中國人民銀行金融信息中心數(shù)據(jù)中心電力監(jiān)控小結(jié)

摘要：采用微機保護和多功能電力儀表、采集變電所內(nèi)10KV高壓柜的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心 ;雙機冗余；變電所 ;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng); 
0    概述
       中國人民銀行金融信息中心數(shù)據(jù)中心配電室位于北京市西城區(qū)德外大街德勝中心，現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)已運行7年時間，設(shè)備型號老舊，經(jīng)常死機，故障頻繁，操作不方便，且備用主機已壞，需要進行改造。具體情況如下：
配電室供電采用雙路供電方式，共有高壓柜18個，低壓開關(guān)柜59個，進線柜8個，電容控制柜 6個，變壓器8臺。本次改造在不影響機房供電的情況下更換配電室監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件，增加9只環(huán)境溫濕度傳感器。在數(shù)據(jù)采集點及采集線路不改變的情況下改造，改造后可以降低系統(tǒng)的故障率，操作更便捷，功能更完善，同時提高了系統(tǒng)的安全性，穩(wěn)定性。

1    用戶需求
1.    對實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、計算，產(chǎn)生所必需的電壓合格率、有功、無功、電流、總負荷、功率因數(shù)、電量日/月/年大值、小值及時間、日期、負荷率、數(shù)字輸入狀態(tài)量邏輯運算值等，設(shè)備正常/異常變位次數(shù)并加以區(qū)分等。
2.    為了防止工控機在運行中出現(xiàn)故障要求兩臺服務(wù)器同時工作并且接收數(shù)據(jù)一樣。
3.    為了采集的可靠性本項目采用工業(yè)網(wǎng)關(guān)做為采集設(shè)備，本網(wǎng)關(guān)具有數(shù)據(jù)存儲功能且具備兩個網(wǎng)口同時給兩臺服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。當其中一個網(wǎng)關(guān)有故障時只需要把采集端子更換到另外一臺備用網(wǎng)關(guān)即可。
4.    全數(shù)據(jù)備份，能夠?qū)?shù)據(jù)庫中所有信息備份；
5.    定時自動備份，能夠設(shè)定自動備份周期，對數(shù)據(jù)庫進行自動備份；
6.    歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)，能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)備份文件進行歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)；
2  系統(tǒng)方案
       本項目客戶關(guān)心的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性，要求系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)做雙機冗余處理，保障數(shù)據(jù)的安全性。在雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)中，主機和從機都使用兩個網(wǎng)絡(luò)適配器，并分配在兩個不同的網(wǎng)段，主/從機之間存在兩個網(wǎng)絡(luò)連接。兩個網(wǎng)絡(luò)互為備用，可保證主/從機之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)的切換邏輯與單網(wǎng)冗余系統(tǒng)的區(qū)別就是在主/從機之間探詢對方狀態(tài)時增加了活動網(wǎng)絡(luò)與備用網(wǎng)絡(luò)的切換。以備份站探詢活動站狀態(tài)為例：當備份站通過活動網(wǎng)絡(luò)向活動站發(fā)送探詢命令，如果發(fā)現(xiàn)沒有得到活動站在規(guī)定時間內(nèi)的正確應(yīng)答，備份站并不立即將活動站判斷為故障站，而是自動切換到備用網(wǎng)絡(luò)再次向活動站發(fā)送探詢命令。如果備用網(wǎng)絡(luò)通信正常，則將備用網(wǎng)絡(luò)切換為活動網(wǎng)絡(luò)，并將故障的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)在報警信息中顯示出來。

 
                                                                                    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖
1）站控管理層
       站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。站控管理設(shè)備設(shè)置在數(shù)據(jù)中心地下一層配電值班室內(nèi)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
       通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成?？偩€網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)現(xiàn)場微機保護與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
        現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。
3  系統(tǒng)功能
1.1.    配電系統(tǒng)實時監(jiān)測
        系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。

        在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變?yōu)槭中?，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

         系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。 

        系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

        系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。

       系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

4  結(jié)束語

      本項目客戶是中國人民銀行數(shù)據(jù)中心配電室，客戶關(guān)心的是系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的完整性。項目中使用的ACREL2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有雙機冗余功能，兩個網(wǎng)絡(luò)互為備用，可保證主/從機之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)具有定時自動備份，能夠設(shè)定自動備份周期。歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)，能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)備份文件進行歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)。
參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10