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基于SCADA的分时电量计量系统的开发应用

基于SCADA的分时电量计量系统的开发应用 2011年12月09日 来源： 引言　　丰枯峰谷电价是我国新的电价政策，这对用电大户的钢铁企业影响很大。为了适应电力部门的丰枯峰谷分时电价，特别是峰谷分时电价，攀钢加快了对电量的分时计量开发工作，在SCADA系统的基础上，利用软件分时法，建立了电量分时计量系统。

1　攀钢SCADA系统介绍　　监视控制和数据采集SCADA(Super-visory Control And Data Acquisition)系统特别适用于对地理位置分散、相对距离较远的系统的监控，广泛应用于电力、铁路等领域。　　攀钢在二期工程建设中，建有装机36MW的热电厂和装机300MW的发电厂，并形成了自己的供电网络。攀钢电网主要由2个电厂、3个110kV变电所、9个35kV变电所及众多的10kV、6kV配电所组成。为了对攀钢电网进行监控，攀钢建立了SCADA电网调度自动化系统，其整体功能按电力部门的大型地区调度设计，主站计算机系统采用MICROVAX3300为主机的以太网结构，最多可对64个厂站进行监控。　　攀钢SCADA系统由厂站远动系统、数据通道、主站计算机系统组成。系统配置见图1。1.1厂站远动系统　　厂站远动系统完成对电网重要运行数据的采集，并输出控制、调节信号。　　数据采集主要是对各变电所的受电、母线联络、站间联络线、重要配出开路的开关位置、功率、电流、各母线电压、各重要继电保护动作信号等信息进行采集、处理并远传到主站。　　攀钢电网SCADA系统目前对2个电厂、28个变配电所的信号进行了采集，共采集遥信量(开关量)1200余个，遥测量(模拟量)800余个。数采的工作过程如下：　　.变送器将电气二次回路的交流信号按一定规则转换成适合于RTU(Remote Terminal Unit，其实质是一种多输入、多输出、多任务的在线工业控制微机系统)处理的低压(低电流)的直流信号。　　.遥信采集是根据开关(刀闸)辅助接点、保护继电器接点的开合来判断开关(刀闸)、继电保护的动作情况。　　.RTU将变送器、开关(保护)接点等传来的信号进行变换、综合处理，按通信规约要求组装成便于主站接收、分析的信息报文，然后传送到主站端。1.2数据通道　　数据通道是厂站远动系统和主站计算机系统间信息传输的纽带。为了完成双向信息的传递，远动通信均采用全双工方式(四线制)。攀钢SCADA系统中，由于大多数厂站与主站的距离不远，除攀钢电厂采用数字微波和电力载波通道外，其它站所均采用音频通信电缆。1.3主站计算机系统　　主站计算机系统是SCADA的核心，主要由前置机(4台Compaq微机)、主机(2台 MICRO VAX 3300机)、工作站(4台Compaq微机)、调度模拟屏等组成，在拓扑结构上是一个Decnet细缆以太局域网。前置机主要负责与厂站RTU的通信，数据的处理主要由VAX主机完成，工作站提供丰富的人机接口，调度模拟屏在大幅面上展现了攀钢电网的全貌。　　前置机、主机在主备方式下工作，当主用系统出故障时，即刻由软件和硬件切换到备用系统继续工作，切换时间小于30s。　　系统为电网调度运行管理人员提供实时的电网运行数据，从而有效地进行调度管理。

2　分时电量计量系统的开发　　系统开发的指导思想是要充分利用现有SCADA系统的硬件和软件资源，用软件实现电量的分时计量，重点是要解决计量的准确性和分时的准确性。2.1厂站电量数据的采集　　完整、准确地采集电网中各关键点的电能数据，是完成电量分时计量准确的关键。为充分利用原远动系统的硬件资源，本系统采用脉冲计数法对电量进行采集。该方法是利用脉冲电能表将检测到的二次电能量成正比地转化为离散的电脉冲(如1000个脉冲/(kW.h))，再由RTU的脉冲检测电路检入RTU进行脉冲计数。脉冲电能表与传统的机械式电能表相比，仅是多了一个脉冲输出电路，一般的机械式电能表的铝盘每转一圈，脉冲电路就发一个脉冲，供RTU直接计数或使外部光耦管导通而产生脉冲供RTU计数，我们选用的05级脉冲电能表的精度能满足计量要求。　　脉冲计数有两种方法：　　.脉冲计数值——有一个脉冲即加1，直至溢出回零(24位或32位二进制码)；　　.电度表窗口值——有N个(对于常规电度表N=10)脉冲后加1，直至溢出回零(十进制999999)，这个计数值的变化与电度表上窗口显示值是同步的。　　为使数据统一，实际中我们采用电度表窗口值计数。2.2脉冲电量的传送　　RTU对脉冲进行计数后，将脉冲累计值按原电力部部颁循环式远动规约CDT(Cyclic Data Transmission)发送到主站计算机系统。　　CDT规约规定了电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等。主要适用于点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统。它采用可变帧长度、多种帧类别循环传送、变位遥信优先传送，重要遥测量更新循环时间短，区分循环量、随机量和插入量采用不同形式传送信息，以满足电网调度安全监控系统对

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