變電站綜合自動化系統POWERSCADA報表設計

薛洪劍，李海軍，趙 漢，楊清林，賁艷英

（中國-阿拉伯化肥有限公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

變電站綜合自動化系統應用領域很廣，可以應用于電力、冶金、石油、化工、燃氣、鐵路等領域的數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域。SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數據采集與監視控制系統）是以計算機技術為基礎的DCS與電力自動化監控系統[1]。

1 現狀

作為復合肥生產型企業，中國-阿拉伯化肥有限公司（簡稱“中阿公司”）有兩座變電站，每一座變電站都建成了一套變電站綜合自動化系統，基于設備集成服務供應商的POWERSCADA系統，實現對重要設備狀態及用電量的實時監測和自動抄錄功能。根據工藝車間生產重點大功率設備列表，編制電度數據報表。利用報表數據庫初始數據，計算出各班組生產用電能數據，比較班組生產耗能數據，優選低耗生產方法并加以推廣，最終降低產品單位電耗。

2 系統配置

為了降低成本，根據監測對象和規模，公司選用了單機單網架構的SCADA系統架構（圖1）。若不計設備構建成本，還可以組建為下面兩種架構的SCADA系統，依次是雙機雙網系統（圖2），和光纖冗余環網系統（圖3）。

圖3 光纖冗余環網系統

監控主機：DELL（E5400雙核2.2 G/2 G/160 G/DVD刻錄/網卡/19"）計算機一臺，實現供配電系統的四遙功能及其它高級功能（故障錄波、定值讀寫、運行日志、自動抄表、歷史曲線、歷史查詢等）。

監控軟件：POWER SCADA 3000電力系統自動化軟件一套，保證監控系統的安全可靠運行。

通信管理層：8口通信管理機一臺，完成數據采集、規約轉換及地間隔層的配置。

現場控制層：主要包含10 kV的施耐德微機保護裝置、低壓配電室的智能儀表、東方電子電度表等設備。

3 POWER SCADA監控組態軟件

它是以Windows XP系統為操作系統平臺，全中文Windows界面。組態軟件可安全可靠的監控供配電系統的運行，具有“四遙”功能，大大提高供電系統的運行質量和管理水平。

4 數據自動采集

SCADA系統具有數據自動采集功能，可將設備用電度數進行整點時刻讀取和存儲。通過制作的電度報表進行電度采集和計算，配套打印機可以定期打印電度日報表。

5 用戶報表系統

報表工具采用Excel報表系統，自動調取后臺數據庫數據，自動快速生成電力報表。系統后臺通過定時訪問監測終端（如電度表），將電能有功功率等底數數據存放在后臺數據庫內。為了清晰演示報表編制過程，以二期總電度日報表為例（圖4）。報表是實際報表的節選。

圖4 二期總電度日報表（節選）

上述日報表由PC系統安裝的Excel軟件生成，各組成部分的含義是：

（1）文本單元，顯示輸入的是文本。

（2）計算公式，第一個字符“=”，可參閱Excel公式的表示方法。H列表示對應時刻的電度值相加生成和值。

（3）數據單元，用來表示數據庫中的數據。第一個字符是“#”，數據單元由三部分組成，用逗號分開。如上述日報表單元格內字符串“#hDdZD,0,ZAHF2_YM37_WP”，用來對應于數據庫中的一個數值。第一部分（hDdZD）是“電度整點值”；第二部分（0）表示時間“0:00”；第三部分（ZAHF2_YM37_WP）是表示監測對象對應的具體變量。

（4）日期單元，用來顯示報表日期，以字符串“#TIME”開始。在實例中，“#TIME%Y年%M月%D日”顯示為報表查詢日期。用戶通過監控軟件報表訪問功能可以選擇報表模板和日期，刷新讀取數據庫內容，即可生成對應日期的報表。

當然，SCADA系統報表可以顯示的數據對象還有很多，報表代碼命名規則見表1。

表1 報表代碼命名規則

6 報表編制要求

電力監控系統數據存放在POWER SCADA系統后臺數據庫內，操作人員可以自由選擇報表起始日期和數據模板。以起始日期為基點，表格會調取日報表和月報表所有數據，自動生成的數據報表可以另存為Excel文件，用于共享或報批使用。可根據公司生產部管理人員提出的具體要求，對SCADA系統報表加以定制化編制。

編制生產電度日報表時，需要將某日的整點電度表底數都顯示出來，然后調用Excel軟件表格計算功能，得出每個班次（8 h）的電能消耗值，合計即為每天24 h的生產用電能耗。

同樣編制生產電度月報表時，報表以起始日期作為基點，以選定的月報表表格模板，調用數據庫內基點（含）后續31 d設備整點電度表底數。利用Excel表格數據公式計算功能，得出每個班次月度的電能消耗值，合計即為查詢日期之后31 d的生產用電能耗。

7 日報表編制實例

生產系統采用的是四班三倒制，四個班次分為A、B、C、D班。以公司班次排列日期對照表為例，見表2。

日報表通過導入報表模板，修正采集數據對象，以報表日期為基點將當天的三班次的整點電度表底數顯示在報表內。利用Excel軟件數據計算和匯總功能，得出三班次的電能消耗量，見圖4二期總電度日報表（節選）。

圖4第2行“日期”（單元格B2）即為操作人員指定的報表日期，報表表格數據（單元格C4至G7）都是數據庫內該日期對應底數數據，由系統軟件從數據庫內提取顯示出來，如圖5所示。

圖5 報表模板電度底數功能代碼含義

以“造粒主電機”（單元格C列）數據為例，報表模板將系統數據庫內電度表底數讀取到報表內，即“0：00”、“8:00”、“16：00””、“24:00”4個整點時刻電度表底數。數據表“C8”至“C10”對應的是3個班次時段耗電量，計算公式就是兩個時刻電度表底數值之差。

數據表“H8”至“H10”對應的是“大夜”班次時段生產總耗電量，計算公式是工藝二車間該時間段所有設備耗電量相加。

數據表“C11”至“G11”對應的是24 h相關設備的獨立耗電量，計算公式是每個設備3個班次耗電量相加。

數據表“H11”對應的是工藝二車間設備24 h時段耗電量，計算公式是所有設備24 h耗電量相加。

難點一，生產班組班次時間段劃分不是以整點值來統計電耗數據，每個班次都需提前半小時來將電耗數據上報以完成交接工作。但POWER SCADA系統軟件只能整點值進行數據讀取和存儲，這是系統功能所限，無法滿足上述工作需求。

查詢相關技術資料，后臺數據存儲時間值與Windows系統時間是對應的，即系統軟件是根據Windows系統時間來觸發數據的讀取和存儲。

解決方案是，首先關閉Windows系統時間自動更新選項，第二步將系統時間由8：00整調整為8：30，這樣后臺軟件自動提前0.5 h進行數據讀取和存儲，滿足工藝管理需求，如圖6所示。

圖6 PC系統時間調整

難點二是自動顯示當日三班次對應組別，對應數據見表2。解決方法是，利用Excel的函數來自動顯示班次組別，規律是同一班次組別都是以8 d為一個周期循環往復，變量是日報表設定的當日日期。

表2 班次排列日期對照

以表1單元格B8“大夜”班次顯示為例，已知單元格“B2”內容是報表日期“2010-10-9”，要求單元格B8自動顯示“C班”，編制函數班組組別計算公式如圖7所示。

圖7 班組組別計算公式

8 月報表編制實例

電度月報表要求自報表查詢起始日期開始，自動生成后續31 d設備耗電量，其他要求同日報表。月報表系統數據庫功能代碼含義如圖8所示：

圖8 月報表系統數據庫功能代碼含義

以Excel報表查詢起始日期開始，系統軟件自動提取31 d的報表電度底數數據，計算每天各班次用電能耗數據，生成月度報表。

9 結語

POWER SCADA系統報表模板必須與具體管理要求相結合，基于生產設備電度計量網絡或監控設備網絡，利用系統后臺軟件自動生成報表，實現生產數據實時可查詢，海量數據精準查詢，為后期信息化與大數據分析奠定基礎[2]。