电力智能监控系统

随着电力系统的逐步扩大，单机容量的不断提高，系统的稳定性也要求越来越严格。低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统、机组与系统之间的失步而解列，严重威胁着电力系统的稳定。解决低频振荡问题已成为电网安全稳定运行的重要课题。电力智能监控系统是上述建筑设备监控系统的子系统，通过对系统运行中的各种电力参数进行监控，可优化电力系统的运行管理，极大地提高电力系统运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性。

一、电力智能监控系统的结构形式

电力智能监控系统按结构形式可分为集中监控系统模式、区域供电集中监控系统模式和光纤自愈环网集中监控系统模式。集中监控系统模式适用于供电范围集中、监控对象数量不大的电力监控系统。系统采用分层分布式机构，分为间隔层设备、通信层设备、站控层设备。系统间隔层设备采用微机综合保护装置、智能配电仪表以及其他智能电子设备(IED)装置。所有间隔层设备均带有RS-485通信接口，以Modbus通信协议通过屏蔽双绞线接入通信管理机。通信管理机和后台监控主机通过站级以太网连接。系统监控主机可在HMI上显示整个系统的监控画面和实时运行状态。系统监控主机还可以对系统进行常规的控制，并对系统进行维护、修改和配置。

二、电力智能监控系统的具体应用

某特大型商业广场整体供电容量及供电范围很大，共设置两座10kV高压开关站及9座10／0．4kV变配电站。若采用传统的管理运行方式，不仅需要投入大量的人力和物力，而且不能及时发现和处理电网运行中可能发生的故障，大大降低了系统运行的可靠性、稳定性和安全性。为优化变配电站的运行管理，设计中采用了电力智能监控系统。

（一）系统设计

（1）系统共安装58台Ps系列可编程微机保护管理单元，837台QP系列智能配电仪表。各个子站就地安装通信控制箱，然后用串口服务器将RS-485转换成以太网，再采用电转换器转成光纤上传至主站。主站安装一面通信控制屏，采用双机热备的方式监控数据，保证了系统的安全可靠运行。

（2）监控子站内的所有装置由通信管理机进行集中管理。管理机提供RJ-55接口，接人以太网交换机，将数据处理后与监控中心的监控系统进行数据交互。监控子站与监控中心之间通过光纤进行通信，光纤经转换后接人以太网交换机，形成全区光纤以太网络；设计选用的电力智能监控系统的数据更新周期可控制在10S以内，可在小于1S的时间内完成对一级数据的更新处理。

（3）实现了对多种不同厂家设备的接人及通信控制人机界面简单、易操作；与设备配合，实现了遥控、遥测、遥调、SOE信息采集、事件记录、报警记录等电力监控功能。确保了监控系统与间隔层继电保护装置和智能仪表之间的无缝结合。

(4)系统接地采用联合接地方式，控制中心机房内设置等电位联结端子箱，与联合接地系统接地端可靠连接，接地电阻要求不大于1Q。在线路进出建筑物处加装电涌保护装置。

（二）电力智能监控系统功能特点

(1)极大地提高了现场的工作效率。通过对此电力智能监控系统的设置，工作人员可以在最短的H~f．q内做出正确的判断并进行操作。基于该“透明化”的配电系统，现场人员可以同步了解电能的流量状态，如检查电网运行是否平衡。在全面了解电网状态的情况下，工作人员能及时、准确地处理故障；即使工作人员不在现场，也可以通过系统配置的无线发送模块及时获得故障的信息；根据系统反映的设备实际使用情况，便于工作人员合理地安排相关维护工作。

(2)降低能源成本。使用该电力智能监控系统，可以优化能源成本。系统可作为各区域之间检测反常用电量的基准，跟踪意外的用电量，针对可优化管理的负载，制订简单的用电负荷方案。也能够对由于电力公司传输了质量不合格的电能造成的损耗要求赔偿等。

(3)使资源最优化。通过该监控系统的数据，能够反映出电力资源的实时使用情况，可以对电网或配电盘、配电柜、变压器等设施的后备用量做出精确的评估，便于业主合理调配电力资源和相关决策，以满足配电系统的不断发展变化。

(4)延长设备的使用寿命。系统能够对电气设备的使用情况提供准确的信息，便于对相关设备及时进行维护、保养。系统的谐波监控也会对保证变压器等的使用寿命产生积极的影响。

(5)有效缩短断电时间。系统可以显示整个网络状态的总览图，有助于辨别故障区域；通过无线发送模块，工作人员即使不在现场也可以了解具体的故障信息，远程掌握引起现场设备故障的详细信息，准确、及时地处理故障，有效地帮助缩短断电时间，提高生产力。

(6)有利于改善电能质量。某些负载可能对于劣质的电能非常敏感，通过系统监测电能的质量可以预防此类事件的发生，并使工作人员可以及时处理相关问题。该系统现已通过相关验收，系统运行稳定，并已体现出系统自身的优势，极大地提高了工作人员的效率。操作人员可以实时监控电力系统的可靠性。

三、电力智能监控系统的可拓展性

电力智能监控系统在通信方面的开放性，使它与管理系统(BAS)可以非常可靠地通过以下3种方法进行连接：

提供标准的Modbus—RTU协议，直接接入BAS的DDC装置，适用于小规模的BAS。

提供符合IEC标准的OPCSe~er给BAS，适用于中规模BAS。

直接在Ethernet上通过Web或TCP／IP与BAS互连，适用于大规模BAS。通过上述方法，可将电力智能监控系统集成到BAS系统，以实现系统信息共享及联动控制，提高工作人员的效率，降低建筑物的能耗及运行成本，提升建筑物的硬件标准。

电力智能监控系统是一种智能化、网络化、单元化、组态化的系统，以微机继电保护装置、智能配电仪表、智能电力监控装置、计算机及通信网络、电力监控系统软件为基础，把供配电系统的运行设备和运行状况置于毫秒级、周波级的连续精确的监视保护中，提供变、配电系统详尽的数据采集、运行监视、事故预警、事故记录和分析、电能质量监视和控制、自动控制、继电保护等功能。并依托网络技术，使工作人员在现场的任何位置都可以接收相关信息，大大地提高了工作效率。电力智能监控系统以较少的投资，能极大地提高供配电系统的可靠性、安全性、自动化水平。它能够带来减少运行值班人员、故障迅速切除和恢复、优化用电管理等诸多好处，使电力的使用更可靠、更安全、更经济、更洁净。