戴金花
无锡汉能电气有限公司，江苏无锡，214400
摘要：在社会经济不断发展的背景下，居民和生产企业对电能的要求越来越严——电力企业在日常工作中不仅要保证电能供给不中断，而且还要保证供电质量。因此，对电网系统进行合理规划、科学设计有极为重要的现实意义。研究发现，建立合理的电力监控系统不仅能节省电网运行成本，而且能促进电网管理成效的提升。基于上述观点，对供配电设计中电力监控系统所起到的重要作用进行了分析探讨，以期能为我国电力企业提供参考。
关键词：供配电设计；电力监控系统；电力企业；电网系统
一、概述
传统的供配电设计无法完全满足居民和社会企业日益增长的电能需求，为了提升电网的运行效率，节省不必要的人力、物力损失，电力企业对电网系统运行的管理要求越来越严格，电力监控系统也逐渐成为供配电设计中的重要环节。
二、供配电设计中电力监控系统的重要性
在我国民用建筑中，很多控制系统都要在电力系统的支持下运作，例如中央空调系统、大型计算机系统等。为了满足需求，电力工程师们在电力系统的设计中付岀了很多心血。但从我国目前电网系统中可了解到，供配电设计并未实现真正意义上的电力监控，一般情况下都是以模拟电压表或电流表对回路运行状态进行监视；数据记录方式主要依靠人工手录——这不仅增加了电网运行成本，也降低了工作效率，而且无法对电网系统进行实时监控。因此，对供配电设备进行统一管理和监控，建立髙效、智能的监控平台，对整个电网运行具有重要的现实意义。
三、电力监控系统概述
汉光HV-SCADA-WEB系统完全基于互联网技术架构，采用先进的设计理念，采用分层分布式模块化结构，从功能上划分为：主站监控管理层、中间采集通讯接口层、现场设备间隔层三层，前端数据基于通信接口读取，仪表装置的测控保护、功能和通讯完全隔离，互不影响。既可确保监测保护设备的独立运行，又使用电力监控系统具有高安全性和可靠性可用性。
3.1 现场设备层
现场设备间隔层的智能设备完成测量、保护、控制、操作监控等功能，由微机智能保护装置、电力监控仪表、PLC等智能设备组成。智能设备具有网络通讯功能， 通过通讯网络上送装置测量、保护动 作、SOE等信息，通过接收主站操作命令，实现远程控制。
3.2网络通讯层
采集通讯接口层是系统网络构成的纽带，完成主站监控管理层和现场设备间隔层之间的实时信息传输交换，完成现场电力仪表、保护自动化装置的接入，实现通讯接口物理介质和协议规约的转换、接入。通信接口层设备包括通讯管理机、串口服务器、无线GPRS/NB-IOT数据远传终端、无线4G网关等通讯网络设备。
高端通讯管理机内置大容量电子存储器，集成分布式实时数据库，以提高网络通讯处理能力和速度，保障网络异常时的数据连续采集临时存储，保证系统的连续性和完整性。同时，采集通讯设备支持通讯接口层网络冗余和设备冗余，在无线网络和有线网络之间互为备份，有线异常时能不中断启动无线传输，以提高通讯网络的可靠性。
3.3 系统管理层
主站监控管理层由主站后台监控设备构成，是系统的控制中心，显示人机界面，完成对整个系统的数据收集、处理、显示、监视功能，并经过相应权限对相应设备进行控制。监控管理层典型结构有三种：
就地单机架构：主站由就地一台计算机组成
就地联网架构：
主站由就地连网服务器组成，并有固定IP和80端口，实现多个客户端多用户可以同时访问电力监控系统网络。
分布式云平台Web网络架构：
主站由云端网络服务器+数据库服务器组成，现场设备数据通过通信管理机、4G网关、DTU等设备直接上传到平台，实现经授权用户随时随地访问电力监控系统。
四、汉光HV-SCADA-WEB电力监控系统功能：
能耗概况
[if !supportLists]1） [endif]建筑信息：当前楼宇名称，位置，面积，计量点数，告警点数，总累计能耗（kWh）；
[if !supportLists]2） [endif]能耗计量管理：水、电、气分类能耗，当日能耗，当月能耗，综合能耗，单位面积能耗；
[if !supportLists]3） [endif]最新上报告警：系统设置的告警信息，按发生时间主动上报，实时显示当前最近告警信息，报告提示运行管理人员及时获知处理；
[if !supportLists]4） [endif]用电概况：昨天、今天、上月、本月用电数据；昨天、今天24小时实时用电曲线趋势图
能耗地图
在地图上标记所有上线运行项目，支持缩放、平移操作，直观显示各项目名称，总能耗，昨天、今天、上月和当月能耗（kWh）
3D实景：运用最新3D建模及 Web展示技术，实现高低压配电房各配电柜的3D实景浏览，按设定视点拉近推远，水平及垂直旋转，清晰联动展示运行状态，支持对每面柜体按实例实际建模；
电力监控
]配电图：配电图名称位置信息列表，方便直接点选；支持高低压一次系统图；
系统图支持全面高级操作：居中显示，全屏显示，放大，缩小，鼠标缩放，导出PNG，导出PDF，刷新数据；
矢量图显示一次系统图，支持无级无损放大；
支持各回路电流负荷关键数据实时显示，实时刷新；
支持各回路多电参量按需编程列表显示；
支持各回路电参量点击后新弹窗详细显示；
支持开关状态实时更新显示；
电表实时数据
按建筑配电室名称位置信息，列表显示各回路电参量实时数据，支持手动在线刷新，支持数据导出表格作多维统计分析；支持各回路设备状态指示，仪表回路名称，采集时间，回路采样数据项：三相电压、三相电流、三相分相及总有功功率，总无功功率，总功率因数，总有功电能
电能数据明细
按建筑配电室名称位置信息，列表显示各仪表回路用电量实时数据，支持按电表名称搜索，手动在线查询任一回路任意区间用电量查询统计：按日：起始日期（年/月/日）到截止日期（年/月/日）；按月：起始日期（年/月）到截止日期（年/月/）；支持列表总览显示，支持手动指定查询。
电能数据统计
按建筑配电室名称位置信息，列表显示各仪表回路用电量实时数据，支持按电表名称搜索，手动在线查询任一仪表回路任意日区间用电量查询统计：按日：起始日期（年/月/日）到截止日期（年/月/日）；对应起始电量，截止电量，期间总用电量； 支持列表总览显示，支持手动指定查询。
电力历史数据（电力负荷曲线）
按建筑配电室名称回路名称信息，以0-23时为横轴，以电流、功率、功率因数、用电量等电参量单位为竖轴，生成电力负荷曲线图。可以自定义时间日期（年/月/日），可以每回路仪表下拉选择电流、电压、总有功功率、总功率因、总用电量数据，对应生成0-23时对应电参量曲线。对于电压电流，可选择A\B\C三相同时显示，方便分相数据对比。
告警信息
事件类型告警可按建筑目录树查询显示告警信息列表，列表信息按开始时间，结束时间，告警类型，告警内容详细描述，同项告警产生次数，清除操作者和清除时间记录。可按告警类型下拉列表查询，可组合选择开始时间和结束时间查询。
开关状态
可按建筑楼层直观显示每层每开关的实时开关状态，对变配电楼层各总开关及支路开关状态实时对应显示，以竖形楼层对应显示，整个项目各楼栋各层开关状态直观呈现，一目了然。可查询每开关历史10次变位时间，使最近10次开关跳闸合闸记录在案，方便事件追溯分析。
开关柜配电室非电量监测
温湿度
可监测显示高压开关柜手车室、电缆室实时温湿度
可监测各高低压配电室环境温湿度
可监测高低压开关触头母排电缆接头实时温度
可监测室外电缆沟线性测温运行发热温度，管线地图呈现，分辨率精确到米，操作浏览方便
视频监控
支持应用最广的主流海康威视等视频监控，支持视频切换、联动；支持镜头拉近推远操作，支持云台水平垂直旋转操作，支持云台预置定位操作，支持镜头配合云台推拉同步动作。支持异常联动录像。支持移动端访问（扩展第三方应用）
能耗设备监控
能耗采集设备信息状态在线监测，包括各建筑目录树所属网关设备状态，网关编号及名称，网关类型，IP地址，采集周期，最后在线时间，安装位置信息，全部表格化呈现，所有设备状态一眼了然，方便采集设备管理维护。
DCS集散管理架构模型，集中与本地管理分层
对于分散于多个地域的多个电力监控系统项目，集团总部的集中监控和各分部对应现场监控，通过权限帐号分配对应，本地帐号监控管理本项目所属内容对应功能，集团帐号可监控管理全部各现场电力监控系统。同样，根据需要还可划分中间管理层级，以应对集团下设不同区域分部的情况。
水表用水采集监控
气表用气采集监控
扩展功能
能耗管理：支路能耗、分项能耗、部门能耗
支路能耗：能耗模型、支路能耗概况、支路能耗统计、支路能耗分析、能耗分析管理、能耗费控管理、支路昼夜分析
2）分项能耗：分项能耗概况、分项用能统计、分项对比分析
五、 结束语
综上所述，在我国电力技术不断提升的同时，电力运营成本也逐渐增高，用户对电力系统运行管理的要求也越来越严格。电力监控系统作为供配电设计中的重要组成部分，对提升电力运行效率，减少运行成本有重要作用。因此，在实际工作中，我们要在供配电设计中做好电力监控系统的各项布置工作，从拓扑结构、网络信息和釆集和传输、信息监视和记录等方面入手，提升建立监控系统的功能，发挥更大作用，为用户提供更为完善的服务。
参考文献
①《能源计量费控&建筑能效管理解决方案》，汉光，TZ0N.1
作者简介：戴金花，女，本科，无锡汉能电气有限公司，专业研究电力监控系统在各供配电系统中的应用。E-mail:[email protected] QQ:1041951564 联系电话：15301521887（微信同号）