電能監控與考核系統在黃驊港的應用

懷 全，韓亞慈

（神華黃驊港務公司，河北 滄州 061113）

隨著黃驊港的發展，港口的用電負荷不斷增長，用電設備越來越多，電能管理系統面臨著新的問題。在這樣的環境背景下，電能監控與考核系統的應用具有重要意義。

一、系統的結構

電能監控與考核系統硬件包括服務器、交換機、打印設備、采集器、數字電能表等。配電所內各計量點分別裝設一臺數字電能表，電能表通過485總線組成數據采集網絡，由采集器的取數單元進行數據采集，采集到的數據通過局域網交換機傳送至服務器，數據的存儲考核等功能由服務器完成，系統結構如圖1所示。

電能監控與考核系統軟件是整個系統的核心，該系統操作平臺采用Windows2003，軟件開發的環境為面向對象的開發環境ASP．net，數據庫采用企業級大型數據庫ORACLE，從而在軟件方面保證了系統的優越性能。

二、系統的功能

圖1 系統結構圖

電能分析考核的重點是實現電能量數據的自動采集，并以自動采集回的高精度、高可靠性的原始數據為基礎，進行多層次的數據計算、統計和分析，實現作業班組考核、企業的智能化、網絡化的電能利用評估。電能監控與考核系統按功能模塊分為系統管理、數據錄入、計算分析、綜合查詢、系統診斷5大功能模塊，見圖2。

1.系統管理系統管理主要實現通信資源管理、用戶管理、系統定時任務管理、系統內部參數的定義和修改、數據及檔案備份與恢復、系統運行維護等，具體如下。

圖2 系統功能結構圖

在數據庫中設置不同權限的用戶和相應密碼，保證級別較低用戶不能越權操作數據庫和非法用戶不能使用數據庫。應用軟件中設置有系統管理員、專業操作員、一般用戶和臨時用戶四個層次，每個用戶的操作范圍和操作權限可以單獨設置和修改，系統的日常操作、參數設定、數據查詢等功能根據權限不同而不同，并提供完善的系統操作記錄和事件日志。

該系統可以根據使用需要設定抄表方案，即設置抄表時間間隔（如1h），系統即可進行自動抄表，連續、準確地采集到各類數據，也可設定一個較小的時間間隔（如1min）連續跟蹤某個或某兩個負荷的變化情況，或根據班組作業情況（倒班時間）設定相應的定點抄表時間，以便統計各班組用電情況。

2.數據錄入

針對系統計算分析所需的數據，而監控系統又無法自動獲得的數據，或系統能自動獲得但需要人工調整的數據。此時用戶錄入相關數據以便系統對采集的數據進行修正和相關統計計算。錄入包括班組作業量、人工修改表碼數據、人工追加各種電量等事項，班組對應的設備故障、供電故障、計劃機械設備檢修、計劃供電設備檢修停電時間等。

3.計算分析

該系統進行多層次的數據計算、統計和分析以實現企業的智能化、網絡化的電能綜合評估。統計計算包括綜合統計計算和單一統計計算。綜合統計計算是對企業整體用電狀況的把握，單一統計計算是分析各用電單位、各生產班組的電能利用狀況。統計計算是根據抄表數據和錄入數據由系統自動進行的計算，并根據計算結果繪制圖形和制作報表。包括對班組噸煤耗電按月、季、年進行統計，對部門用電量按日、月、季、年進行統計；對全公司整體的用電量按日、月、季、年進行統計；對檢修停電或故障停電時間的統計；功能模塊所需要的計算，包括電能利用率計算、電能平衡計算、負荷分布計算及其他功能所要求的計算。

4.綜合查詢

該功能是實現不同操作人員對計算分析、考核結果、系統運行參數等的查詢，查詢方式包括歷史查詢和實時查詢兩種。包括實現電量、負荷、連續跟蹤監測等信息的顯示和查詢；為領導和決策者提供相關信息查詢，包括負荷曲線、各計算分析結果等，并可以實現各種曲線圖表的顯示功能；異常數據的查詢；對通信失敗的計量點或線路的顯示和查詢。

5.系統診斷

此功能是實現系統自動檢查的功能，可以方便地檢查和確認系統是否存在異常，主要包括服務器及數據庫自檢，通信工作站及通道資源自檢，應用工作站及應用程序自檢，系統配置表參數自檢等，并可實現故障報警。

三、系統的計算方法、過程及結果

1.計算用數據

系統計算所用的數據是電能表采集到的，如整點有功表底、無功表底、功率因數、電壓、電流等。

2.部分計算方法

（1）班組平均噸煤耗電量P

電能監控與考核系統根據從各配電所饋線柜上采集到的各班組生產用電量W（kW·h）和錄入的各班組作業量Z（t）可以計算出甲、乙、丙、丁各班月、季、年的平均噸煤耗電量P=W/Z。

（2）變壓器負載系數β

該系統自動統計出的變壓器投入運行的時間T(h)、運行期間變壓器負載側的有功電量Wp（kW·h）、運行期間變壓器負載側的無功電量Wq（kvar·h） 和變壓器額定容量Se（kV·A）即可計算出變壓器負載系數β

（3）以配電所為一個用電體系的功率因數cosφ

系統根據采集到供給配電所的總有功電量Wrp(kW·h)和供給配電所的總無功電量Wrq(kvar·h)即可計算出配電所體系的功率因數cosφ

（4）配電所的日負荷率Kf

系統根據采集到的日實際用電平均有功負荷Pp（kW，其數值等于實際用電量除以用電小時數）和配電所出現的日最大小時平均有功負荷Pmax（kW）即可計算出日負荷率Kf

（5）配電所內電能利用率η

系統根據采集到的數據自動統計出配電所主變進線電量WP（kW·h） 各所饋線電量Wpi，站內變壓器損失電量ΔWP，站用電量Wpz、電容器饋線電量Wpr、接地變及消弧線圈饋電Wpj可生成電能平衡圖和電能平衡表及計算出站內電能利用率η。

站內電能利用率η的計算公式為

3.計算報表

電能監控與考核系統可以按用戶設定的時間間隔對選定的內容進行滾動數據記錄，可設置1、5、10、15、30min等不大于24h的數據采樣間隔時間。采樣可選擇電壓、電流、有功功率、無功功率、電能量總量、功率因數等數據信息，并可采用相同的時間間隔或不同的時間間隔，可選擇某項作為記錄內容。每點記錄均有4個字節的時標，記錄數據采樣式為月、日、時、分。