吳樹鴻

（佛山供電局，廣東 佛山 528000）

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，調(diào)度自動化系統(tǒng)在保證電力系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟運行中發(fā)揮著重要作用，但由于自動化系統(tǒng)十分龐大，軟硬件結(jié)構(gòu)和功能復雜，且使用的計算機及通信設(shè)備數(shù)量繁多，調(diào)度自動化系統(tǒng)在運行的過程中容易導致異常情況的出現(xiàn)。UPS在線監(jiān)控作為電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的重要組成部分，如何連續(xù)監(jiān)控UPS運行情況，保證其良好運行狀態(tài)顯得非常重要。

1 UPS在線監(jiān)控的可行性

維護人員一般采用以下兩種方式對UPS各項指標參數(shù)進行監(jiān)控：

1.1 通過UPS主機的EMI系統(tǒng)液晶面板檢查交流市

電輸入、旁路輸入、蓄電池輸入及各相負載情況等各類特性參數(shù)；通過檢查歷史事項查看UPS運行過程中出現(xiàn)的各類告警，了解UPS運行情況。這種UPS監(jiān)控方式需要維護人員每天定期對UPS多次巡視。

1.2 在PC（計算機）上安裝專用UPS后臺監(jiān)控軟件

通過PC串口與UPS監(jiān)控板串口連接，利用PC對UPS運行情況進行監(jiān)控。這種UPS監(jiān)控方式存在以下問題：后臺監(jiān)控軟件出錯不響應或PC死機時不易被維護人員發(fā)現(xiàn)；UPS故障時PC沒有聲光報警，UPS故障易被運行維護人員忽略，導致UPS故障無法得到及時的處理，造成故障處理滯后。

由此可見，原有UPS監(jiān)控方式都需要運行維護人員定期巡視，對人的依賴性較高，沒有人員值班時不能及時發(fā)現(xiàn)問題。尤其當UPS電源安裝在離機房距離較遠的獨立房間時，UPS發(fā)生故障不能及時發(fā)現(xiàn)及處理，將造成電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)失去電力供應以致系統(tǒng)全停，嚴重影響電網(wǎng)運行安全。

2 UPS在線監(jiān)控的實現(xiàn)過程

iTrustUL33不間斷電源主要由整流模塊和逆變模塊組成的交—直—交轉(zhuǎn)換回路、由反向并聯(lián)的可控硅組成的旁路靜態(tài)開關(guān)、維修空開、輸入輸出空開、輸出隔離變壓器和逆變靜態(tài)開關(guān)、蓄電池組等組成。逆變器、整流器等智能采集設(shè)備具有數(shù)據(jù)采集、控制和邏輯組合作用，與監(jiān)控單元進行通信，將遙信、遙測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控單元。不間斷電源系統(tǒng)采用 2臺容量30kVA的UPS并機運行模式，通信主機周期性地采集自己本機和備機的監(jiān)控模塊設(shè)備傳來的各種信息，通過通信接口實現(xiàn)與后臺通信功能，完成監(jiān)控模塊和后臺主站之間的遙信、遙測及各類數(shù)據(jù)的傳送。

2.1 接線方式

艾默生 iTrustUL33UPS監(jiān)控板 ULW2L61U2提供了 RS－485、RS－232、MODEM等幾種后臺通信方式。經(jīng)比較分析，采用RS－232接口接入前置通信服務器終端這種簡單、直接的通信方式，把UPS當做一個終端RTU裝置接入自動化系統(tǒng)前置采集網(wǎng)，通過前置主機與主干網(wǎng)交換機連接，實現(xiàn)UPS與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)信息交互。

UPS安裝地點與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)機房距離較遠，超過50 m，RS－232串口通信方式無法滿足大于15 m距離的信號傳輸。為了解決長距離通信要求，我們在 UPS監(jiān)控板 RS－232串口與自動化系統(tǒng)前置通信終端服務器之間接入一對MODEL232D/3型串口距離延長器。該裝置利用電流環(huán)技術(shù)結(jié)合光電隔離原理，通過232/422轉(zhuǎn)換，通信距離可延長1 km，滿足長距離通信的要求。延長器透過光電耦合器將電子信號轉(zhuǎn)換成光，到了另一端再將光轉(zhuǎn)換回電子信號。在電隔離的情況下，以光為媒介傳送信號，對輸入和輸出電路進行隔離，能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾，具備靜電保護、浪涌保護功能，增強抗干擾能力。

UPS接入調(diào)度自動化系統(tǒng)接線圖，見圖1。

圖1 UPS接入調(diào)度自動化系統(tǒng)接線圖

2.2 UPS數(shù)據(jù)的采集

UPS信息傳輸方式為異步方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為4 800 B/s。UPS信息接入調(diào)度自動化系統(tǒng)前置采集網(wǎng)，由前置主機完成數(shù)據(jù)采集和規(guī)約轉(zhuǎn)換、傳送信息的校驗等。前置主機與UPS進行通信采用專用的三進三出問答式UPS通信協(xié)議，由前置主機循環(huán)地召喚UPS遙信遙測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)UPS遙信遙測信息的采集。

UPS通信協(xié)議傳送模擬量量化數(shù)據(jù)采用浮點數(shù)形式，為了傳輸?shù)撵`活性，將整個模擬量分成6個模擬幀傳送，分別為電總標準模擬量幀1個（交流輸入、輸出各相電壓、電流，直流輸入電壓等參數(shù)以及用戶自定義遙測內(nèi)容）；廠家擴展模擬量幀5個（各相輸出有功功率、視在功率、負載百分比、電池剩余后備時間等參數(shù)）。

UPS通信協(xié)議傳送遙信數(shù)據(jù)采用字符型數(shù)據(jù)形式。所有遙信數(shù)據(jù)分成4個幀進行傳送，包括開關(guān)狀態(tài)幀1個、電總標準告警幀1個和廠家自定義告警幀2個（開關(guān)狀態(tài)包括供電方式、開機/關(guān)機、電池均充/浮充等信息；告警狀態(tài)包括UPS同步/不同步、旁路情況、蓄電池總電壓狀態(tài)等信息）。

UPS通信協(xié)議傳送遙信位置的報文與調(diào)度自動化系統(tǒng)常用的101問答式協(xié)議報文不同，101問答式協(xié)議一般用1個字節(jié)00H、01H傳送遙信位置，“01H”表示遙信合或動作，“00H”表示遙信分或恢復。UPS協(xié)議卻采用多種報文表示遙信的多種狀態(tài)（如其中“供電方式”則有01H、02H、E9H3種狀態(tài)，狀態(tài)字節(jié)描述為：01H，UPS供電；02H，旁路供電；E9H，均不供電）。

2.3 UPS數(shù)據(jù)的處理

將UPS當作獨立廠站進行數(shù)據(jù)庫建模。

UPS遙信參數(shù)定義：調(diào)度自動化系統(tǒng)將UPS開關(guān)狀態(tài)及告警狀態(tài)均定義為遙信參數(shù)，并設(shè)置遙信變位告警及統(tǒng)計功能。由于UPS協(xié)議傳送的遙信狀態(tài)具有多種報文形式，因此我們定義數(shù)據(jù)庫參數(shù)時，將多種形式遙信狀態(tài)設(shè)置對應多個采集遙信點。如供電方式有UPS供電、旁路供電、均不供電3種狀態(tài)（01H、02H、E9H），則在數(shù)據(jù)庫采集遙信量中將供電方式設(shè)為3個遙信點。設(shè)置遙信1為UPS供電；遙信2為旁路供電；遙信3為均不供電。當前置系統(tǒng)收到01H遙信變位報文時，遙信1UPS供電動作；當前置系統(tǒng)收到02H遙信報文時，遙信2旁路供電動作；當前置系統(tǒng)收到E9H報文時，遙信3均不供電動作。

UPS遙測參數(shù)定義：調(diào)度自動化系統(tǒng)將UPS模擬量化數(shù)據(jù)定義為遙測參數(shù)，按UPS協(xié)議發(fā)送參數(shù)的順序設(shè)置采集遙測點，且對重要遙測設(shè)置相應限值；并設(shè)置存儲功能，使遙測值按設(shè)定的時間存入歷史數(shù)據(jù)庫。

報警方法及管理：當自動化系統(tǒng)收到UPS遙信參數(shù)變位的報文或模擬量變化超過限值后，人機界面的圖形光字牌不停閃爍告警，并彈出文字報警信息及發(fā)出語音提醒值班人員；當自動化系統(tǒng)捕捉到告警信息后，按照既定的程序進行組合打包，通過GPRS將告警發(fā)送到指定的號碼或短信平臺，用戶確認后完成一個信息的通知流程，若沒有確認系統(tǒng)將定時發(fā)送該信息，使維護人員在第一時間掌握UPS電源的運行情況。

3 結(jié)束語

調(diào)度自動化系統(tǒng)可將各種報警信息存入歷史數(shù)據(jù)庫。同時遙測參數(shù)也按設(shè)定的時間存入歷史數(shù)據(jù)庫，以方便查詢。系統(tǒng)還可進行日、月、年報警及遙測最大值、最小值等統(tǒng)計，使維護人員對UPS歷史運行情況有比較直觀的了解。

1 王騰翔.淺談電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全運行［J］.北京電力高等?？茖W校學報（自然科學版），2010（11）