電力監(jiān)控系統(tǒng)推進新型電力系統(tǒng)構建

安科瑞虞佳豪

當今世界，百年未有之大變局加速演進，我國發(fā)展環(huán)境面臨深刻復雜變化。準確認識當前電力行業(yè)發(fā)展面臨的新形勢和新問題，是做好“十四五”時期電力工作的前提和基礎，也是保障經(jīng)濟社會高質量發(fā)展的必然要求。

?碳達峰碳中和目標穩(wěn)步推進，非化石能源并網(wǎng)日益增多，電力可靠供應面臨挑戰(zhàn)。電力行業(yè)碳排放量比較大，承擔了重要的減排任務，也是交通、制造等行業(yè)降碳脫碳的重要依托。在“雙碳”目標引領下，高間歇性、波動性的新能源發(fā)電占比逐年升高，特高壓交直流輸電通道建設加快，主網(wǎng)架及系統(tǒng)運行特性發(fā)生重大變化，疊加系統(tǒng)靈活調峰調頻調壓和備用能力不足、部分時段部分區(qū)域面臨電力電量雙缺等情形，電力可靠供應面臨挑戰(zhàn)。

新型電力系統(tǒng)加速構建，“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同共治存在不足，電網(wǎng)安全運行風險增大。電源側方面，部分地區(qū)高峰時段存在電力缺口的形勢仍在持續(xù)，頂峰發(fā)電能力不足。電網(wǎng)側方面，隨著并網(wǎng)主體大量增加且涉網(wǎng)性能參差不齊，多回直流同送同受的電網(wǎng)格局不斷強化，現(xiàn)有的電網(wǎng)運行控制理論和建模分析方法亟待革新。負荷側方面，現(xiàn)有的調控手段尚無法對海量負荷接入做到全面可觀、可測、可控，需求側響應機制仍需完善。儲能側方面，當前儲能配置依然不足，低成本、大容量、長時間、跨季節(jié)調節(jié)的儲能技術還有待突破。

進入新發(fā)展階段，我國發(fā)展的內外部環(huán)境發(fā)生深刻變化，電力信息網(wǎng)絡安全面臨突出威脅。隨著科技不斷發(fā)展，各類數(shù)字化技術全面融入電力生產經(jīng)營各環(huán)節(jié)，各類調度監(jiān)控系統(tǒng)、生產信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全邊界不斷延伸，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡安全暴露面加大、攻擊路徑增多，電力行業(yè)網(wǎng)絡安全面臨的形勢更加復雜、挑戰(zhàn)更加嚴峻。近年來，國際間網(wǎng)絡空間對抗趨勢日益明顯，針對電力基礎設施的攻擊在世界各地接連不斷，我們必須提前防范、積極應對。

?電力供應是整個社會生產、人民生活的基本保證之一，也是全世界普遍的能源形式，而且多數(shù)資源都被人類運用各種方式轉換為電能而加以利用，經(jīng)濟的高速運行也使各領域的用電負荷急速上升，各種疏漏和故障層出不窮，電力監(jiān)控系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)涉及千萬用戶的各項用電疏漏。我司提供的電力監(jiān)控系統(tǒng)方案具有成熟化、模塊化、監(jiān)控軟件和核心聯(lián)網(wǎng)采集產品自主研發(fā)的特點，易于實施和擴展，易于根據(jù)客戶的需求定制化調整，并具有很強的性價比特點。在推出市場十年多的時間，收到了用戶的親睞，多個行業(yè)和環(huán)節(jié)進行了應用，創(chuàng)造了良好的社會和經(jīng)濟效益。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計

數(shù)據(jù)采集與處理

通過間隔層單元采集來自生產過程的模似量、數(shù)字量、脈沖量及溫度量等，生產過程設備包括CT、PT、配電裝置保護、直流系統(tǒng)、所用電系統(tǒng)等。對所采集的輸入量進行數(shù)字濾波，有效性檢查，工程值轉換、故障判斷、信號接點抖動消除、刻度計算等加工。從而產生出可供應用的電流、電壓、有功功率、無功功率、電度、功率因數(shù)等各種實時數(shù)據(jù)，供數(shù)據(jù)庫更新。在可能時，形成分布式的數(shù)據(jù)庫結構，在就地控制單元中保留本地處理的各種實時數(shù)據(jù)。間隔層單元對保護模擬量和遙測模擬量的采集應相對獨立，遙測量的精度應滿足有關標準的要求。

電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡構成

監(jiān)控層包括工程師站和遠動通信站，包含監(jiān)控計算機、網(wǎng)絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電能管理軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數(shù)據(jù)嚴格按照各種標準進行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

通訊網(wǎng)絡層包括通訊管理機、網(wǎng)絡交換機等設備，網(wǎng)絡結構如下圖所示：

電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計

系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

系統(tǒng)功能

上位機軟件采用ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，通過軟件進行設備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

功能特點

ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示；系統(tǒng)具有人機界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

軟件功能

①畫面顯示

軟件的界面可以根據(jù)項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過用戶名，輸入相應密碼，方能進入本系統(tǒng)。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

②通訊示意圖

通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統(tǒng)各個監(jiān)控點位的運行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

③監(jiān)測詳圖

監(jiān)測詳圖反應了整個系統(tǒng)配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運行數(shù)據(jù)，便于管理者實時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)。界面如圖4所示。

圖4 監(jiān)測詳圖

④參數(shù)抄表

參數(shù)報表反映了本項目監(jiān)測回路的在過去某時間點的運行數(shù)據(jù)，通過當前或者過去某時間點的實時參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數(shù)，頻率。界面如圖5所示。

圖5 參數(shù)抄表

⑤電能報表

電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，且可以Excel形式導出或打印。界面如圖6所示。

圖6 電能報表

⑥報警處理

報警處理分兩種方式，一種是事故報警，另一種是預告報警。前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號。后者包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量越限/復限、計算機站控系統(tǒng)的各個部件、間隔層單元的狀態(tài)異常等。

結束語

電力監(jiān)控系統(tǒng)，由遙測、遙信、遙控、通訊、顯示、設置等各項智能化集成功能組合而成的監(jiān)控系統(tǒng)，使千萬用戶各項用電疏漏變得可查、可視、可控、可防，為用戶創(chuàng)造良好的工作生活環(huán)境。

審核編輯：湯梓紅