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系統(tǒng)概述

隨著計(jì)算機(jī)、通信技術(shù),、電子技術(shù)為代表的3C技術(shù),、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和電力工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展，為配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ),。利用計(jì)算機(jī)技術(shù),、通訊技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)及其設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),、控制和管理的綜合系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化,、用電自動(dòng)化,，以滿足中低壓配電自動(dòng)化的需求，促進(jìn)電力工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著電業(yè)的發(fā)展和電力市場(chǎng)的建立,，配電網(wǎng)自動(dòng)化的薄弱環(huán)節(jié)顯得越來越突出，形成電力需求與電網(wǎng)設(shè)施不協(xié)調(diào)的局面,，力控FCPower應(yīng)用目標(biāo)如下：

: 通過計(jì)算機(jī)、通訊、電子與控制等先進(jìn)技術(shù),，建立對(duì)配電網(wǎng)及其設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),、控制與管理的綜合管控系統(tǒng)

: 實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化,、用電自動(dòng)化,，從而實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化管理

系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用分布式體系結(jié)構(gòu)，按照縱向分為遠(yuǎn)程管理層,、設(shè)備控制層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層三大部分,。

系統(tǒng)架構(gòu)如右圖所示

1遠(yuǎn)程管理層
2設(shè)備控制層
3現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
4工業(yè)以太網(wǎng)

1. 遠(yuǎn)程管理層: 遠(yuǎn)程管理層是由四臺(tái)計(jì)算機(jī)和一臺(tái)打印機(jī)組成。其中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)服務(wù)器,，并且互為冗余架構(gòu),，正常情況下主站工作從站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主站狀態(tài)，當(dāng)主站出現(xiàn)故障時(shí),，從站可以迅速切換保證整個(gè)系統(tǒng)更符合電力行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的要求,。
力控FcPower系列軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備的“遙控、遙調(diào),、遙信,、遙測(cè)”四遙功能，具有友好的人機(jī)界面,，操作簡(jiǎn)單快速,，配置直觀簡(jiǎn)便。在上位機(jī)上不僅可以看到所有的電參數(shù)(三相電壓,、電流,、功率、電能等),、線路運(yùn)行參數(shù),、開關(guān)(分合閘)狀態(tài)；而且可以通過上位機(jī)對(duì)各種配電設(shè)備進(jìn)行控制操作,，例如：智能斷路器的分合閘操作,、整定參數(shù)的設(shè)定修改、電動(dòng)機(jī)的起停,、正反轉(zhuǎn)以及速度的設(shè)定修改,，操作簡(jiǎn)單快速。各種故障報(bào)警,、趨勢(shì)曲線,、數(shù)據(jù)報(bào)表，操作記錄能在屏幕上清楚的顯示,，減輕了工作人員的工作強(qiáng)度,；同時(shí)對(duì)電能質(zhì)量和設(shè)備故障及時(shí)檢測(cè)、分析，使值班人員能在事故初始階段及時(shí)處理,，減少電網(wǎng)事故造成的損失,，是現(xiàn)代配電自動(dòng)化的最佳選擇。考慮到系統(tǒng)安全性,，特別單獨(dú)設(shè)立一臺(tái)WEB服務(wù)器,，用于遠(yuǎn)程客戶瀏覽?？蛻艨梢酝ㄟ^Internet網(wǎng)絡(luò)直接輸入WEB服務(wù)器IP地址即可隨時(shí)瀏覽到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)畫面,、報(bào)表數(shù)據(jù)、趨勢(shì)曲線等,。同時(shí)單獨(dú)設(shè)立WEB服務(wù)器也避免了網(wǎng)絡(luò)病毒及黑客對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器的直接攻擊,，WEB服務(wù)器可加裝防火墻，并且力控FcPower系列軟件具備用戶授權(quán)機(jī)制,，只有具備權(quán)限的用戶才可以登錄到服務(wù)器,。考慮到電力行業(yè)的特殊性，單獨(dú)配備一臺(tái)事件報(bào)警服務(wù)器,，主要用于記錄系統(tǒng)運(yùn)行日志以及系統(tǒng)報(bào)警記錄，可以實(shí)時(shí)聚合來自分布式系統(tǒng)的信息,，為系統(tǒng)維護(hù)人員提供全面準(zhǔn)確的系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息,，并且支持實(shí)時(shí)打印輸出。

2. 設(shè)備控制層: 設(shè)備控制層主控制器選用西門子S7-400H,，并且采用硬件冗余架構(gòu),，這樣設(shè)計(jì)更能符合電力現(xiàn)場(chǎng)對(duì)穩(wěn)定性的要求。S7-400H是一個(gè)容錯(cuò)(冗余)的PLC,，它可以明顯地減少停機(jī)生產(chǎn)的危險(xiǎn),。它的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)使S7-400H是一個(gè)適用于那些需要盡可能減少或避免MTTR以及故障停機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合的理想的控制器。例如發(fā)電或輸,、配電,、化學(xué)工業(yè)、采礦,、運(yùn)輸?shù)取?br> 容錯(cuò)性是通過二個(gè)并行的中央控制器實(shí)現(xiàn)的,。它們的CPU通過光纜連接并通過冗余的PROFIBUS DP線路對(duì)冗余的I/O進(jìn)行控制。除了故障CPU和PROFIBUS外,，I/O自身可以冗余,。當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤或故障時(shí)進(jìn)行無擾動(dòng)的切換，即未受影響的熱備控制器將在中斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行控制而不丟失任何信息,。

3. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層: 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要由智能電能表,、電度表、通信模塊和通信線組成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備均可通過以太網(wǎng)方式將數(shù)據(jù)送到設(shè)備控制層的西門子S7-400H,。包括三相電流,、三相電壓、有功功率,、無功功率,、功率因數(shù)等四遙數(shù)據(jù)。

4. 工業(yè)以太網(wǎng): 整個(gè)系統(tǒng)的通信方式采用工業(yè)以太網(wǎng)方式,，工業(yè)以太網(wǎng)是為工業(yè)應(yīng)用而專門設(shè)計(jì),，是一種遵循IEEE 802.3國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式、多供應(yīng)商,、高性能的區(qū)域和單元級(jí)網(wǎng)絡(luò),。西門子工業(yè)以太網(wǎng)按照通信速度分為工業(yè)以太網(wǎng)和快速工業(yè)以太網(wǎng)兩類，通信速度分別為10Mbit/s和100Mbit/s.利用工業(yè)以太網(wǎng),，SIMATIC NET 提供了一個(gè)無縫集成到新的多媒體世界的途徑,。
力控FcPower系列軟件為我們提供實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)這一功能的條件，在此軟件平臺(tái)上組建西門子S7-400設(shè)備,，在設(shè)備控制層上對(duì)每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行了地址編排,，可以很清楚的知道設(shè)備的物理地址，方便故障查詢,、線路維修,。

系統(tǒng)功能

適用于電力專業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)
支持多種計(jì)算及圖表展示
支持多樣化管理功能
強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集，內(nèi)置多種行業(yè)和國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約

1,、適用于電力專業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)

力控FCPower系列軟件完美的結(jié)合了通用組態(tài)軟件和電力專業(yè)技術(shù),，是使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件編程技術(shù)開發(fā)的專業(yè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的組態(tài)軟件，適用于變電站綜合自動(dòng)化,、電廠電氣監(jiān)控（ECS）,、企業(yè)供配電自動(dòng)化、水電站綜合自動(dòng)化及樓宇配電自動(dòng)化等后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),。

2,、支持多種計(jì)算及圖表展示

系統(tǒng)擁有一個(gè)專業(yè)的、穩(wěn)定可靠的,、完善的電力SCADA平臺(tái),，包括：四遙數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)的二次實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算,、事件報(bào)警實(shí)時(shí)/歷史記錄,、專業(yè)報(bào)表、打印管理,、監(jiān)控界面,、實(shí)時(shí)歷史負(fù)荷曲線/棒圖,、用戶權(quán)限管理、電力操作習(xí)慣（遙控,、遙調(diào),、復(fù)歸、閉鎖等）,、雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)支持等,；而且還擁有專業(yè)的實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)庫的定義及表達(dá)工具，支持面向變電站一次間隔（回路）對(duì)象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫建模,。

3,、支持多樣化管理功能

如保護(hù)設(shè)備定值在線管理,、事件報(bào)警管理,、電能量實(shí)時(shí)采集管理,、錄波數(shù)據(jù)管理,、操作票、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)管理,、關(guān)系數(shù)據(jù)接口等,；支持基于EXCEL插件的運(yùn)行數(shù)據(jù)及生產(chǎn)報(bào)表等,，這些多樣化功能為客戶定制個(gè)性化的電力監(jiān)控系統(tǒng)提供了便利,。

4,、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集，內(nèi)置多種行業(yè)和國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約

支持CDT規(guī)約,、DNP3.0規(guī)約,、IEC870-5-101/102/103/104規(guī)約、SC1801規(guī)約,、Modbus/Jbus（RTU/ASCII/TCP）規(guī)約、部頒多功能電度表規(guī)約,、CANBus規(guī)約,、LonWorks規(guī)約等，而且配置簡(jiǎn)單,，操作方便,。
1）模擬量（遙測(cè)），包括功率,、電流,、電壓、變壓器溫度,、系統(tǒng)頻率等,，采集支持濾波、量程轉(zhuǎn)換,、報(bào)警死區(qū)判別及上下限,、上上限,、下下限報(bào)警處理。
2）數(shù)字量（遙信）,，包括開關(guān)位置,、刀閘開合信號(hào)、事故總信號(hào),、變壓器抽頭位置,、微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、以及設(shè)備工作狀態(tài),、通道工作狀態(tài)等,。采集處理支持?jǐn)?shù)據(jù)變化事件觸發(fā)模式，遙信變位可人工設(shè)置由分到合,、由合到分,、雙向報(bào)警，以及正常變位操作,、事故跳閘等多種方式,。
3）保護(hù)定值，與微機(jī)保護(hù)設(shè)備直接通訊,，進(jìn)行保護(hù)定值的在線管理,。
4）遙控遙調(diào)，包括分/合閘,，調(diào)節(jié)變壓器分接頭,、電容器電抗器投切、機(jī)組投切和出力調(diào)節(jié)等遙控操作有進(jìn)行雙編號(hào)校核,、權(quán)限驗(yàn)證,、操作閉鎖/恢復(fù)等安全機(jī)制，操作過程分預(yù)操作,、校核返回,、確認(rèn)執(zhí)行、執(zhí)行結(jié)果返回等,。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫容量在支持到10000點(diǎn)時(shí),，仍可以保持以下系統(tǒng)指標(biāo)： * 系統(tǒng)使用壽命≥10年；
* 系統(tǒng)平均無故障時(shí)間：系統(tǒng)MTBF≥30000小時(shí),；
* 遙測(cè)量：遙測(cè)合格率 >99.9％,；
* 開關(guān)量：遙信正確率 >99.9％；
* 遙控,、遙調(diào)正確率為100％,；
* CPU負(fù)載：正常情況下負(fù)荷率≤15%（任意5分鐘內(nèi)平均）；事故情況下負(fù)荷率≤35%（任意1分鐘內(nèi)平均）,；
* 遙信變化送到主站 ≤1.5秒,；
* 遙測(cè)量送到主站 ≤1.5秒,；
* 遙控命令 ≤1.5秒；
* 畫面調(diào)用時(shí)間 ≤1秒,；
* 畫面刷新周期： ≤1秒,；
* SOE分辨率：1ms。

應(yīng)用總結(jié)

智能化,、網(wǎng)絡(luò)化,、模塊化已成為配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，力控FCPower系列軟件的應(yīng)用,，具有很強(qiáng)的通用性和靈活性以及較低的成本,，可以大大提高故障診斷率，降低維護(hù)成本,，便于管理,，應(yīng)用前景十分廣闊。

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