倪中明
上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定
摘要：本文针对陕西中烟智能配电系统，利用Acrel-2000电力监控软件和电力监控仪表，设计并实现了一套分散式采集和集中控制管理的配电自动化系统。系统实现了微机在配电室中无人管理的功能，省去了值班人员现场操作的烦琐，提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。
关键词：智能配电系统；电力监控仪表；SCADA
0 引言
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它在电力系统中占重要地位,可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的”四遥”功能。RTU(远程终端单元),FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分。
介绍了SCADA在现今的变电站综合自动化建设中的重要作用，本文以安科瑞公司的Acrel-2000型电力监控软件在陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂配电管理中的最典型应用为例做一介绍。
1 项目介绍
陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂原名澄城卷烟厂。于1976年6月建厂。2003年3月底，在全国烟草行业实施组织结构调整的新形势下，与徐州卷烟厂重组，成为徐州卷烟厂澄城分厂。澄城卷烟厂在其自身发展的同时，坚持"国家利益至上，消费者利益至上"的宗旨，为国家和地方经济建设和社会发展做出过突出的贡献，成为渭南市、澄城县财政的重要支柱和骨干税源。2007年12月12日，根据《国家烟草专卖局、中国烟草总公司关于调整澄城分厂管理体制的批复》，澄城分厂由江苏中烟工业公司整体划归陕西中烟工业公司，成为陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂。
陕西中烟电力系统监控现场分为两个低压配电室：东配电室和西配电室。其中监控室位于东配电室内。现场仪表为上海安科瑞ACR系列智能电力仪表，仪表通过MODBUS协议RS485总线连接到串口服务器上，再与计算机连接，实现数据交换。
2 用户需求
上海安科瑞电气股份有限公司系统集成部对陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂要解决的问题进行详细分析，弄清楚项目发起人及项目其他干系人的要求¸待开发的信息系统要解决客户和用户的业务问题以及问题的来龙去脉后，经双方沟知电力监控系统应实现各配电室各馈线回路电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，配电室整体一次图形式直观动态显示；完成对各配电回路的电压、电流或功率实时和历史趋势曲线的绘制，便于分析该回路配电运行工况，调配三相配电平衡和削峰填谷；完成对各回路的电能集抄功能，并自动生成符合客户管理需求的用电报表，所有报表或图表支持查询打印功能。
3 设计方案
根据可靠性和高效率配电管理的要求，以及实用性，安全性，实时性，稳定性，可扩展性和易维护性的原则，上海安科瑞电气股份有限公司对中化平原化工有限公司的智能配电系统的改造提供如下设计方案。
3.1 参考标准
系统的设计满足以下所列制造和试验标准：
ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
JGJ/T 16-92 《民用建筑电气设计规范》
GB/J63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
3.2 组网方案
为满足配电室统一监控的要求，配电室现场安装安科瑞公司网络电力仪表通过屏蔽双绞线手拉手相连至串口服务器，串口服务器经光电转换器后接入网络交换机，进而传输至后台主机实现对现场数据的采集，存储，处理，实时显示以及历史查询。
3.3 仪表和软件以及组网设备选型
电力监控仪表选型
ACREL电力监控仪表是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的。它能进行全电量测量，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度、谐波等。由于该电力仪表还具备完善的通信联网功能，所以我们也称之为网络电力仪表。它非常适合于智能变配电系统。
该表具有很高的性能价格比，可以直接取代常规电力变送器及测量仪表。作为一种先进的智能化、数字化的前端采集元件，该系列网络仪表已广泛应用于各种控制系统、SCADA系统和能源管理系统中以及能耗监测系统中。
电能管理软件选型
安科瑞Acrel-2000型电力监控软件是上海安科瑞电气股份有限公司总结多年的开发、实践经验和电力用户需求而设计开发的高产品。灵活的开发环境，降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具；提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制。
组网设备选型
对陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂提出的需求和我们确定的组网方案，站控管理层设备层采购华北工控的工业主机，联想的显示器，SANTAK的UPS以及HP的打印机；网络通讯层使用MOXA的NPORT5430I串口服务器，华为3C16470网络交换机；现场设备层采上海安科瑞公司PZ80系列网络电力仪表，总线铺设屏蔽双绞线，以满足系统组网的要求，
4 系统功能
上位机软件采用Acrel – 2000电力监控软件，通过软件进行设备配置、数据库变量配置、界面设计等，完成了在上位机软件监控及电力监控的功能。
4.1 一次图显示：Acrel-2000软件通过中间采集设备采集现场电力监控仪表数据，并在系统一次图显示出来。如下图所示，各个回路三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能等电参量实时刷新显示，能直观反映该系统各进出线回路运行状况。
4.2 远程抄表查询：各个配电室各个回路按照时间段进行历史数据查询。选择回路后，可选择时间间隔、时间长度对该回路进行历史数据精确查询，包括电压、电流、功率、功率因数和电能等常用数据。查询结果可导出成EXCEL表格进行保存，也可打印保存。
4.3 趋势曲线：各重要回路电流、功率实时趋势显示及历史趋势查询功能。选择回路后，该回路实时趋势曲线会不断刷新，选择“起始时间”可查看该回路历史趋势曲线，选择“时间长度”可查看历史日、月、年趋势曲线，能更加直观反映该回路运行情况。
5 项目实施后的效果分析
实现数据集中采集,降低管理费用：可以实现各种电参量数据的集中采集记录,集中数据分析,减少分支变电所数据的沉淀，集中信息反映。
兼容性和可扩展性分析：安科瑞2000电力监控系统充分考虑了与BA系统之间的互连互通，避免成为信息孤岛，只要稍做调整即可与正在实施或即将实施的楼宇自动化系统对接，可以充分保护企业的投资。
保持数据的原始性，防止被修改：原始的由现场电工抄表后送交管理层的方式,增加了因数据抄送过程中被修改而使领导读脏数据的几率，安科瑞2000电力监控系统保持了数据的原始性，便于领导层了解真实的数据。
6 结束语
Acrel-2000电力监控系统把各个站点综合起来，可以方便和实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少工作人员，提高效率。同时，根据建立的电能计量体系，可以了解、分析建筑总体能耗，提出降耗计划，采取节能降耗措施，逐步提高用电效率。
参考文献
[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》， 任致程、周中，中国电力出版社
作者简介
倪中明 (1982-)，男，本科，毕业于青岛科技大学自动化学院，从事变配电监控系统工作。
上海安科瑞电气股份有限公司系统集成部 Email: ACRELDJH@163.com