摘要：基于Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中流行的五層架構(gòu)B/S模式，提出了配電室電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)軟件的總體設(shè)計(jì)方案和實(shí)施方法，規(guī)范報(bào)警信息，提高報(bào)警效率。
關(guān)鍵詞：配電工程、監(jiān)控、報(bào)警、配電監(jiān)控。
引言
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)對(duì)電力的依賴性逐漸增強(qiáng)，企業(yè)對(duì)電力質(zhì)量的要求也越來越高。為了保證良好的電力質(zhì)量，現(xiàn)采用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了一套配電室監(jiān)控系統(tǒng)。目前，國內(nèi)部分系統(tǒng)采取監(jiān)控信息“定值”管理、屏蔽干擾信息、消除常亮光字牌、遠(yuǎn)程工作站驗(yàn)收監(jiān)控信息等綜合措施，實(shí)現(xiàn)配電室監(jiān)控。但這些解決方案通常只具有監(jiān)控功能，不能分析和處理異常情況。此外，許多系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理、報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)和報(bào)警方法方面也存在一些問題[1-7]。為了解決上述問題，本文提出了基于網(wǎng)絡(luò)的配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。
1電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)
本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)。多功能儀表可以監(jiān)測(cè)和分析電網(wǎng)中的無功率、負(fù)序分量和諧波，并將每個(gè)電能質(zhì)量參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行比較。電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)結(jié)果報(bào)警時(shí)間越限，光電隔離驅(qū)動(dòng)繼電器，保護(hù)電網(wǎng)中的設(shè)備。此外，本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)監(jiān)控分析系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同配電室電能質(zhì)量參數(shù)的統(tǒng)一管理。
2系統(tǒng)架構(gòu)
在本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)中，電能質(zhì)量信息發(fā)布模式采用了流行的Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的五層架構(gòu)B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式。配電室以Web瀏覽器為運(yùn)行平臺(tái)，所有的開發(fā)、升級(jí)和維護(hù)都集中在服務(wù)器端，為未來的系統(tǒng)維護(hù)提供了便利。基于B/S模式的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)允許客戶在計(jì)算機(jī)上不安裝任何軟件，只能通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)配電室的監(jiān)控功能。
配電室監(jiān)控系統(tǒng)可同時(shí)監(jiān)控多條線路的電能質(zhì)量參數(shù)。由于該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，可移植性強(qiáng)，也為未來接口擴(kuò)展提供了便利。分布式多通道電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)硬件按照“面向?qū)ο?、分層分?rdquo;的原則分為五層：顯示層、服務(wù)層、存儲(chǔ)層、傳輸層和感知層。(1)感知層:感知層主要是連接在配電室的電力測(cè)量多功能表、傳感器、攝像頭等設(shè)備。(2)傳輸層:本層主要用于將感知層采集的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆茢?shù)據(jù)庫。(3)存儲(chǔ)層:本層根據(jù)數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)采集時(shí)間建立數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)的表格中。(4)服務(wù)層:J2EE的Web組件包括JSP頁面和Servlet。JSP頁面是一個(gè)嵌入Java程序的網(wǎng)頁文件，它被編譯成Java，并在J2EE服務(wù)器上運(yùn)行。（5）顯示層：主要功能是向用戶提供各種操作功能，使用戶能夠有效地使用系統(tǒng)。
3系統(tǒng)報(bào)警功能
配電室的電能質(zhì)量和運(yùn)行環(huán)境問題應(yīng)及時(shí)維護(hù)，否則會(huì)影響整個(gè)配電室的供電，甚至造成巨大損失。本文設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)分為兩部分：電能質(zhì)量不合格報(bào)警和配電室異常報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，主動(dòng)以聲音和彈出對(duì)話框的形式通知用戶，并記錄相關(guān)事件，供今后查詢統(tǒng)計(jì)。
3.1電能質(zhì)量報(bào)警設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)
電能質(zhì)量的概念非常廣泛，電能質(zhì)量問題可能會(huì)產(chǎn)生許多影響。例如，低電壓可能導(dǎo)致供電設(shè)備不能正常使用，電壓閃爍可能導(dǎo)致燈光不斷閃爍，頻率和諧波的電能質(zhì)量問題也對(duì)一些精密儀器產(chǎn)生影響。本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)所涉及的電能質(zhì)量問題的報(bào)警限值均為國家標(biāo)準(zhǔn)。
3.2事件報(bào)警除了電能質(zhì)量問題外，配電室還對(duì)配電室的溫度、濕度、煙霧濃度等環(huán)境參數(shù)有嚴(yán)格的要求。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)報(bào)警。配電室的運(yùn)行環(huán)境參數(shù)主要分為以下兩個(gè)方面。（1）環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)。收集配電室的環(huán)境信息，如溫度、濕度、煙霧、溢流報(bào)警、門狀態(tài)等。通過檢測(cè)配電室的環(huán)境參數(shù)，可以有效地監(jiān)測(cè)配電室內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。（2）紅外探測(cè)系統(tǒng)。紅外探測(cè)系統(tǒng)由聲光報(bào)警器和探測(cè)器組成，用于監(jiān)測(cè)配電室內(nèi)是否有動(dòng)物進(jìn)入。當(dāng)紅外探測(cè)裝置檢測(cè)到貓、老鼠等小動(dòng)物進(jìn)入配電室時(shí)，立即在配電室和監(jiān)控中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控主機(jī)自動(dòng)調(diào)出相應(yīng)配電室的視頻圖片，提醒運(yùn)維人員進(jìn)入配電室。同時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，盡量避免動(dòng)物進(jìn)入配電室內(nèi)設(shè)備故障。
4應(yīng)用案例
本文提出的配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)已在北京東直門的一個(gè)配電室投入使用。基于報(bào)警規(guī)范、統(tǒng)一通信協(xié)議、多層模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)集和混合計(jì)算技術(shù)的監(jiān)控配電室運(yùn)行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，在配電室監(jiān)控運(yùn)行過程中取得了預(yù)期的運(yùn)行效果，如圖所示。
配電室出線電路圖
配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)投入運(yùn)行后，有效解決了配電室運(yùn)行環(huán)境異常、報(bào)警信息混亂的現(xiàn)狀。以東直門配電室試點(diǎn)應(yīng)用為例，通過對(duì)覆蓋區(qū)域電壓、電流、功率因數(shù)等電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)在正常范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，如發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)異常運(yùn)行，可快速報(bào)警并進(jìn)行相應(yīng)處理。
5安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
5.1概述
配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏幕、通信管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī))、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統(tǒng)（照明、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵）、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁鎖)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)(雙檢測(cè)器)。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于軌道交通、工業(yè)、建筑、學(xué)校、商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.4系統(tǒng)功能
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；數(shù)據(jù)查詢；曲線查詢；運(yùn)行報(bào)表；實(shí)時(shí)告警；歷史事件查詢；用戶權(quán)限管理；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；遙控功能
5.5系統(tǒng)硬件配置
6 結(jié)語
本文研究配電監(jiān)控系統(tǒng)主要意義在于：通過計(jì)算機(jī)計(jì)算、通信技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的運(yùn)用，可以規(guī)范現(xiàn)有的報(bào)警信息，優(yōu)化報(bào)警方式，設(shè)計(jì)與現(xiàn)有配電室需求相符的配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)。并且可以根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸采集、實(shí)時(shí)分析、雙向互動(dòng)及精準(zhǔn)計(jì)算等方法，使系統(tǒng)對(duì)配電室的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)對(duì)企業(yè)供電實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化具有很好的促進(jìn)作用，對(duì)供電公司降低配電室運(yùn)營成本、提高企業(yè)用電管理水平起到了積極的作用。
參考文獻(xiàn)：
金芬蘭,王昊,范廣民,余建明,米為民.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的變電站集中監(jiān)控功能設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2015,39(01):241-247.
周志強(qiáng),唐云峰,袁明飛.基于Web的配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.
