥號速率可自動調(diào)節(jié)(300,600,1 200,2 400,4 800,9 600bit/s),可人工設(shè)定初始撥號速率;對通信故障,串口故障報警,并自動更換線路和串口繼續(xù)撥號;對MPE及分站回答錯誤,立即停止操作并告警。

6)同一終端可通過不同的通訊介質(zhì)與前置通信(多通道),多通道可智能選擇。

7)顯示與采集終端的通信過程及通信報文,自動統(tǒng)計與各廠站電量采集終端的通信成功與失敗情況。

8)可在線下裝或修改電量終端的運行參數(shù)。

9)通信規(guī)約控件化,系統(tǒng)中隨時增加新規(guī)約,方便接入新通訊規(guī)約的電量采集終端。

3.3 數(shù)據(jù)獲取方式

1)定時召喚,按額定時間召喚系統(tǒng)所有MPE及分站數(shù)據(jù),對未取得數(shù)據(jù)可設(shè)定再次召喚。

2)人工召喚一個終端或一個分站全部電量或幾個電量或某一電量,全部時段或幾個時段,某一天或某一指定時段內(nèi)電量,當(dāng)MPE分站因故障或其他原因停運恢復(fù)后,主站及時將MPE及分站保存電量要上來。

3)由其他電費系統(tǒng)取得數(shù)據(jù),當(dāng)通信故障無法直接從MPE取得數(shù)據(jù)時,可通過現(xiàn)場抄表器、軟盤、光盤、便攜機獲得數(shù)據(jù)。

3.4 數(shù)據(jù)存儲處理功能

1) 前置機主機與備機數(shù)據(jù)比較;直接采集MPE數(shù)據(jù)與分站來數(shù)據(jù)比較。

2)數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。

(1)對任一電量按時段和小時統(tǒng)計,峰谷平統(tǒng)計,如一天96點統(tǒng)計,24點統(tǒng)計等。

(2)由公式定義的電量按時段和小時統(tǒng)計。

(3) 統(tǒng)計分定時,維護(hù)人員在界面上進(jìn)行統(tǒng)計,數(shù)源變化自動重新統(tǒng)計等多種方式,用戶臨時輸入統(tǒng)計公式的統(tǒng)計。

3)事件查看功能。

未存或有誤數(shù)據(jù)查看;未統(tǒng)計或需重新統(tǒng)計數(shù)據(jù)查看;前置通信數(shù)據(jù)查看;通訊報文監(jiān)測。

4)信息數(shù)據(jù)處理功能。

(1)具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算功能

①統(tǒng)計方式。時間按小時、時段、日、月、年;方式按總加、平均、最大、最小、最大需量及發(fā)生時間;按量類型按電壓等級、用電用戶、變電所、電廠購入、系統(tǒng)網(wǎng)損、系統(tǒng)供網(wǎng)和其它分類等。

②計算功能:旁路代,母線不平衡率,變損,線損,分類,分時,電量結(jié)算,按照不同的高峰、低谷時段和高、低周的獎罰系數(shù)進(jìn)行計算,統(tǒng)計日、月、年的獎罰電量等。

③旁路代處理:自動判定,自動計算及人工確認(rèn)。在有遙信信號輸入情況下,可自動完成。

(2)通信功能:設(shè)備間數(shù)據(jù)通信查看;查看網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備運行狀態(tài);通信信息查看維護(hù)。

3.5 數(shù)據(jù)錄入功能

1)向用戶提供面向電力系統(tǒng)對象,層次的數(shù)據(jù)模型,保證數(shù)據(jù)關(guān)系一致性設(shè)計及校核,實現(xiàn)數(shù)據(jù)無冗余輸入。

2)系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入:系統(tǒng)類型表,廠站類型表,設(shè)備類型表,信息類型表,設(shè)備類型關(guān)系表,設(shè)備與信息間關(guān)系表,采集終端類型表,電壓等級表,電表類型表,其它表。

3)設(shè)備信息錄入:系統(tǒng)表,廠站表,設(shè)備表,電表表,CT/PT表,電量表,電量公式表,終端表,終端含有電量表,其它表。

3.6 報表管理功能

報表編輯功能強,制表方便,有預(yù)覽功能,報表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)可在線修改。由于采用EXCEL的報表工具,圖形、表格可混合制作;報表可在寬行打印機上或激光打印機上輸出,也可以根據(jù)紙張大小進(jìn)行壓縮;報表可定時打印,也可召喚打印。

3.7 數(shù)據(jù)查詢功能

1)樹狀結(jié)構(gòu)顯示系統(tǒng)廠站,方便查詢,可實現(xiàn)多廠站按日查詢,查詢結(jié)果可通過報表和圖形顯示。

2)查詢功能有原始數(shù)據(jù)查詢,統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢,歷史數(shù)據(jù)查詢,登錄及系統(tǒng)參數(shù)修改查詢,告警分類查詢,組合查詢等。

3)查詢方式按線路,廠站統(tǒng)計量,系統(tǒng)統(tǒng)計量,綜合查詢(線路統(tǒng)計量),以圖形報表方式顯示查詢結(jié)果。

4)按時間、類別查詢系統(tǒng)日志。

3.8 系統(tǒng)管理功能

1)具有良好的數(shù)據(jù)庫生成、管理、維護(hù)功能。

2)系統(tǒng)權(quán)限管理:身份驗證,權(quán)限驗證,防火墻技術(shù),多層次數(shù)據(jù)備份與恢復(fù),嚴(yán)格的數(shù)據(jù)正確性有效性檢測。

3)數(shù)據(jù)備份,采用光盤機備份,備份方式分系統(tǒng)備份,數(shù)據(jù)庫備份(全備份,增量備份,數(shù)據(jù)表備份)及遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)復(fù)制。

4)設(shè)備管理

(1)表計管理,裝表計,表計更換。

(2)MPE設(shè)備參數(shù),表基數(shù),通訊參數(shù)下裝。

(3)CT/PT等設(shè)備管理,新裝設(shè)備,設(shè)備更換,表計或設(shè)備更換后數(shù)據(jù)自動處理。

3.9 遠(yuǎn)程診斷及告警功能

1)遠(yuǎn)程診斷,用以完成對用戶以投運的系統(tǒng)的診斷和維護(hù)。

2)告警系統(tǒng):對通信故障、數(shù)據(jù)不合格、系統(tǒng)安全、系統(tǒng)工況、MPE及分站故障等告警,對各告警記錄可分類查詢,多媒體輸出告警信息。

4 運行情況

1)系統(tǒng)自1999年1月份開始安裝,1999年5月份正式投運至今,其中1999年10月份更改數(shù)字表,1999年11月初市局表計安裝結(jié)束,系統(tǒng)與計算機網(wǎng)接口完成。系統(tǒng)主站故障中斷時間為0小時,運行率為100%,終端故障中斷時間為0小時,運行率為100%。報表完整,數(shù)據(jù)完整。

2)為方便資料查詢和制作報表需要,到目前為止在全局共安裝了包括操作班、調(diào)度、運方、用電、測試中心、生產(chǎn)局長、辦公室統(tǒng)計、調(diào)度主任10臺工作站,工作站運行情況穩(wěn)定,用戶反應(yīng)良好。

3)系統(tǒng)運行(1999年5月~10月)期間,由于數(shù)據(jù)采集采用脈沖接受方式,再加上一小部分電能表脈沖輸出不準(zhǔn),在采集過程中,脈沖有丟失現(xiàn)象,故產(chǎn)生一定誤差,1999年10月中旬通過換表,全面采用數(shù)字通訊,數(shù)據(jù)采集精度提高,其誤差即為表計自身誤差。

4)由于利用內(nèi)部電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,而我局部分內(nèi)線采用小微波,故數(shù)據(jù)召喚受小微波零星中斷的影響,發(fā)生無法召喚的情況,但由于終端數(shù)據(jù)保存1個月,故對數(shù)據(jù)采集無影響。

5)系統(tǒng)運行至今,數(shù)據(jù)采集情況良好,在對系統(tǒng)的實際操作過程中,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的操作比較簡便,人機界面友好,調(diào)用數(shù)據(jù)方便,報表制作簡便。

5 系統(tǒng)解決的問題

電能自動采集系統(tǒng)解決了無人值班變電所抄表不同時;人工抄表工作強度大,準(zhǔn)確性不高;統(tǒng)計、計算不準(zhǔn);電能表人為接線錯誤及表計出錯不能及時得到糾正等,真正做到電量抄錄統(tǒng)計準(zhǔn)確、可靠、公正和及時,提高了管理水平,發(fā)展前景廣闊。

電能自動采集系統(tǒng)不僅降低了操作班的工作強度,提高了抄表的準(zhǔn)確性,方便了統(tǒng)計工作,而且對辦公室、用電管理所及調(diào)度的統(tǒng)計工作和制作報表提供了極大的便利,同時,系統(tǒng)對變電所10kV及35kV母線進(jìn)行數(shù)據(jù)平衡,可以使電能表人為接線錯誤、表計出錯及CT變比的變換及時得到反應(yīng),并加以修改,可杜絕由于上述原因造成的電量統(tǒng)計損失。另外,系統(tǒng)還可實時反應(yīng)電表讀數(shù),解決了無人值班變電所不能實時抄錄電表讀數(shù)的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]浙江省電力工業(yè)局.遠(yuǎn)方電能量數(shù)據(jù)終端主要技術(shù)要求[S].

[2]桐鄉(xiāng)局,南京南瑞華寧電氣設(shè)備公司.桐鄉(xiāng)電能量計費系統(tǒng)技術(shù)協(xié)議.

湖北省隨州市啟動首屆“青年科技創(chuàng)新獎”評選

近日,湖北省隨州市正式啟動首屆“青年科技創(chuàng)新獎”評選活動,旨在表彰一批在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和科技進(jìn)步中做出突出貢獻(xiàn)的青年科技創(chuàng)新人才。

為激勵青年科技工作者投身“科教興市”戰(zhàn)略,培養(yǎng)和造就一批科技創(chuàng)新的青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人,隨州市委、市政府決定設(shè)立"隨州市青年科技創(chuàng)新獎",并于今年開展首屆評選活動,由市委組織部、市人事局、市科協(xié)共同負(fù)責(zé)組織開展。評選辦法明確,凡年齡在44周歲以下,在該市經(jīng)濟(jì)、科技、教育、衛(wèi)生等領(lǐng)域從事科研與技術(shù)工作,業(yè)績突出、品德優(yōu)良的青年科技工作者,均可報名參加評選。最后確定獲得“青年科技創(chuàng)新獎”的對象,必須是在科學(xué)研究工作中提出了新的思想或創(chuàng)造了新的方法,對經(jīng)濟(jì)發(fā)展或某一學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了現(xiàn)實推動作用;或是在技術(shù)開發(fā)或工程建設(shè)中銳意進(jìn)取和創(chuàng)新,解決了經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要難題,取得了較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益;或是在科技成果轉(zhuǎn)化、科技知識普及或促進(jìn)科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合中做出了突出貢獻(xiàn),取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

據(jù)了解,該獎項是該市獎勵科技工作者的最高榮譽。今后將每3年評選表彰一次,每次表彰名額不超過10名,以市委市政府名義頒發(fā)證書、獎牌和獎金。