配电室遥测系统设计

系统通过前端数据采集模块对不同配电室的监测点进行信号的实时采集,同时将结果储存在本地工业控制器中,根据需要主动传输到主控机,或由主控机直接从工业控制器提取数据.主控机将各配电室的监测数据提取后集中储存,通过组态软件实时显示监测结果以及数据的管理,在一个中心控制台完成各个地点的监测和计量工作.

　　采集数据包括:高,低压开关状态,环境温度,湿度,烟感(模拟量),继电保护器,高压断路器,直流屏,补偿柜(rs-232),出线计量,变压器温度(rs-485),低压断路器(modbus).采用局域网进行数据传输.

　　一,发展与现状

　　1964年美国的一次电网大停电导致了一个工业计算机系统,数据采集及监控(scada-supervisory control and data acquisition)的诞生.电网调度需要调度员实时(秒级)把握地理位置非常分散的各变电站和电厂的运行情况.这套系统仍然广泛使用和完善,在此基础上又出现了分布式控制系统 (dcs- distributed control systems).还有过 程 控 制 系 统 ( pcs-process control systems ),紧急关闭系统 ( emergency shut-down system ),系统/能量管理系统等等.

　　我国电力自动化系统发展到今天大致经历了三个阶段:70年代引进的基于scada系统可作为第一代,如华北电网的sd176系统,国调中心的h80e系统;80年代引进的ems系统可称为第二代.第三个阶段是20世纪90年代以后,具有自主知识产权的基于risc/unix的开放式分布式ems/dms系统,以cc-xx系统,sd-6000和open-xx系统为代表.

　　二,目的,意义

　　由配电系统的发展可以看出电力系统极为庞大各国投入大量资金,人力建立电能管理系统.而且各大学校园也都曾发生过停电事故,甚至有因电失火的灾难,对大学校园用电的智能化管理已成为必然趋势.如上文提到各系统虽然功能强大,但过于复杂,受投入资金限制不可能购买成套系统,而且校园配电室的电压也只有10-35kv,所以采用自主研发.针对校园配电室,设计基于scada,dcs之间,并适当增减功能的系统,以适应首经贸的配电系统.完成对校园用电网络的智能改造,并为设计更加复杂的系统打下基础锻炼实际应用能力积累经验.

　　三,设计方案

　　通过智能终端设备完成对电网实时运行状况,数据的采集与监视;运用现场总线技术选用可靠的通讯协议将数据传输到电脑主机;主机通过组态软件建立友好的人机界面,系统模型实时监测动态演示,并对一些基本量进行控制;建立数据库存储数据以便查询,处理后数据以表格形式定期发往主管部门电脑,或直接由其主动查询.整个系统类似于下图,具体的人机界面及其动态曲线设计后再截取.

　　预计设计功能有:远程智能抄表使网络上赋予权限的计算机可以直接接收和查询用电信息,各个点监测量的实时变动曲线动态显示,即时和总体数据显示,异常情况报警,对开关的控制,各个时期数据的整理与存档,报表的打印和传输.

　　四,难点及解决方案

　　1,数据采集:毕设重心在软件系统设计,采用采集模块应用各种智能仪表.生产这种产品的公司很多,例如国内的大连恒源,青岛世润,西安浐河等,国外的lattice semiconductor,adi (analog devices),微软也正涉足这个领域,采集模块任选一款他们的成品不进行研发设计.

　　2,数据传输:连接物理层采用rs485接口

　　介质采用带屏蔽地的双绞线,数据链路层采用modbus通信方式.协议方面bacnet和lonworks是目前国内构建集成系统中最常采用的两种通信协议,两者都以满足开放性和互操作性为目的,虽然从目前的国内市场占有率上看lonworks略占优势,但这并不能代表lonworks优于bacnet,相反在智能楼宇系统集成方面,bacnet具有lonworks不具备的优点.而我所做的课题,是针对校园内多座建筑进行电力智能化管理,所以选用bacnet (building automationand control network).

　　3,数据库及数据分析:数据库是系统存贮大量信息的核心部件,

　　虽然目前大多智能建筑系统采用微软公司的access数据库,

　　从信息存贮的角度也许是够用的,但由于其安全性较差,目

　　前发展趋势是越来越多的系统采用微软公司的sql server

　　数据库,这无疑对数据库的安全性,免遭黑客的袭击以及保

　　存数据库的操作日志方面有了很大的进步.因为从来没有接

　　触过数据库知识,通过查阅资料得知组态软件都附有access

　　数据库,暂时选用access数据库,确实不能满足操作日志或

　　者安全性时再考虑外挂sql server数据库.

　　组态软件具有强大的数据库功能,但据说数据分析功能

　　薄弱,要提取出来由其他软件进行分析.看了两款联系数据库的语言sql,filewritefiles.sql是通用的功能极强的关系数据库的标准语言,但听比较复杂,而后者函数方法相对简单,选用filewritefiles学来应该容易.如果access数据库不能满足安全要求,就同时改选用sql.

　　4,人机界面:因为工程量大,选用vb,java实间上很仓促,而且电力器件的编译很可能因为不规范而无法实现监控功能,所以使用组态软件调用其自带模块图形进行编译,只要配置函数命令与设备协调好,建立起数据库关联,相对容易些,而且对于校园配电系统来说是足够用的,很多复杂的智能建筑监控系统(包括采暖,制冷及空调分系统,照明设备控制分系统,给排水分系统,电梯控制分系统,供配电分系统,停车场管理分系统等综合)也只是用组态软件做的.组态软件还是第一次使用,看了一些工程实例,下载了三维力控的pcauto 3.6,和组态王kingview6.5,还有ifix等.导师推荐用组态王有正版的光盘,而且下载的组态软件没有驱动程序,设计的系统没有"狗"的密码无法运行.已经下载了组态王的命令函数手册,使用手册等,只需努力学习.

　　五,进度安排

　　前3周:调研翻译英文资料及大概的方案设计,开题.

　　第4周:总体方案的详细设计.

　　第5—7周:熟悉采集模块的工作原理及应用,组态软件的使用,熟悉各相关传感器的使用.

　　第8—14周:检测控制程序设计.

　　第15周:系统调试.

　　第16周:撰写论文

　　第17周:论文评阅及答辩资格审查.

　　第18周:毕业答辩及成绩评定.