倪中明 杨兴媚
江苏安科瑞电器制造有限公司 江阴
摘要：本文介绍基于安科瑞的Acrel-2000 型电力监控系统软件，该软件借助计算机、通信设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。该系统可以为企业提供 “监控一体化”的整体解决方案，系统实现了微机在配电室中无人管理的功能，省去了值班人员现场操作的无序性，提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。
关键词：电力监控软件;网络电力仪表;欧木特种纸业
0 引言
近年来，随着电网现代化程度的不断提高，变配电站将向数字化，智能化发展。智能电子设备将会越来越多地应用于变配电站中的保护，控制和测量领域。电力监控系统的应用能够明显提高数据的可靠性和真实有效性，从而提高管理的规范性，安装在监控侧的网络电力仪表与变配电站电力监控系统进行通信，可以提供充分的电力系统状态数据，从而提高整个变配电站的运行和维护水平。
Acrel-2000电力监控软件在淄博欧木特种纸业有限公司的应用，成功实现了用户端配电侧电力参数的集中采集，为淄博欧木特种纸业有限公司电能监测与节能优化提供了可靠地数据依据和平台。
1 项目介绍
淄博欧木特种纸业有限公司是山东齐峰特种纸业股份有限公司的全资子公司。2003年企业被国家科技部命名为国家新材料产业化基地骨干企业，2004 年进入全国私营企业纳税百强排行榜，公司拥有山东省企业技术开发中心、山东省高档装饰原纸工程技术中心和院士工作站，由中国唯一造纸院士陈克复教授担任首席专家。企业是国家级重点高新技术企业，山东省造纸十强企业、淄博市明星企业，“双峰牌”系列高档装饰原纸产品荣获“山东省著名商标”和“山东名牌”的称号。公司通过了ISO9001 国际质量、ISO14001 国际环境、OHSAS18001 安全三标管理体系认证，2007年、2008年连续两年被国家统计局评为高档装饰原纸行业全国销售量、销售额第一名，被中国创业投资界评为2009中国最具投资价值企业50强，被央视证券资讯频道评为2009中国最具投资潜力企业。
淄博欧木特种纸业有限公司四期电力监控系统针对淄博欧木特种纸业有限公司内四期低压配电室开关柜内安装的安科瑞智能电力仪表，现场约120只仪表，监控室就位于配电室内，配电室内仪表直接通过RVVSP屏蔽双绞线拉到串口服务器上，再与后台监控主机连接，进行数据传输。
2 用户需求
上海安科瑞电气股份有限公司系统集成部对欧木特种纸业四期电力监控系统要解决的问题进行详细分析，弄清楚项目发起人及项目其他干系人的要求?待开发的信息系统要解决客户和用户的业务问题以及问题的来龙去脉后，经双方沟通知电力监控系统应实现各配电室各馈线回路电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，配电室整体一次图形式直观动态显示;完成对各配电回路的电压、电流或功率实时和历史趋势曲线的绘制，便于分析该回路配电运行工况;完成对各回路的电能集抄功能，并自动生成符合客户管理需求的用电报表，所有报表或图表支持查询打印功能;对各监测点的通讯状态或异常用电进行报警，便于管理人员实时掌握并分析配电运行情况。 3 设计方案
根据可靠性和高效率配电管理的要求，以及实用性，安全性，实时性，稳定性，可扩展性和易维护性的原则，上海安科瑞电气股份有限公司对欧木特种纸业四期的智能配电系统的改造提供如下设计方案。
3.1 参考标准
系统的设计满足以下所列制造和试验标准：
ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
JGJ/T 16-92 《民用建筑电气设计规范》
GB/J63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
GBJ63-93 《电力装置电测量仪表装置设计规程》
GB2887 《计算站场地技术要求》
GB/50198-94 《监控系统工程技术规范》
GB50254/59-96 《电气装置安装工程施工及验收规范》
IEC-61131-3 《图形可编程标准》
GB50052-2009 供配电系统设计规范
DL/T/814-2002 配电自动化系统功能规范
IEC 61587 电子设备机械结构系列
3.2 组网结构图拓扑图为满足配电室统一监控的要求，配电室现场安装安科瑞公司网络电力仪表通过屏蔽双绞线手拉手相连至串口服务器，串口服务器通过五类线接入后台主机实现对现场数据的采集，存储，处理，实时显示以及历史查询,如下图1：
图1
4 电力监控系统主要功能
4.1 数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。 数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
4.2 人机交互 系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等。
4.3 历时事件 历时事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。
4.4 数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。
4.5 用户权限管理 针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。
4.6 运行负荷曲线 负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换;可以查看实时趋势曲线或历史趋势线;对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。
4.7 远程报表查询 报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。
5 系统案例分析
上位机软件为Acrel-2000电力监控系统组态软件，该软件具有友好的人机交互界面，可实时和定时采集现场设备各电参量及开关量状态，并将采集到的数据上传给监控主机进行实时显示与存储。系统还提供了实时曲线和历史趋势曲线分析，符合用户设计需要的报表、事件记录和故障报警等功能。整个系统可以实现所有回路用电量的采集和统计，实现了远程自动抄表、电力监测与电能管理功能。
5.1 数据采集和系统图显示 现场仪表测量并采集回路数据信息，上位机软件再对现场仪表的数据进行定时或周期采集并存储，可以自由设置采集的时间周期，最小的系统支持的采集周期。可以随时查看任一表计的瞬时表值、累计量等信息，记录时间间隔内电力仪表的电压、电流、功率因数和有功电度等。这些参数信息可以自动保存到数据库中，便于查询。 系统具有友好的人机界面，便于普通的现场值班人员查看并记录相关信息，系统一次图(如图2)不仅显示了线路的开关状态，还实时显示电压、电力、有功电度等重要的电力参数。所有数据信息都定期的保存到数据库中。
图2
5.2 远程抄表 系统对所有采集到的数据都能实时的显示，并保存到数据库中，因此可以手动查询每个回路的所有实时及历史电参量数据，并以表格的形式展现给用户，便于打印、保存。如图3所示。
图3
5.3趋势曲线： 各重要回路电流、功率实时趋势显示及历史趋势查询功能。选择回路后，该回路实时趋势曲线会不断刷新，选择“起始时间”可查看该回路历史趋势曲线，选择“时间长度”可查看历史日、月、年趋势曲线，能更加直观反映该回路运行情况，如下图4：
图4
5.4 报警提示和查询界面：
电力监控系统实时和历史报警界面，实时报警会弹出报警窗口提示，历史报警通过查询得出，如下图5、6所示：
图5
图6
5 项目实施后的效果分析
实现数据集中采集,降低管理费用：可以实现各种电参量数据的集中采集记录,集中数据分析,减少分变电所数据的沉淀，集中信息反映。
兼容性和可扩展性分析：Acrel-2000智能电力监控系统充分考虑了与BA系统之间的互连互通，避免成为信息孤岛，只要稍做调整即可与正在实施或即将实施的楼宇自动化系统对接，可以充分保护企业的投资。
保持数据的原始性，防止被修改：原始的由现场电工抄表后送交管理层的方式,增加了因数据抄送过程中被修改而使领导读脏数据的几率，Acrel-2000智能电力监控系统保持了数据的原始性，便于领导层了解真实的数据。
6 结束语
本文以Acrel-2000智能电力监控系统的三层网络拓扑结构为核心，分析了网络拓扑结构的选型，以及Acrel-2000电力监控系统的功能和性能指标。在电力监控系统中，配置网络电力仪表具有实施简明、投资少等显着优点，可以方便和实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少工作人员，提高效率。
参考文献:
[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》，任致程、周中，中国电力出版社
[2]《智能楼宇控制系统的设计与实施技术》，黎连业、朱卫东、李皓，清华大学出版社
作者简介：
倪中明 (1982-)，男，本科，毕业于青岛科技大学自动化学院，从事变配电监控系统工作。
杨兴媚 (1988-)，女，本科，江苏安科瑞电器制造有限公司，技术工程师，主要研究方向为智能电力监控与电能管理系统。技术交流：0510-86189371 传真：0510-86179975 手机：18860995115 QQ:2880157875 主页：http://eim.acrel.cn