摘 要 文章介绍了配电监控管理系统,及其基本功能、作用和系统硬件构成、软件功能等。
随着社会经济发展、生产自动化程度的提高、劳动力的解放和生活质量的改善,大量电能驱动设备投入到生产、生活中,人们对电力的依赖程度越来越高。供电的可靠性、连续性已经成为整个社会关心的重要问题之一。由于供电系统具有产生和消费同时发生的特殊性,对整个供电过程进行有效的监控,是保证供电可靠性和连续性的重要手段。
过去,由于配电环节点多馈出,支路数量大,实现自动化存在诸多困难,电力自动化只能在发电、输电和变电环节中实现。近年来,电子技术、自动化技术、通讯技术、计算机技术取得了长足进步,使得配电监控装置、通讯网络、监控调度管理系统的研究开发、生
产制造、安装调试、使用维护成本大大降低,而随着监控功能、集成度和易用性的大幅提高,配电环节实现自动化已经不再是梦想。
1 配电监控管理系统的作用
智能配电监控系统可以帮助电能用户解决以下供电系统问题:
(1)电费支出是否合理?
(2)关键环节和辅助环节的电费支出情况如何?
(3)如何节约电费支出?
(4)供电系统是否在使用者掌控之中?
(5)可否实现可视化集中管理?
(6)可否实现网络化管理?
(7)供电系统安全吗?
(8)可否及早发现故障隐患?
(9)发生故障后,能否迅速确定故障点?
(10)供电系统传输的是质量合格的电能吗?
(11)供电局端的电能质量是否合格?
(12)用户端是否有谐波源影响供电系统电能质量?
(13)供电系统运营管理费用支出合理吗?
(14)可否实现配电站集中值班?
(15)可否变定期修为状态修?
电能用户应在基建项目、大修改造项目和日常运营改造项目中根据自身行业特点和本单位运营情况,提出对配电系统进行监控管理的要求,列为其中不可缺少的子项目。应用高科技监控管理手段,使过去不易掌控的电能,为高度自动化的生产和高质量的生活服务。
2 配电管理系统的功能
配电系统自动化为用户端电力自动化,有其独特的一些特点。除了实现传统的四遥功能外,还加强了故障预警、事故记录、电能质量监测等电能用户关心并对其安全用电有严重影响的功能,以及电能消耗的分配和统计、电能需量统计等与用户经济利益相关的功能,具体如下:
(1)传统的四遥功能(遥测电量参数、遥信开关状态、遥控开关、遥调装置设置参数);
(2)故障预警(事故发生前及时消除事故隐患)和事故记录功能(分析事故原因);
(3)电能消耗的分配和统计(电费分解到各个部门,利于内部核算);
(4)电能需量统计(制定电能使用计划,节约电费支出);
(5)电能质量的监测(避免设备非预期损坏);
(6)详尽的数据记录和方便快捷的报表生成(便于统计分析);
(7)对无人值守的配电站增加遥视功能(防火、防盗,保证设备安全);
(8)信息网上发布,便于授权用户查阅(使监控不受时间和地域的约束)。
同时,配电自动化系统又在以下领域中成为自动化系统的一个重要组成部分:
(1)智能建筑中的楼宇自控系统(BAS);
(2)工业领域的管控一体化系统(ERP、MRP);
(3)发电厂DCS控制系统厂用电监控;
(4)轻轨、地铁、铁路的供电监控系统;
(5)城市公用设施自动化系统;
3 配电监控管理系统构成
典型配电监控管理系统主要由以下几个部分组成
3.1 当地监控
由网络电力仪表完成电力参数监测和开关监控,网络电力仪表具有以下功能:
(1)实时测量:相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、视在供率、功率因数、系统频率;
(2)能量与需量:四象限有功电度、四象限无功电度有功、无功、容量需量;
(3)数据统计:实时测量数据的最大值和最小值(带时间标签)、各需量峰值;
(4)电力质量分析:电压和电流各次谐波、总谐波畸变率、奇偶次畸变率、波峰系数、不平衡度;
(5)开关监控:4路开关量输入、2路继电器输出、2路脉冲量输出。
3.2 通讯网络
配电室当地监控采用现场总线完成网络电力仪表和当地监控机的数据通讯。
配电室和监控管理中心采用专用通讯通道(数据专线或光纤网通讯)或拨号网络进行通讯连接。
监控管理中心内采用高速以太网络进行数据交换,监控中心和互联网络采用高速通讯口。
网络电力仪表支持Modbus、Profibus和其它现场总线协议,监控管理系统支持IEC870-5-101协议。
3.3 监控管理中心
系统硬件:通讯机、终端服务器、数据服务器、调度员工作站、以太网交换机监控软件基本功能如下。
(1)简洁、清晰的整体供电线路图,可以将整体的电力线路构成情况、每个配电室的供电线路情况清晰、全面、真实的显示在屏幕上,并随实时与实际供电状况保持一致。
(2)实时数据采集。系统通过网络电力仪表将与供电参数和供电质量相关的数据采集上来并进行数据分析、处理和显示报告;
(3)准确事故预警。通过相关电力参数门限及断路器状态的报警设置功能,在异常情况发生时,第一时间预警报告;
(4)精确电费计量。可以对供电系统中任何供电单元进行电费计算,并自动生成电费报表和电量消耗柱形比较图;
(5)远程控制。对断路器进行远程的分/合闸控制,动态地对供电网络进行远程整体配置。同时为了防止误操作,在软件中进行逻辑互锁;
(6)电能质量分析。对电压电流谐波、不平衡度、频率、电压波动等数据记录和分析;
(7)事故追忆。通过故障录波、故障过程、SOE等记录对故障的起因进行分析和判断。
4 结束语
在大量工程应用经验的基础上,配电监控管理系统在近年来已走向成熟,并成为智能的配电监控管理系统。随着更多的电能用户采用该类系统,会有新的要求提出,也会有更多的新功能加入智能配电监控管理系统,智能配电监控管理将成为智能建筑不可缺少的系统之一。

