電能質(zhì)量在線監(jiān)測二級網(wǎng)絡(luò)開發(fā)與應(yīng)用

董建玲

(臨汾供電分公司,山西臨汾 041000)

電能質(zhì)量在線監(jiān)測二級網(wǎng)絡(luò)開發(fā)與應(yīng)用

董建玲

(臨汾供電分公司,山西臨汾 041000)

在分析臨汾電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上,認(rèn)真研究了電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)在臨汾電網(wǎng)應(yīng)用情況及電能質(zhì)量測試結(jié)果,為山西省電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)搭建了區(qū)域網(wǎng)絡(luò)平臺,實現(xiàn)了多個廠家多種數(shù)據(jù)格式的兼容,采用三級網(wǎng)絡(luò)分布結(jié)構(gòu),局域網(wǎng)傳輸模式,解決了電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)不能及時準(zhǔn)確傳輸?shù)膯栴},提高了監(jiān)測水平,為臨汾電網(wǎng)變電站自動化建設(shè)開辟了思路。

電能質(zhì)量;實時監(jiān)控;諧波;智能系統(tǒng)擴(kuò)展;數(shù)據(jù)智能補(bǔ)調(diào)

0 引言

隨著現(xiàn)代化工業(yè)高速發(fā)展,非線性負(fù)荷的普遍應(yīng)用,致使電能質(zhì)量狀況不斷惡化,而現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需要清潔綠色的電源供給;隨著國民對電能質(zhì)量意識的提高,單一的分散式電能質(zhì)量監(jiān)測工作已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代應(yīng)用的需要,建立一種覆蓋面廣、運(yùn)行高效可靠的電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)已迫在眉睫。

長期以來,臨汾供電分公司一直很關(guān)注電能質(zhì)量這一技術(shù)問題,隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷進(jìn)步,監(jiān)測手段也不斷提高。2001年,臨汾供電分公司組織科研、工程技術(shù)人員,對220 kV鄭莊變電站實施改造,對諧波影響較大的電鐵I回、電鐵II回實施了諧波監(jiān)測。2006年,山西電力科學(xué)研究院在臨汾供電分公司所轄220 kV鄭莊變電站安裝新型電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備,監(jiān)測宏陽Ⅰ回、宏陽Ⅱ回線路。這些設(shè)備有的需要人工進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,有的是點對點型系統(tǒng)不利于管理控制,且經(jīng)過長時間的運(yùn)行,這些陳舊設(shè)備和老式監(jiān)測手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化監(jiān)測的要求,為適應(yīng)新形式有必要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行一次改造。

研究和開發(fā)區(qū)域性電網(wǎng)電能質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測與管理系統(tǒng),建立統(tǒng)一的、開放的監(jiān)控和管理平臺,實現(xiàn)對電網(wǎng)電能質(zhì)量五項指標(biāo)全天候監(jiān)控具有重大現(xiàn)實意義及技術(shù)管理前瞻性,對電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有積極意義。

1 電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)特點

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺由臨汾供電公司與研發(fā)合作單位聯(lián)合開發(fā),監(jiān)測裝置采用國產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)口設(shè)備相結(jié)合的模式。電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器和電能質(zhì)量監(jiān)測儀組成,配合強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析軟件。最大程度地實現(xiàn)信息的集成和資源共享,通過系統(tǒng)的實施,能自動采集各監(jiān)測點的電能質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù),系統(tǒng)采用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換規(guī)范加數(shù)據(jù)庫(PQDIF+SQLServer)擴(kuò)展技術(shù)將電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換規(guī)范PQDIF(Power Quality DateInterchange Format)文件詳細(xì)準(zhǔn)確地解析并將解析數(shù)據(jù)填充到主系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中,實現(xiàn)國產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備的兼容,通過Web服務(wù)器,電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的各工作站可以查看各監(jiān)測點的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù),并可以對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,實現(xiàn)各監(jiān)測點的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度。

1.1 體現(xiàn)B/S架構(gòu)優(yōu)勢

各專責(zé)及其他管理人可以在系統(tǒng)內(nèi)的任意可聯(lián)網(wǎng)的地方通過IE瀏覽器對電能質(zhì)量監(jiān)測裝置進(jìn)行監(jiān)控,無需安裝軟件,就好像在自己辦公室上網(wǎng)一樣。

1.2 安全的權(quán)限設(shè)置

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)具有三級權(quán)限管理機(jī)制,利用權(quán)限指派,可以避免系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)錯誤操作或丟失。例如,一般人員只能查看各站點電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的參數(shù)設(shè)定,而不能修改設(shè)定;而擁有系統(tǒng)設(shè)備管理權(quán)限的管理員可以查看和修改電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的參數(shù)設(shè)定;對于領(lǐng)導(dǎo),則可以對整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行有一個整體的掌握。

1.3 操作方便

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)采用Web瀏覽模式,界面更直觀操作更簡單,操作人員只需查看系統(tǒng)幫助就能很快地上手操作。整個系統(tǒng)采用人性化設(shè)計,用戶根據(jù)系統(tǒng)提示就能快速得知系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)度,避免錯誤。

1.4 升級便利

現(xiàn)有傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)的更新和升級是非常麻煩的,隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,不可避免地需要更多更先進(jìn)的功能,如果希望對已經(jīng)使用的系統(tǒng)升級,又是一筆投資,導(dǎo)致分布在不同位置的用戶不能及時獲得最新的功能。利用基于Web的電能質(zhì)量監(jiān)測管理系統(tǒng),只需在網(wǎng)絡(luò)上一次升級,即可實現(xiàn)對所有用戶的升級,達(dá)到功能擴(kuò)展的目的。

1.5 可智能擴(kuò)充系統(tǒng)

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)具有可擴(kuò)充性。采用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換規(guī)范加數(shù)據(jù)庫(PQDIF+SQLServer)技術(shù),將標(biāo)準(zhǔn)的PQDIF數(shù)據(jù)解析,并將數(shù)據(jù)填入主系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,通過這種智能擴(kuò)充,擴(kuò)大了系統(tǒng)的監(jiān)測范圍,為同一地區(qū)由于同時使用幾個廠家設(shè)備而造成的各廠家數(shù)據(jù)不兼容,同時安裝幾套系統(tǒng)造成的操作繁瑣、不容易管理的問題提供了一個很好的解決方案。

1.6 方便的數(shù)據(jù)填充

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)對由于網(wǎng)絡(luò)因素造成設(shè)備在一段時間內(nèi)不能與服務(wù)器通訊造成的數(shù)據(jù)中斷,管理員可使用數(shù)據(jù)庫填充系統(tǒng)將中斷期間的數(shù)據(jù)通過軟件填充到數(shù)據(jù)庫中,以保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性,為以后的分析提供良好的數(shù)據(jù)信息。

1.7 數(shù)據(jù)的智能補(bǔ)調(diào)

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)智能補(bǔ)調(diào)技術(shù),用戶可方便地根據(jù)實際需要自主設(shè)定補(bǔ)調(diào)參數(shù),當(dāng)通訊出現(xiàn)短時中斷時,在通訊恢復(fù)后系統(tǒng)可以自動將中斷的數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)回服務(wù)器,以保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

1.8 精準(zhǔn)的監(jiān)測設(shè)備

電能質(zhì)量監(jiān)測裝置儀采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,以32位數(shù)字信號處理器DSP(Digital Signal Processor)數(shù)字信號處理器為核心,測量功能強(qiáng)大,測量精確,適于長期掛網(wǎng)運(yùn)行。裝置具備RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、232/485接口,支持IEC103規(guī)約。可根據(jù)現(xiàn)場通訊情況方便地使用局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,從而最大限度地利用現(xiàn)有資源,減少過度階段設(shè)備投資。

2 電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)功能

2.1 實時監(jiān)控功能

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)實時接收并顯示監(jiān)測點現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)、波形、頻譜、矢量圖、并具有數(shù)據(jù)打印、導(dǎo)出功能。在線判定各參數(shù)是否越限。

2.2 數(shù)據(jù)分析功能

可以按不同的電壓等級或不同區(qū)域?qū)θ我鈺r間段的電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計分析,可以以柱狀圖形式表示,并可生成任意時間段的趨勢曲線。

2.3 遠(yuǎn)程對時功能

可以遠(yuǎn)程對監(jiān)測裝置進(jìn)行對時,使監(jiān)測裝置和服務(wù)器系統(tǒng)時間一致。

2.4 通訊狀態(tài)顯示功能

對監(jiān)測裝置與系統(tǒng)的連接狀態(tài)進(jìn)行顯示。通過簡單明了的標(biāo)識查看通訊狀態(tài),為管理者提供直觀的信息。

2.5 圖形輸出功能

將所有數(shù)據(jù)信息以圖形的方式輸出,可輸出格式為BMP或JGP圖片。

2.6 報表輸出功能

利用Web系統(tǒng)的 “報表系統(tǒng)”可以統(tǒng)計在用戶權(quán)限下的任何監(jiān)測點的任意時間段的統(tǒng)計信息,可以保存為不同的格式,也可以直接打印輸出。

2.7 越限報告統(tǒng)計功能

電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)可以自動統(tǒng)計越限情況,統(tǒng)計項目包括:越限項目、越限起始時間、越限時長以及越限時刻的參數(shù)值。

2.8 遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置功能

管理員或具有設(shè)置權(quán)限的人員可以添加、刪除監(jiān)測站點并對站點進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置、修改參數(shù)定值,使管理更方便,提高工作效率。

2.9 用戶及數(shù)據(jù)維護(hù)功能

管理員可以添加、刪除用戶,并為不同用戶分配權(quán)限,對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份、刪除等操作。

2.10 PQDIF格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化功能

定期將歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)PQDIF文件以供相關(guān)部門參考。

2.11 數(shù)據(jù)庫填充功能

對長時間中斷的監(jiān)測點的數(shù)據(jù),用戶可利用筆記本電腦現(xiàn)場接收歷史測量數(shù)據(jù)填充至服務(wù)器,也可以待通訊通道恢復(fù)后遠(yuǎn)程召喚通訊中斷期間的歷史數(shù)據(jù)以保持?jǐn)?shù)據(jù)完整。

2.12 數(shù)據(jù)智能補(bǔ)調(diào)功能

當(dāng)通訊出現(xiàn)短時中斷時,在通訊恢復(fù)后系統(tǒng)可以自動將設(shè)定的時間段內(nèi)中斷的數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)回服務(wù)器,以保持?jǐn)?shù)據(jù)的連貫性。

3 實例分析

220 kV鄭莊變電站電鐵I回154線路一直是諧波嚴(yán)重超標(biāo),原先監(jiān)測的設(shè)備不能將數(shù)據(jù)實時傳回局內(nèi)服務(wù)器,需要工作人員定期到變電站采集數(shù)據(jù),這樣不利于工作人員的管理,而且不能及時發(fā)現(xiàn)問題,確定其對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。通過電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的實施,各專責(zé)及管理人可在供電公司內(nèi)部任意聯(lián)網(wǎng)的辦公室內(nèi)通過IE瀏覽器隨時查看線路數(shù)據(jù),還可以通過歷史曲線分析連續(xù)的歷史數(shù)據(jù)。工作人員不需到變電站采集數(shù)據(jù)就可隨時對歷史數(shù)據(jù)做報表統(tǒng)計,減少工作量。圖1為2008年11月統(tǒng)計報表,報表自動計算各參數(shù)是否超標(biāo)。

通過報表分析得知,3次、5次、7次、9次諧波電流嚴(yán)重超出國家標(biāo)準(zhǔn),11次、13次、15次、17次諧波電流也存在不同程度的超標(biāo)。

圖1 11月份電流諧波綜合統(tǒng)計報表

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

通過電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的實施,避免了客戶端瀏覽系統(tǒng)需安裝客戶端軟件的繁瑣過程;管理員可在辦公室就能遠(yuǎn)程在線監(jiān)控、分析現(xiàn)場實時數(shù)據(jù),真正實現(xiàn)了辦公自動化。電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)通過使用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換規(guī)范加數(shù)據(jù)庫PQDIF+SQL Server技術(shù)解決不同廠家的數(shù)據(jù)不兼容問題,擴(kuò)充了系統(tǒng)的監(jiān)測范圍,使操作界面簡化統(tǒng)一,這樣使管理者只需了解主系統(tǒng)就可分析所有變電站的數(shù)據(jù),避免管理人員重復(fù)學(xué)習(xí)多種廠家系統(tǒng),提高工作效率。電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)還應(yīng)用了數(shù)據(jù)智能補(bǔ)調(diào)技術(shù),當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)短時中斷時系統(tǒng)可根據(jù)用戶設(shè)置自動補(bǔ)調(diào)數(shù)據(jù),確保了數(shù)據(jù)的連續(xù)性、完整性。電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)可生成標(biāo)準(zhǔn)PQDIF文件,提供了一種中性的、彈性的交換平臺,方便應(yīng)用不同格式的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對電網(wǎng)中的電壓偏差、頻率偏差、諧波、三相不平衡等電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的全天候網(wǎng)絡(luò)化實時監(jiān)控,全面提升了電力系統(tǒng)自動化管理水平,加強(qiáng)了公用電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)督管理,為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了可靠的保障。

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的實施解決了目前臨汾供電分公司轄區(qū)內(nèi)電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)不能及時準(zhǔn)確傳輸?shù)膯栴},提高了監(jiān)測水平,減輕了工作人員的負(fù)擔(dān),實現(xiàn)了真正的自動化辦公;為臨汾供電公司變電站自動化建設(shè)開辟了思路,為山西省電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)搭建了區(qū)域網(wǎng)絡(luò)平臺。

The Development and App lication of Electric Energy Quality On-line Monitoring in Secondary Network

DONG Jian-ling
(Lin fen Power Supply Company,Lin fen,Shanxi 041000,China)

Based on the analysis of electric energy quality on-linemonitoring system in Linfen pow er grid,this paper studies the app lication of electric energy quality on-linemonitoring system in Linfen power grid and its test resu lts,which builds a district network for theelectric energy quality on-linemonitoring system in Shanxiprovince and makes themultimanufactures and data formu la compatible.By app lying the triple degrees netw ork distribution and local area network transm ission mode,the p rob lem that datum o f electric energy quality on-linemonitoring cannot be transmitted in time is so lved,which p romotes the level ofmonitoring and finds a new w ay to the automation construction of the substation of Linfen power grid.

electric energy quality;on-linemonitoring;harmonic;expanding o f intelligent system;intelligentad justment of data

TM 73,TM 933

B

1671-0320(2010)03-0021-04

2009-12-28,

2010-04-26

董建玲 (1972-),女,山西臨汾人,2004年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)計算機(jī)信息管理專業(yè),助理工程師,從事電壓無功管理工作。