傅水祥

（浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司，浙江 杭州 310000）

華光潭水電站電量采集系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

傅水祥

（浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司，浙江 杭州 310000）

介紹了華光潭水電站電量采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及思路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能等內(nèi)容。為滿足華光潭水電站的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，統(tǒng)計(jì)匯總，綜合展示，保證電量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度，建設(shè)部署一套電量自動(dòng)采集系統(tǒng)。

電量采集系統(tǒng)；ERTU；電能表；電量數(shù)據(jù)

0 概況

華光潭梯級(jí)水電站工程位于浙江省杭州臨安市分水江干流昌化江上游的巨溪，電站為引水式梯級(jí)電站，由2個(gè)電站組成，共4臺(tái)機(jī)，總裝機(jī)容量85MW，多年平均發(fā)電量1.85億kW·h。電站具有年調(diào)節(jié)水庫，既有發(fā)電、調(diào)峰、調(diào)相功能，又有防洪抗災(zāi)能力，同時(shí)也是杭州電網(wǎng)進(jìn)行“黑啟動(dòng)”的首選電源，在保障電網(wǎng)安全方面起了重要作用。

華光潭梯級(jí)電站（一級(jí)電站和二級(jí)電站）現(xiàn)有杭州百富電子技術(shù)有限公司、湖南威勝電子有限公司及杭州西力電能表制造有限公司3家公司提供的三相四線制等多種電度表，承擔(dān)著線路、主變、廠變及機(jī)組等的所有電量數(shù)據(jù)值：正、反和有功、無功電能量雙向計(jì)量的功能，目前只有華電1128線的主副電表（2只）接入電量數(shù)據(jù)采集終端（浙江創(chuàng)維ERTU2000一只，部署于二級(jí)站繼保室）。

目前華光潭水電站通過運(yùn)行值班人員傳統(tǒng)人工手抄方式獲取每日電量數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)，該方式存在電量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和精確度低、不具備實(shí)時(shí)性、不具備自動(dòng)統(tǒng)計(jì)形成報(bào)表展示、無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享等問題，已無法滿足現(xiàn)代電力企業(yè)的發(fā)展需求，因此，建設(shè)一套電量自動(dòng)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、報(bào)表形成以及數(shù)據(jù)上送已成為電站的迫切需求。

1 系統(tǒng)建設(shè)原則

（1）精確性原則。電量采集系統(tǒng)主要是針對(duì)電度表的已有數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。那么，要保證采集過程的準(zhǔn)確無誤，就應(yīng)當(dāng)盡可能地減少不必要的中間轉(zhuǎn)換、運(yùn)算傳輸環(huán)節(jié)，使電量采集結(jié)果與相應(yīng)技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的誤差范圍相符。

（2）可靠性原則。電量采集與電站經(jīng)營(yíng)管理有著密切的聯(lián)系，為了避免不必要的經(jīng)濟(jì)糾葛，對(duì)電量采集系統(tǒng)日常運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性提出了較高的要求。因此，無論是在硬件設(shè)施的配置還是軟件功能的提升上，電量采集系統(tǒng)的創(chuàng)建都要保證其先進(jìn)性，可靠性。

（3）安全性原則。一般來說，電量采集系統(tǒng)都是原始數(shù)據(jù)，最終通過WEB服務(wù)器對(duì)外發(fā)布。為了防止黑客、病毒對(duì)系統(tǒng)的入侵，電量采集系統(tǒng)本身應(yīng)該配置相應(yīng)的防護(hù)措施，如設(shè)置密碼保護(hù)、開啟報(bào)警功能，對(duì)不同的訪問用戶設(shè)置不同的權(quán)限等。

（4）開放性原則。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備更新?lián)Q代速度也越來越快，電能表種類多種多樣，辦公系統(tǒng)升級(jí)日益頻繁。因此，電量采集系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備開放性，促進(jìn)資源的有效共享。例如，在硬件上配置多種接口，在軟件上能拓展多種平臺(tái)，支持不同的通訊規(guī)約。

（5）人性化原則。電量采集系統(tǒng)應(yīng)具備良好的人機(jī)界面，方便工作人員查詢數(shù)據(jù)。不僅如此，系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具備根據(jù)需要自動(dòng)生成各類報(bào)表，運(yùn)行維護(hù)容易，操作簡(jiǎn)單、快捷等優(yōu)點(diǎn)［1］。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

本項(xiàng)目建設(shè)的目的是設(shè)計(jì)部署一套電量自動(dòng)采集系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表形成、WEB展示等功能。華光潭電站為梯級(jí)電站，由一級(jí)電站和二級(jí)電站組成，電量采集系統(tǒng)需同時(shí)采集兩個(gè)電站的電量數(shù)據(jù)，一、二級(jí)電站之間應(yīng)實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路如下：

電站現(xiàn)地通過電能表采集線路、主變、廠變及機(jī)組正向有功、反向有功、正向無功、反向無功等電量數(shù)據(jù)，經(jīng)過內(nèi)部處理后存儲(chǔ)，然后通過RS485通訊方式將電量數(shù)據(jù)傳送至電量采集終端（ERTU），ERTU將數(shù)據(jù)處理后通過網(wǎng)絡(luò)傳送至電量采集數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（部署于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)Ⅱ區(qū)），數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過單向物理隔離裝置再將數(shù)據(jù)同步傳送給電量采集WEB服務(wù)器（部署于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)Ⅲ區(qū)），由WEB服務(wù)器對(duì)電量數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)處理后進(jìn)行WEB展示發(fā)布等。

本系統(tǒng)應(yīng)具備與上級(jí)單位生產(chǎn)管理系統(tǒng)、本單位消息總線等系統(tǒng)之間通信接口功能，實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的共享，同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備短信接口功能，實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)以GSM短信形式發(fā)送至用戶。

3 電量采集系統(tǒng)的組成

如圖1所示，華光潭電站電量采集系統(tǒng)由現(xiàn)地電量采集終端（ERTU）部分（包含一、二級(jí)電站）和主站管理系統(tǒng)組成。

圖1 華光潭水電站電量采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 電量采集終端（ERTU）部分

一級(jí)站電量采集終端（ERTU）負(fù)責(zé)采集1、2號(hào)機(jī)組、1、2號(hào)廠變、華聯(lián)1121線（華一）電度表電量數(shù)據(jù)；二級(jí)電站電量采集終端（ERTU）負(fù)責(zé)采集3、4號(hào)機(jī)組、3、4號(hào)廠變、2號(hào)主變（高壓側(cè)）、華聯(lián)1121線（華二）、關(guān)口（華電1128線）主、副電度表電量數(shù)據(jù)，同時(shí)，一、二級(jí)電站ERTU將電量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)送至主站管理系統(tǒng)處理。由于主機(jī)管理系統(tǒng)部署于二級(jí)站，一、二級(jí)站之間距離較遠(yuǎn)（11 km），因此一級(jí)電站電量采集終端（ERTU）與主機(jī)管理系統(tǒng)采用光纖通訊，光纖通信抗干擾能力強(qiáng)，適合長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸，而現(xiàn)地ERTU與電能表之間采用RS485通訊線連接，RS485通訊線是通過兩根通信線之間的電壓差方式傳遞信號(hào)，適用于短距離的信號(hào)傳輸。

3.2 主站管理系統(tǒng)

主站管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、單向隔離裝置、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理等。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集ERTU電量數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后寫入數(shù)據(jù)庫軟件，以便數(shù)據(jù)的分類保存和查詢?yōu)g覽；根據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定要求，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（安全Ⅱ區(qū)）和WEB服務(wù)器（安全Ⅲ區(qū)）之間部署單向隔離裝置，可以識(shí)別非法請(qǐng)求并阻止超越權(quán)限的數(shù)據(jù)訪問和操作，從而有效地抵御病毒、黑客等通過各種形式發(fā)起的對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的惡意破壞和攻擊活動(dòng)，保證電量數(shù)據(jù)單向安全可靠地傳輸；WEB服務(wù)器作為電量數(shù)據(jù)的綜合展示平臺(tái)，根據(jù)電站生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理要求對(duì)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算形成各類電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表并進(jìn)行WEB頁面展示，同時(shí)提供接口通信功能與其他管理信息系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的共享，提升工作效率，提高電站綜合管理水平，滿足電站發(fā)展的需要；數(shù)據(jù)庫管理軟件負(fù)責(zé)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)寫入、處理、調(diào)用等，同時(shí)做好數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)備份工作，軟件上做到自動(dòng)備份，人工定期手動(dòng)備份，保證電量數(shù)據(jù)的完整性和安全性。

4 系統(tǒng)功能

4.1 綜合畫面展示

如圖2所示，系統(tǒng)WEB首頁對(duì)電站日發(fā)電量、月累計(jì)發(fā)電量、年累計(jì)發(fā)電量，年累計(jì)上網(wǎng)電量等電量數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)功能列表進(jìn)行綜合展示，方便用戶快速直觀瀏覽電量數(shù)據(jù)，獲取相關(guān)信息。

4.2 電能表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集記錄

該功能模塊主要記錄機(jī)組、廠變、主變、線路等的正向、反向有功峰、谷、平電量數(shù)據(jù)（該數(shù)據(jù)為電能表原始數(shù)據(jù)），方便生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)人員必要時(shí)與電能表顯示的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)。

圖2 系統(tǒng)WEB首頁

4.3 電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

該功能模塊根據(jù)電站各部門管理統(tǒng)計(jì)需要，自動(dòng)生成各類自定義統(tǒng)計(jì)報(bào)表，有效提升各部門工作效率。

4.4 系統(tǒng)管理

該功能模塊主要對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行分級(jí)管理，對(duì)不同用戶賦予不同的權(quán)利，以防止非法操作，一般用戶只能登陸系統(tǒng)查看電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，若需要修改數(shù)據(jù)、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)等系統(tǒng)操作必須經(jīng)授權(quán)方可進(jìn)行，相關(guān)操作記錄系統(tǒng)自動(dòng)生成在案。

5 結(jié)束語

華光潭電量采集系統(tǒng)自2016年1月投運(yùn)以來，取代人工抄錄電量方式，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，畫面顯示直觀易懂，用戶維護(hù)操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)生成各類自定義統(tǒng)計(jì)報(bào)表，滿足了各部門管理需求，大大提升了員工的工作效率，提高了電站綜合管理水平，滿足電站成為現(xiàn)代化電力企業(yè)的發(fā)展要求。

［1］項(xiàng) 梅.電量采集系統(tǒng)在發(fā)電廠中的應(yīng)用［J］.電力科技，2015（07）：146-147.

TP274

B

1672-5387（2016）07-0041-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.013

2016-05-26

傅水祥（1987-），男，助理工程師，從事水電站自動(dòng)化及信息通信維護(hù)管理工作。