工廠內(nèi)分散電度量集中上傳的方案與實(shí)現(xiàn)

田冬明

首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063210

該公司下轄著大量的用電負(fù)荷，13 座變電站也全部采用了高度自動(dòng)化的SCADA 操作系統(tǒng)，并將所有的遙控、遙信、遙測(cè)等量上傳至調(diào)度中心集中操作站，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程的雙重監(jiān)控?，F(xiàn)有各變電站可以通過SCADA 系統(tǒng)以遙脈量方式對(duì)電度進(jìn)行采集，直接獲取電度量信息的方式難以保證信息的完整性，不能作為電力市場(chǎng)計(jì)量、計(jì)費(fèi)的依據(jù)。因此要求建立一套可靠的、相對(duì)獨(dú)立的電度量計(jì)量系統(tǒng)用以存儲(chǔ)各計(jì)量數(shù)據(jù)，并能夠隨時(shí)將數(shù)據(jù)上傳給本地監(jiān)控后臺(tái)以及調(diào)度中心將數(shù)據(jù)集中計(jì)算。

安裝在各個(gè)用電線路上的關(guān)口計(jì)量表計(jì)，其功能主要是用來(lái)計(jì)量該條線路的用電負(fù)荷情況，按照電力規(guī)程要求，電能計(jì)量表計(jì)在技術(shù)應(yīng)滿足方向性有功和無(wú)功電度量計(jì)量，四象限無(wú)功電度量計(jì)量。其作為基礎(chǔ)的電能統(tǒng)計(jì)單位具有最大需量的測(cè)量和一定的儲(chǔ)存空間，并且具備輸出具有脈沖和數(shù)據(jù)接口兩種輸出型式，通信規(guī)約符合DL/T645 標(biāo)準(zhǔn)。公司的變電站在早期建設(shè)中，就已經(jīng)對(duì)每條線路加裝了高精度智能電度表，滿足了上述的各項(xiàng)要求。

電度量遠(yuǎn)方終端(或傳送裝置）作為該套系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)下采集各個(gè)配送電線路的各項(xiàng)電度數(shù)據(jù)，對(duì)上傳輸送主站所需的各項(xiàng)電度量，起到了承上啟下的重要作用，一般要求功能如下：

1）數(shù)據(jù)采集串行接口電路提供RS485、電流環(huán)和RS232等幾種形式，可采集具有相應(yīng)物理接口的電能表、電壓監(jiān)測(cè)儀等智能設(shè)備的電度量計(jì)量、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

2）數(shù)據(jù)采集脈沖接口電路用于采集脈沖表輸出脈沖；

3）與主站通訊接口應(yīng)能靈活支持撥號(hào)MODEM、10/100M以太網(wǎng)絡(luò)、RS232、專線MODEM、GSM/GPRS 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、光纖、電力線載波等多種通訊方式、通訊介質(zhì)以充分滿足各地不同通訊環(huán)境、條件的要求；

4）人機(jī)界面方便、直觀、可靠，滿足安裝、維護(hù)和使用人員的使用要求；

5）存儲(chǔ)體用于長(zhǎng)時(shí)間可靠存儲(chǔ)電度量數(shù)據(jù)和事項(xiàng)記錄等信息，掉電不丟失。容量應(yīng)能滿足用戶實(shí)際采集數(shù)據(jù)種類、數(shù)量和時(shí)間的要求；

6）電源的穩(wěn)定、可靠性是終端可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，應(yīng)能支持交直流雙路供電、自動(dòng)切換，同時(shí)必須滿足現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)酷工作條件、電磁兼容性的要求。

電度量遠(yuǎn)方終端的各項(xiàng)功能指標(biāo)，體現(xiàn)了電度量計(jì)量系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、保存的各項(xiàng)要求。

主站端作為電度量數(shù)據(jù)處理的終點(diǎn)，其重要程度可想而知，但重要的程度也決定了復(fù)雜程度，考慮到公司的變電站及調(diào)度中心現(xiàn)狀，在加裝此套采集系統(tǒng)前，各站所都已經(jīng)安裝了一套比較完善的監(jiān)控系統(tǒng)，其兼容性及數(shù)據(jù)的處理能力都達(dá)到了很高的自動(dòng)化水平；調(diào)度中心的集中操控站所，在國(guó)內(nèi)乃至亞洲都是極其先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，考慮的經(jīng)濟(jì)及設(shè)備的兼容性，可以將電能數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)方終端上傳至現(xiàn)有的主站系統(tǒng)，由現(xiàn)有的主站系統(tǒng)進(jìn)行處理。這樣不僅在工程上大大減少新建主站所需的工作量，也節(jié)省了資金。

信息通道是上述三套設(shè)備之間用以信息交流的載體，一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)信息通道，保證了設(shè)備間信息交流的完整性，對(duì)整個(gè)電度量計(jì)量系統(tǒng)起著重要的作用。這包括了兩部分，電度表到采集器之間的信息通道和采集器到主站間的信息通道。通道間采用不同的通信方式，信息通道的接線方式也不盡相同。在連接電度表和采集器之間的通道上，比較常見的有RS232 和RS485 兩種通訊方式，前者為一對(duì)一的通訊方式，后者則可以通過串聯(lián)方式將多個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)終端。當(dāng)采用RS232接線方式時(shí)，一個(gè)采集器分別采集全站近50 個(gè)關(guān)口表數(shù)據(jù)時(shí)，明顯是不合適的。當(dāng)采用RS485 接線方式時(shí)，將站內(nèi)的電度表串聯(lián)接線后接入電度表采集器，大大節(jié)省了采集器的接口資源，同時(shí)電度表安裝在每個(gè)10kV 配線柜中，配線柜柜位相鄰擺放，也使得電度表串聯(lián)工作變得相對(duì)容易。

在采集器與主站的通訊問題上，由于存在調(diào)度中心以及本地監(jiān)控后臺(tái)兩個(gè)主站，這就需要根據(jù)現(xiàn)有情況進(jìn)行分別對(duì)待，。在建設(shè)調(diào)度中心監(jiān)控中心時(shí)，各站所到調(diào)度中心之間已經(jīng)敷設(shè)了大量光纖通道，在配合光電轉(zhuǎn)換器，以TCP/IP 協(xié)議為基礎(chǔ)進(jìn)行局域網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)本地及遠(yuǎn)程的雙重監(jiān)控。本著減少改動(dòng)節(jié)省資金的原則，采集器也可以通過該通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，在由調(diào)度中心的系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)解析并進(jìn)行所需的各項(xiàng)計(jì)算。

變電站監(jiān)控后臺(tái)系統(tǒng)為四方公司V2000 系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部采用了四方公司自行使用2000 規(guī)約報(bào)文，當(dāng)外單位設(shè)備接入時(shí)，由于通信規(guī)約的不同，需要先將外單位設(shè)備接入規(guī)約轉(zhuǎn)換器，將其他規(guī)約轉(zhuǎn)換為2000 規(guī)約后解析并在后臺(tái)顯示。此種情況下，在采集器增設(shè)一個(gè)主站端口，以485 通道方式將電度數(shù)據(jù)接入規(guī)約轉(zhuǎn)換器，由規(guī)約轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)解析后進(jìn)入顯示在監(jiān)控后臺(tái)上。

電度量上傳調(diào)度中心的改造方案在不影響本地站所后臺(tái)顯示的情況下完成實(shí)現(xiàn)工作。及將電能表數(shù)據(jù)以RS485 串行通訊方式接入采集器，在由采集器將數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)整理后通過網(wǎng)絡(luò)光纖通道傳送至調(diào)度中心，通過485 串行方式將數(shù)據(jù)接入監(jiān)控后臺(tái)。實(shí)現(xiàn)了本地監(jiān)控后臺(tái)和調(diào)度中心的雙重監(jiān)視。改方案實(shí)現(xiàn)了電度量采集系統(tǒng)與SCADA 系統(tǒng)的相互兼容接入，并且采集器的設(shè)計(jì)理念和功能實(shí)現(xiàn)也保證了電度數(shù)據(jù)的完整性，避免電度數(shù)據(jù)的不必要丟失。

[1]中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T645 多功能電能表通信規(guī)約.

[2]中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T743電能量遠(yuǎn)方終端.