安科瑞虞佳豪

當(dāng)今世界，百年未有之大變局加速演進(jìn)，我國發(fā)展環(huán)境面臨深刻復(fù)雜變化。準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展面臨的新形勢(shì)和新問題，是做好“十四五”時(shí)期電力工作的前提和基礎(chǔ)，也是保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

?碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn)，非化石能源并網(wǎng)日益增多，電力可靠供應(yīng)面臨挑戰(zhàn)。電力行業(yè)碳排放量比較大，承擔(dān)了重要的減排任務(wù)，也是交通、制造等行業(yè)降碳脫碳的重要依托。在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，高間歇性、波動(dòng)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(shè)加快，主網(wǎng)架及系統(tǒng)運(yùn)行特性發(fā)生重大變化，疊加系統(tǒng)靈活調(diào)峰調(diào)頻調(diào)壓和備用能力不足、部分時(shí)段部分區(qū)域面臨電力電量雙缺等情形，電力可靠供應(yīng)面臨挑戰(zhàn)。

新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同共治存在不足，電網(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增大。電源側(cè)方面，部分地區(qū)高峰時(shí)段存在電力缺口的形勢(shì)仍在持續(xù)，頂峰發(fā)電能力不足。電網(wǎng)側(cè)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(qiáng)化，現(xiàn)有的電網(wǎng)運(yùn)行控制理論和建模分析方法亟待革新。負(fù)荷側(cè)方面，現(xiàn)有的調(diào)控手段尚無法對(duì)海量負(fù)荷接入做到全面可觀、可測(cè)、可控，需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制仍需完善。儲(chǔ)能側(cè)方面，當(dāng)前儲(chǔ)能配置依然不足，低成本、大容量、長時(shí)間、跨季節(jié)調(diào)節(jié)的儲(chǔ)能技術(shù)還有待突破。

進(jìn)入新發(fā)展階段，我國發(fā)展的內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生深刻變化，電力信息網(wǎng)絡(luò)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(shù)全面融入電力生產(chǎn)經(jīng)營各環(huán)節(jié)，各類調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全邊界不斷延伸，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全暴露面加大、攻擊路徑增多，電力行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全面臨的形勢(shì)更加復(fù)雜、挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻。近年來，國際間網(wǎng)絡(luò)空間對(duì)抗趨勢(shì)日益明顯，針對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施的攻擊在世界各地接連不斷，我們必須提前防范、積極應(yīng)對(duì)。

?電力供應(yīng)是整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、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(yùn)用各種方式轉(zhuǎn)換為電能而加以利用，經(jīng)濟(jì)的高速運(yùn)行也使各領(lǐng)域的用電負(fù)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(xiàng)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(chǎn)品自主研發(fā)的特點(diǎn)，易于實(shí)施和擴(kuò)展，易于根據(jù)客戶的需求定制化調(diào)整，并具有很強(qiáng)的性價(jià)比特點(diǎn)。在推出市場(chǎng)十年多的時(shí)間，收到了用戶的親睞，多個(gè)行業(yè)和環(huán)節(jié)進(jìn)行了應(yīng)用，創(chuàng)造了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集與處理

通過間隔層單元采集來自生產(chǎn)過程的模似量、數(shù)字量、脈沖量及溫度量等，生產(chǎn)過程設(shè)備包括CT、PT、配電裝置保護(hù)、直流系統(tǒng)、所用電系統(tǒng)等。對(duì)所采集的輸入量進(jìn)行數(shù)字濾波，有效性檢查，工程值轉(zhuǎn)換、故障判斷、信號(hào)接點(diǎn)抖動(dòng)消除、刻度計(jì)算等加工。從而產(chǎn)生出可供應(yīng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，供數(shù)據(jù)庫更新。在可能時(shí)，形成分布式的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，在就地控制單元中保留本地處理的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。間隔層單元對(duì)保護(hù)模擬量和遙測(cè)模擬量的采集應(yīng)相對(duì)獨(dú)立，遙測(cè)量的精度應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動(dòng)通信站，包含監(jiān)控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS以及Acrel-2000電能管理軟件，其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)經(jīng)過計(jì)算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況；電能計(jì)量管理功能設(shè)計(jì)各種符合用戶的報(bào)表格式，報(bào)表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)量，搭建完整的計(jì)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(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；電能報(bào)表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

系統(tǒng)功能

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

功能特點(diǎn)

ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)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(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)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(xiàng)目的特點(diǎn)和客戶的要求來設(shè)計(jì)。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過用戶名，輸入相應(yīng)密碼，方能進(jìn)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?fù)鋱D，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(gè)系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

③監(jiān)測(cè)詳圖

監(jiān)測(cè)詳圖反應(yīng)了整個(gè)系統(tǒng)配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項(xiàng)目各個(gè)監(jiān)測(cè)回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于管理者實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖4所示。

圖4 監(jiān)測(cè)詳圖

④參數(shù)抄表

參數(shù)報(bào)表反映了本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)回路的在過去某時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過當(dāng)前或者過去某時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)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(bǔ)償因數(shù)，頻率。界面如圖5所示。

圖5 參數(shù)抄表

⑤電能報(bào)表

電能報(bào)表是對(duì)用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的月抄表，日抄表，小時(shí)抄表等功能，且可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖6所示。

圖6 電能報(bào)表

⑥報(bào)警處理

報(bào)警處理分兩種方式，一種是事故報(bào)警，另一種是預(yù)告報(bào)警。前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)。后者包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量越限/復(fù)限、計(jì)算機(jī)站控系統(tǒng)的各個(gè)部件、間隔層單元的狀態(tài)異常等。

結(jié)束語

電力監(jiān)控系統(tǒng)，由遙測(cè)、遙信、遙控、通訊、顯示、設(shè)置等各項(xiàng)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(xiàng)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