工廠供配電調度SCADA系統研究與設計

摘 要：工廠的供配電系統能夠協助電力調度管理部門實時查看電網當前狀態，并結合工廠用電實際進行配電網設備的設置與調整，從而保證車間和生產現場的安全可靠供電。文章結合工廠生產實際，在分析電氣自動化監控系統以實時監控功能的基礎上，為其設計供配電調度SCADA系統。

關鍵詞：工廠供配電；電力調度；SCADA系統

1 引言

工廠的供配電系統是工廠能源的分配系統，其主要功能是把來自電網公司的電能通過降壓處理之后，再將其合理分配至各個生產車間等部門，因而是電力系統的重要組成部分。當前，不少大型的工廠由于用電量巨大，已經擁有或正在籌建自備電廠實現企業供電的自給自足，因此綜自系統的設計和部署是當前不少企業重點建設的項目。而綜自系統中的數據采集與監視控制系統（SCADA）能夠協助電力調度管理部門實時查看電網當前狀態，并結合工廠用電實際進行配電網設備的設置與調整，從而保證車間和生產現場的安全可靠供電。一旦有電力事故或者障礙發生，SCADA系統還能第一時間獲取設備各類數據信息，并依照事故預案及時對事故進行處理，并保留處理數據供日后分析，從而使工廠生產部門的供電可靠性極大提升，停電時間盡量縮短。SCADA系統是以計算機為基礎的DCS與電力自動化監控系統，本文結合工廠生產實際，在分析電氣自動化監控系統以實時監控功能的基礎上，為其設計供配電調度SCADA系統，本文的成果有利于提升工廠電網的可靠性，實現生產安全。

2 系統需求分析

一般中型工廠的電源進線電壓是6-10kV，而一些大型工廠則擁有66KV的設備以及380V進線等，通過SCADA實現供配電的監控與管理。系統所需達到的目標包括：

（1）能夠監控和管理全廠所有電壓等級的設備和進線，能夠對設備進行遠端操作，對饋線開關能夠實現遙控功能，包括推進、拉出等；（2）能夠對工廠電力主變實現遠程有載電壓調節；（3）引入綜合保護器進行保護，支持通用的數據通訊接口，實現數據的傳輸和下載；（4）能夠管理電氣智能設備，與之通過統一配置的接口進行數據集傳輸，實現數據的讀取和上傳；（5）能夠實現對智能配電裝置的管理，如無功補償器、UPS不間斷電源等，與之通過統一配置的接口進行數據集傳輸；（6）能夠與工廠供配電的在線監測裝置進行通訊，包括氣溫氣壓監測、變壓器油溫監測等。

3 SCADA系統的設計

3.1 體系結構的選擇

本系統是基于J2EE框架進行開發和實現的，其優勢包括：（1）成功分離了網頁內容的產生與網頁內容的顯示，在JSP標準的支持之下，網絡頁面的制作者能夠通過超文本傳輸協議與XML來對所制作的最終網頁進行設計。（2）支持重用群組件，在JSP環境中所開發的各類頁面，都具備可重用的屬性，而且還支持系統的跨平臺開發，這樣的屬性就很容易實現信息系統所要求的一些復雜程度較高的各類處理。由于將組件作為開發的最小模塊進行操作，系統的開發過程被加速。（3）引入標識，對網頁的制作過程進行簡化，JSP環境把一些常用的功能都進行了封裝，這些功能所支持的，都是進行動態內容制作的時候必須的，從而使開發的應用系統的擴展性更強。

3.2 系統框架結構設計與執行流程

為實現對工廠配電系統設備與裝置的模擬量、信號量、遙測量、遙調量的監控和操作，在系統框架設計中，引入了分層化的設計模式，分層的具體依據是結合信息系統的具體功能來劃分的，對于不一樣的操作與不一樣的處理，將其分配到不一樣的層次中來處理，在信息系統具體的開發過程中，為了使層次之間能夠彼此保持更大程度的獨立性，不同的層次與層次間，僅僅以接口來進行通信，凡屬于下一級的層次，均具備為了滿足上層調用而設置的接口。系統架構中不同層次（數據層、中間件層、應用層）的功能設計闡述如下：

在系統的數據層，通過RTU進行數據信息的采集，這些信息包括工廠配電系統設備與裝置的表計、傳感器、控制器等。如果發現其中的告警信息，數據層會優先將其傳遞給告警功能模塊。數據封裝的方法有兩種，一是能夠被以靜態模式進行綁定，二是可以在UDDI被發現，再直接實現對其的調用，有時候也可以通過編排到系統的組合服務而實現。

在系統的中間件層，主要實現工廠配電網絡的告警信息、實時查詢、遙測遙控等功能。中間件層的設計也是信息平臺的核心部分。業務層的設計決定了一個信息系統是否具備健壯性、靈活性。通過實時監控各類變量是否超過了閾值來判定是否產生告警信息，通過SOAP協議獲取SCADA中所需的數據信息。同時，接收來自用戶的操作信息，并將其翻譯成控制指令，實現設備的遙測和遙控。

4 結束語

本文所涉及的系統具有比較強的適應性，可以應用于擁有自備電廠的大型企業，系統運行狀態非常穩定，能夠充分滿足生產車間的電力供應與管理需要，同時SCADA還可以通過工廠內部的以太網實現與辦公自動化系統以及安全管理系統等連接，實現遠程的調用與管理，有助于提升企業的經濟效益和社會效益，具有比較好的理論價值與實踐意義。

參考文獻

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