周傑1  吳冬2  吳海峰2  趙娜2

（1.湖南省建築科學研究院，湖南 長沙 410011）

（2.安科瑞電氣股份有限公司
，上海 嘉定 201801）

摘要：本ben文wen根gen據ju安an科ke瑞rui電dian力li監jian控kong係xi統tong軟ruan件jian的de設she計ji過guo程cheng，論lun述shu了le電dian力li監jian控kong係xi統tong高gao擴kuo展zhan性xing的de設she計ji思si路lu和he方fang法fa，對dui於yu電dian力li監jian控kong組zu態tai軟ruan件jian與yu電dian力li平ping台tai方fang案an的de研yan究jiu有you一yi定ding的de參can考kao價jia值zhi。

關鍵字：安科瑞電力監控軟件、組態、內存數據庫、規約、自動報表
、自定義報表

   隨sui著zhe電dian力li行xing業ye的de不bu斷duan發fa展zhan，電dian力li監jian控kong係xi統tong逐zhu漸jian成cheng為wei供gong電dian配pei電dian係xi統tong中zhong的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen。所suo謂wei電dian力li監jian控kong係xi統tong，是shi在zai計ji算suan機ji上shang對dui係xi統tong中zhong各ge設she備bei的de實shi時shi運yun行xing情qing況kuang
、工作狀態、運行曆史數據信息
、階段運行後報表信息展示等各方麵進行實時監控及信息處理的一套信息管理係統。

   電力監控係統實現了設備數據的實時采集、處理和實時數據儲存
、曆史數據彙總等
，圖形化展示各設備實時工作情況
、設(she)備(bei)數(shu)據(ju)
，對(dui)設(she)備(bei)數(shu)據(ju)異(yi)常(chang)提(ti)供(gong)實(shi)時(shi)告(gao)警(jing)等(deng)功(gong)能(neng)。通(tong)過(guo)在(zai)供(gong)電(dian)配(pei)電(dian)設(she)計(ji)中(zhong)使(shi)用(yong)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)
，極(ji)大(da)的(de)提(ti)高(gao)了(le)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)與(yu)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)性(xing)
、設備異常反應的實時性等。

   renzhenyanjiudianlijiankongxitong，youzhuyuwomengengjiawanshangongdianpeidianjishu
，jiangdianlijiankongxitongyingyongdaogegexingyezhongqu，nengyouxiaoditigaogongdianpeidianjishushuiping。ankeruidianlijiankongruanjianshiweiyonghutigongzhinengdianlijiankongeryanfachudeyitaowanzhengdegongdianpeidianxitongjiejuefangan，zaibenwenzhong，jieshaodianlijiankongxitongdejibengongneng，zhuyaocongyingyongdejiaodujieshaokekuozhanxingdianlijiankongxitongdeshejishixian

1　電力監控係統

   電力監控係統是基於采集與監視數據的軟件控製係統（SCADA
，其全稱是：Supervisory Control And Data Acquisition）發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)
，運(yun)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)
，在(zai)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)進(jin)行(xing)調(tiao)度(du)與(yu)控(kong)製(zhi)
，對(dui)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)與(yu)設(she)備(bei)控(kong)製(zhi)等(deng)行(xing)為(wei)的(de)一(yi)種(zhong)抽(chou)象(xiang)描(miao)述(shu)
，所(suo)以(yi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)本(ben)身(shen)技(ji)術(shu)上(shang)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)於(yu)所(suo)有(you)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu)的(de)各(ge)種(zhong)場(chang)景(jing)。

2　電力監控軟件要求

   電力監控係統運行的典型場景模型如圖1所示，這種監控係統可以根據實際情況的不同作相應改變。

圖1 典型場景模型

2.1 係統可用性

   a.係統能夠可擴展支持新的設備類型接入與新的協議
，設備數據接入是係統核心。

   b.gongchengrenyuangenjudianlishejituzhiyuxianchangzhongduanshebeituopu，jinxingdianlijiankongxiangmukaifa
，zaiciguochengzhong，yaoqiupeizhiguochengxiangduijiandan，fangbiangongchengtiaoshihexiugai，yijishebeidegenghuandeng。

   c.界麵組態開發人員能夠快速對應電力監控係統圖形界麵的畫麵布局、圖形層次與信息表達等內容。

   d.用(yong)戶(hu)共(gong)性(xing)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)報(bao)表(biao)以(yi)外(wai)的(de)個(ge)性(xing)化(hua)支(zhi)持(chi)與(yu)擴(kuo)展(zhan)，以(yi)報(bao)表(biao)模(mo)板(ban)的(de)方(fang)式(shi)支(zhi)持(chi)用(yong)戶(hu)擴(kuo)展(zhan)生(sheng)成(cheng)多(duo)樣(yang)化(hua)的(de)報(bao)表(biao)，並(bing)且(qie)與(yu)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)對(dui)接(jie)，通(tong)過(guo)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)結(jie)合(he)模(mo)板(ban)生(sheng)成(cheng)最(zui)終(zhong)報(bao)表(biao)。

2.2 高實時性與可靠性

   采用實時數據庫技術，對數據進行處理與展示
，保證係統的實時性要求。

3　電力監控軟件主要功能

   電(dian)力(li)監(jian)控(kong)軟(ruan)件(jian)的(de)核(he)心(xin)是(shi)以(yi)應(ying)用(yong)為(wei)導(dao)向(xiang)，最(zui)終(zhong)以(yi)圖(tu)形(xing)和(he)報(bao)表(biao)的(de)形(xing)式(shi)
，展(zhan)示(shi)當(dang)前(qian)各(ge)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)數(shu)據(ju)給(gei)用(yong)戶(hu)
，顯(xian)示(shi)當(dang)前(qian)係(xi)統(tong)狀(zhuang)態(tai)和(he)為(wei)用(yong)戶(hu)決(jue)策(ce)行(xing)為(wei)提(ti)供(gong)數(shu)據(ju)支(zhi)持(chi)，圖(tu)2為係統功能模塊與框架說明。

圖2 係統功能模塊與框架說明

3.1 對電力設備進行數據采集與處理

   電力監控軟件實時采集各終端設備的遙信、遙測


、yaomaidengshuju，tigongshishishujukugaoshishixingdeshujufangwenyuchuli
，quebaoxitongzhonggeshebeishujushishigengxin

，tuxinghuadongtaizhanshijijiankongxitongshishitixingfeizhengchangyunxingdegongdianshebei。

3.2 對電力設備進行控製

   係(xi)統(tong)調(tiao)度(du)或(huo)監(jian)控(kong)發(fa)出(chu)命(ming)令(ling)以(yi)實(shi)現(xian)遠(yuan)程(cheng)操(cao)作(zuo)。利(li)用(yong)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)軟(ruan)件(jian)主(zhu)動(dong)發(fa)出(chu)信(xin)號(hao)給(gei)遠(yuan)程(cheng)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)實(shi)施(shi)控(kong)製(zhi)操(cao)作(zuo)，遠(yuan)程(cheng)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)接(jie)受(shou)並(bing)執(zhi)行(xing)相(xiang)應(ying)命(ming)令(ling)實(shi)現(xian)遠(yuan)程(cheng)控(kong)製(zhi)。電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)對(dui)操(cao)作(zuo)進(jin)行(xing)流(liu)程(cheng)化(hua)與(yu)規(gui)範(fan)化(hua)
，對(dui)整(zheng)個(ge)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)規(gui)範(fan)化(hua)，減(jian)少(shao)人(ren)工(gong)控(kong)製(zhi)帶(dai)來(lai)的(de)誤(wu)操(cao)作(zuo)風(feng)險(xian)。

3.3 設備階段數據監視

   電dian力li監jian控kong係xi統tong實shi時shi動dong態tai圖tu形xing化hua展zhan示shi設she備bei階jie段duan時shi間jian內nei運yun行xing的de設she備bei數shu據ju情qing況kuang，係xi統tong管guan理li者zhe可ke根gen據ju設she備bei階jie段duan運yun行xing動dong態tai情qing況kuang決jue策ce分fen析xi出chu當dang前qian設she備bei運yun行xing情qing況kuang與yu係xi統tong內nei可ke能neng出chu現xian的de問wen題ti，並bing做zuo趨qu勢shi判pan斷duan以yi確que保bao係xi統tong的de正zheng常chang運yun行xing。

3.4 報表處理

   在電力監控係統中提供電子報表係統，可對接電力監控係統中的曆史數據


、實時數據
，根據報表模板、yunsuangongshishengchengjieguobingzairu，xingchengzidingyiyuzidongshengchengdejuyoutuwenbingmaotezhengdeshujuxinxibaobiao，zhiguanqingxifanyingchujieduanneixitongzhongzhongduanshujutongjiqingkuang。

4.可擴展電力監控軟件的接入方式與場景需求變化應對

   當前數據終端設備通訊方式、協xie議yi多duo樣yang，應ying用yong場chang景jing多duo變bian，因yin此ci需xu要yao設she計ji出chu高gao可ke擴kuo展zhan性xing電dian力li監jian控kong軟ruan件jian，以yi快kuai速su對dui應ying各ge項xiang目mu應ying用yong，提ti高gao軟ruan件jian的de適shi用yong性xing與yu項xiang目mu開kai發fa的de效xiao率lv，提ti高gao軟ruan件jian的de生sheng命ming力li
，實shi現xian軟ruan件jian設she計ji過guo程cheng中zhong的de數shu據ju接jie入ru與yu轉zhuan發fa
、係統圖形、內存庫動態調配大小、報表等方麵的動態擴展性。

4.1數據處理

   數據接入和轉發：提供係統本地數據轉發給第三方平台或者係統作為對稱的結點存在於大係統中。

   通訊方式： 目前電力係統主要為有線通訊，其中包括串口
，網口
，光口。分布式光伏有時還會用到無線通訊。

   通訊協議： Modbus/RTU、IEC 103
、IEC 101、DL/T645、CDT、DISA（CDT規約升級版）規約等。

   gexieyidequdongyoudandumokuaishixian，guiyuequdongguanlimokuaitongguoguifanhuamokuaijiekou，xitonggenjuguiyuequdongmokuaimingcheng
，zhixingzhidingguifanjiekou
，jiazaiguiyuequdong。tu3對係統驅動可擴展設計交互流程說明。

圖3 對係統驅動可擴展設計交互流程說明

4.2係統圖形組態

   電力管理係統中的各智能終端設備的狀態與數據
，需要圖形化直觀的以拓撲圖、電力一次圖
、二次圖等方式展示給係統的使用者，顯示當前係統各設備狀態，其中涉及較多圖元、圖形、圖表等繪圖元素，且組態時各部分支持用戶圖形自行擴展，以適應不斷增加的電力設備類型與用戶需求展現形式多樣性。

   圖元：係統默認提供常用設備圖元
，用戶也可自定義繪製

   圖形：圖形高度組態
，係統拓撲圖、一次圖、二次圖用戶可自由繪製、綁定數據
，直觀反映

   圖表：曲線圖形提供實時與曆史曲線結合，展示多點的所有曆史和當前運行情況，為決策提供直觀數據

4.3報表係統

   報表係統作為電力管理係統中重要的組成部分，將整個係統階段運營情況作彙總。報表的用途多樣，可作為能耗分析
、電能管理等方麵決策的數據支撐。根據電力管理的特點
，係統支持自動化報表
、自定義報表，滿足用戶多樣化需求及電力管理係統的報表可擴展性需求。

   自動報表：電參量報表、電能報表能夠自動生成

，直接反映係統中各終端設備真實數據。

   用戶自定義報表：用yong戶hu提ti供gong報bao表biao模mo板ban與yu計ji算suan公gong式shi，采cai用yong腳jiao本ben方fang式shi獲huo取qu係xi統tong數shu據ju進jin行xing填tian充chong，報bao表biao數shu據ju是shi進jin行xing分fen析xi的de結jie果guo，提ti供gong更geng具ju體ti直zhi觀guan的de報bao表biao，符fu合he係xi統tong使shi用yong方fang多duo樣yang化hua需xu求qiu。

4.4內存數據庫管理係統

   電dian力li監jian控kong係xi統tong軟ruan件jian采cai用yong內nei存cun數shu據ju庫ku與yu數shu據ju庫ku相xiang結jie合he，主zhu要yao是shi因yin為wei電dian力li監jian控kong管guan理li軟ruan件jian對dui數shu據ju實shi時shi性xing要yao求qiu高gao，需xu要yao第di一yi時shi間jian反fan映ying設she備bei運yun行xing狀zhuang態tai
，且qie係xi統tong與yu終zhong端duan設she備bei進jin行xing數shu據ju交jiao互hu頻pin繁fan，數shu據ju不bu斷duan變bian化hua且qie大da多duo是shi中zhong間jian臨lin時shi數shu據ju，所suo以yi采cai用yong高gao速su內nei存cun存cun儲chu實shi時shi數shu據ju信xin息xi，通tong過guo計ji算suan引yin擎qing把ba有you意yi義yi的de數shu據ju或huo者zhe用yong戶hu關guan心xin的de信xin息xi數shu據ju進jin行xing轉zhuan儲chu到dao數shu據ju庫ku
，即ji保bao證zheng了le係xi統tong的de實shi時shi性xing與yu數shu據ju保bao存cun的de持chi久jiu。

   使(shi)用(yong)內(nei)存(cun)庫(ku)保(bao)存(cun)數(shu)據(ju)時(shi)，數(shu)據(ju)量(liang)大(da)，多(duo)個(ge)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)共(gong)享(xiang)數(shu)據(ju)，從(cong)多(duo)個(ge)角(jiao)度(du)展(zhan)示(shi)給(gei)不(bu)同(tong)的(de)係(xi)統(tong)用(yong)戶(hu)，實(shi)現(xian)形(xing)式(shi)上(shang)采(cai)用(yong)文(wen)件(jian)內(nei)存(cun)映(ying)射(she)的(de)方(fang)式(shi)，組(zu)織(zhi)形(xing)式(shi)上(shang)在(zai)設(she)計(ji)內(nei)存(cun)數(shu)據(ju)庫(ku)時(shi)與(yu)數(shu)據(ju)庫(ku)管(guan)理(li)相(xiang)似(si)
，便(bian)於(yu)各(ge)程(cheng)序(xu)對(dui)設(she)備(bei)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)查(zha)找(zhao)與(yu)讀(du)寫(xie)操(cao)作(zuo)，索(suo)引(yin)過(guo)程(cheng)可(ke)根(gen)據(ju)數(shu)據(ju)量(liang)大(da)小(xiao)建(jian)立(li)直(zhi)接(jie)索(suo)引(yin)與(yu)HASH索引，管理形式上由實際數據量決定文件全量映射或者分頁式管理文件映射（LRU換頁），各表在內存數據庫大小可調配，由接入設備與數據點數量決定，從而支持係統可擴展，減少大開小用的浪費情形。

5　總結

   電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)作(zuo)為(wei)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)，在(zai)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)過(guo)程(cheng)中(zhong)，要(yao)求(qiu)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)適(shi)應(ying)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)的(de)電(dian)力(li)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)與(yu)電(dian)力(li)技(ji)術(shu)。以(yi)上(shang)從(cong)數(shu)據(ju)接(jie)入(ru)轉(zhuan)發(fa)
、係統圖形組態、報bao表biao係xi統tong和he數shu據ju庫ku係xi統tong等deng四si個ge係xi統tong的de核he心xin方fang麵mian，在zai技ji術shu實shi現xian角jiao度du對dui可ke擴kuo展zhan性xing電dian力li監jian控kong軟ruan件jian的de設she計ji進jin行xing說shuo明ming，可ke擴kuo展zhan設she計ji保bao證zheng了le軟ruan件jian的de對dui於yu行xing業ye不bu斷duan發fa展zhan適shi用yong性xing。

   文章來源：《自動化博覽》2017年2期。