組態(tài)軟件在電力監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用

金陽(yáng)

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司水電分公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電量逐漸增加，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，要求加強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)督管理，對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證用電合理性。在電力系統(tǒng)監(jiān)控管理中，如果采用人工監(jiān)測(cè)方式，已無(wú)法滿足供電部門(mén)管理實(shí)際需要，亟需采用先進(jìn)的組態(tài)軟件保證電力系統(tǒng)監(jiān)控質(zhì)量。因此，對(duì)組態(tài)軟件在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用方式進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

2 監(jiān)控組態(tài)的概念

隨著集散控制系統(tǒng)的逐漸發(fā)展，“組態(tài)”這一概念越來(lái)越清晰，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及普及，多數(shù)組態(tài)軟件逐漸涌現(xiàn)。組態(tài)軟件的發(fā)展與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切相關(guān)，現(xiàn)如今，在監(jiān)控組態(tài)方面，已形成完善的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，有利于促進(jìn)組態(tài)軟件的推廣和應(yīng)用。另外，總線技術(shù)越來(lái)越成熟，也在一定程度上促進(jìn)了組態(tài)軟件的應(yīng)用。組態(tài)是一種獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在電力系統(tǒng)中，通過(guò)促進(jìn)模擬方式朝向數(shù)字方式轉(zhuǎn)變，能夠保證電流以及信息可以在同一根雙線電纜上傳輸。

3 電力監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件的構(gòu)成

組態(tài)軟件包的功能比較強(qiáng)大，具有友好用戶界面，軟件使用者不需要編寫(xiě)代碼，即可形成實(shí)際所需應(yīng)用軟件，通用性較強(qiáng)，不僅能夠提升系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性以及可靠性，同時(shí)系統(tǒng)集成化能力比較強(qiáng)。組態(tài)軟件是由基本配置以及應(yīng)用軟件所組成的，其中，前者能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供完善的配置信息，而后者的作用比較多，比如生成數(shù)據(jù)庫(kù)、報(bào)表等等。通常情況下，在組態(tài)軟件中，軟件功能是由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形界面以及報(bào)表所組成的。

4 組態(tài)軟件在電力監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用實(shí)例

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成

本文以某配電系統(tǒng)作為研究對(duì)象，在該系統(tǒng)中，配電智能化監(jiān)控系統(tǒng)是由工業(yè)控制設(shè)備、卡件控制箱、負(fù)載以及開(kāi)關(guān)柜所組成的，如圖1所示。其中，在低壓配電柜中，需要安裝現(xiàn)場(chǎng)電能測(cè)量?jī)x器，在各個(gè)監(jiān)控主機(jī)之間，可以采用RS485接口，對(duì)于連接介質(zhì)，可采用雙絞線形式，另外，在數(shù)據(jù)鏈路層中，需要應(yīng)用MODBUS通信協(xié)議。在系統(tǒng)監(jiān)控管理過(guò)程中，可對(duì)系統(tǒng)主回路應(yīng)用現(xiàn)成總線技術(shù)，采用人機(jī)界面對(duì)主機(jī)進(jìn)行監(jiān)控管理，做好數(shù)字信息采集以及管理，提升系統(tǒng)的可控性和智能化水平。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

4.2 監(jiān)視界面

系統(tǒng)界面為人機(jī)交互界面，用戶通過(guò)界面即可了解一次接線、二次接線的監(jiān)視結(jié)果，所有操作均可以在界面上進(jìn)行操作。另外，系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)地顯示功能，可以對(duì)報(bào)表、分析圖、地理圖、信息窗等實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確顯示。另外，對(duì)于圖形系統(tǒng)，也采用人機(jī)接口，即交互界面制作平臺(tái)。該系統(tǒng)的運(yùn)行速度快速便捷，并且具有多窗口、多字體、支持多種縮放、支持掃描圖像顯示等功能。

4.3 數(shù)據(jù)處理

4.3.1 遙測(cè)處理

在遙測(cè)處理過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)越限檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果產(chǎn)生報(bào)警。另外，通過(guò)遙測(cè)處理，還可以對(duì)電壓是否處于正常狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)電壓合格率以及電流變化率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算等等。在各類(lèi)計(jì)算中，根據(jù)計(jì)算結(jié)果均可產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警。

4.3.2 遙信處理

遙信處理可以實(shí)現(xiàn)變位報(bào)警，對(duì)斷路器的開(kāi)啟和閉合次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)SOR進(jìn)行有效處理、顯示和打印。

4.3.3 電度脈沖處理

在電度處理過(guò)程中，對(duì)于脈沖量，要求做好定期統(tǒng)計(jì)，一般統(tǒng)計(jì)周期為5min、15min、1h、每日、每日月、每年等，在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，要求充分考慮實(shí)際情況，避免造成誤差累計(jì)。在系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，如果系統(tǒng)停運(yùn)，則可以恢復(fù)電度累計(jì)值。

4.4 報(bào)表

在系統(tǒng)運(yùn)行中，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表以及歷史數(shù)據(jù)報(bào)表，在該功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需要應(yīng)用組態(tài)軟件所提供的報(bào)表控件以及相關(guān)函數(shù)。其中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表可以反應(yīng)出電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還可以對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)做好詳細(xì)記錄，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行情況的分析提供可靠依據(jù)。另外，歷史數(shù)據(jù)報(bào)表可以反映出電力系統(tǒng)運(yùn)行歷史所產(chǎn)生的各類(lèi)信息數(shù)據(jù)。在該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于歷史數(shù)據(jù)能夠保持一年，在一年后即可自動(dòng)刪除，對(duì)于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，即可查詢系統(tǒng)運(yùn)行中各類(lèi)變量數(shù)據(jù)。

4.5 用電分析

4.5.1 計(jì)量點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

在電力系統(tǒng)的電量統(tǒng)計(jì)中，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括電量、脈沖值、電能量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等等。另外，還可以對(duì)費(fèi)率以及時(shí)段電壓進(jìn)行分析，具體包括電壓合格率、電壓最值的發(fā)生時(shí)間。除此以外，在該功能的實(shí)現(xiàn)中，還可以對(duì)電流進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，具體包括電流最值的發(fā)生時(shí)間。

4.5.2 用電分析

在用電分析中，需要對(duì)用電量進(jìn)行排序和查詢，通過(guò)對(duì)指定區(qū)域的出線用電量進(jìn)行排序，即可據(jù)此確定用戶報(bào)警定值。在系統(tǒng)應(yīng)用中，可以對(duì)電表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)用電量進(jìn)行排序，以此為依據(jù)對(duì)電力用戶的用電量進(jìn)行考察。對(duì)于各類(lèi)報(bào)表，可通過(guò)顯示界面顯示。

4.5.3 需量分析

在需量分析過(guò)程中，對(duì)于歷史用電量，可以采用加權(quán)統(tǒng)計(jì)方式，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可確定出下一個(gè)時(shí)間段預(yù)計(jì)用電量，比如每周用電量、每月用電量、每季用電量、每年用電量等等。另外，還可以根據(jù)電力用戶的用電計(jì)劃，確定各個(gè)部門(mén)預(yù)計(jì)用電計(jì)劃，然后以此為依據(jù)進(jìn)行用電分析。

4.6 報(bào)警記錄及事故追憶

在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果某一些量的值超過(guò)所規(guī)定的界限范圍，就會(huì)發(fā)生系統(tǒng)報(bào)警。一旦系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生警告信號(hào)，此時(shí)，某一量的值已經(jīng)超過(guò)了一定的界限，可對(duì)系統(tǒng)操作人員起到提示作用。操作人員可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置報(bào)警值，并對(duì)報(bào)警的上下限值進(jìn)行更改，同時(shí)，對(duì)于報(bào)警和事故信息，還可以進(jìn)行自動(dòng)化記錄。在組態(tài)軟件中，系統(tǒng)的保存方式有兩種：①將數(shù)據(jù)保存至相關(guān)文件中，文件名可設(shè)置為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存日期；②采用WINDOWS的ODBC，講數(shù)據(jù)自動(dòng)保存到各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

該系統(tǒng)應(yīng)用第二種數(shù)據(jù)保存方式，如果需要對(duì)某一報(bào)警時(shí)間進(jìn)行查詢，通過(guò)日期查詢方式即可，具體方式如下：①建立組態(tài)軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通訊條件，構(gòu)建ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)實(shí)測(cè)參量作為一個(gè)字段，并構(gòu)造一個(gè)表，表格的名稱(chēng)可以隨意選??；②確定控制面板中的ODBC數(shù)據(jù)源，添加一個(gè)基于驅(qū)動(dòng)程序ACCES-SDriver的數(shù)據(jù)源，系統(tǒng)命名可以為Alan；③記錄，再次回歸至組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境中，并選擇“事件”選項(xiàng)編寫(xiě)；④調(diào)用Alarm。

4.7 權(quán)限管理

在組態(tài)軟件的應(yīng)用中，通過(guò)應(yīng)用組態(tài)軟件的優(yōu)先級(jí)以及安全區(qū)的雙重保護(hù)策略，可以對(duì)用戶、控件、圖形等設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，進(jìn)而建立健全權(quán)限管理體系。在權(quán)限管理體系中，包含三個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)的管理權(quán)限有一定的區(qū)別，具體包括系統(tǒng)管理員、工程師以及操作人員。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要結(jié)合實(shí)例，對(duì)組態(tài)軟件在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。組態(tài)軟件具有了良好的通用性，并且可靠性較高，通過(guò)將其應(yīng)用于電力監(jiān)控中，能夠促進(jìn)電力系統(tǒng)商品化發(fā)展，促進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理水平的提高。