基于WebAccess的智能電網監控系統設計

西安電子科技大學電子工程學院 榮云翔 喬九印

基于WebAccess的智能電網監控系統設計

西安電子科技大學電子工程學院 榮云翔 喬九印

本文給出了一套基于WebAccess的智能電網監控系統。通過對智能電網系統上層監控界面設計，數據采集模塊現場調試，用戶的移動設備顯示，實際驗證了整個系統方案可行性。調試結果表明：該系統運行穩定可靠，監控效果好。

智能電網；WebAccess；監控系統

智能電網建設是我國電力系統的發展方向，高效、安全的電網系統越來越重要。本設計根據對全國多家有資質單位電網監控系統的分析，依照相關標準和規范，從需求和功能著手，提出了一套針對用電大戶的各個用電關鍵點自動監測的系統。基于B/S架構的WebAccess支持HTML格式的人機數據采集與監控(SCADA)組態軟件，主要的特點是良好的遠程監控功能。在方案實施的過程中利用WebAccess軟件開發和測試監控系統，最后對此系統的設計分析總結。

1 系統設計方案及原理

調研資料顯示，各用電管理系統良莠不齊，側重點和實現方式大同小異。最終確定了電能質量的分類為電氣量，電能量，非電氣量及狀態與事件量等。對這些參數的實時監控和分析，通過動態圖、數字顯示、曲線顯示等方式呈現給用戶。該監控平臺的功能由下至上可以分為三個部分：采集終端，監控系統服務平臺和用戶層。

圖表 1 智能電網系統架構

1）采集終端。自動化儀表組成硬件數據采集模塊，如電能表，功率表，開關量等。數據采集模塊通過Modbus總線協議與控制器進行通訊。

2）監測系統服務平臺。該監測平臺以WebAccess為核心，對采集終端的數據進行分析、顯示、存儲等操作，同時實現前臺顯示和后臺服務器處理功能。存儲服務是通過ODBC橋接技術存儲到常用SQL Server中，也可使用WebAccess自帶的數據庫服務。

3）用戶層。用戶層包括用電大客戶，政府部門等。通過組態軟件的IP配置，用戶可以隨時隨地的通過移動設備，個人PC等方式訪問監控界面，具有分等級的用戶權限。

2 監控系統軟件設計

WebAccess的基本框架如下：

1）監控節點（SCADA node）。與數據采集設備相連，負責將采集的數據通過網絡傳輸到工程節點和客戶端；同時負責本地監控和實時、報警記錄、事件記錄等。

2）工程節點（Project node）。WebAccess組態軟件的開發平臺，可通過“下載”將工程節點的程式更新在新的監控節點上；可以作為Web服務器，提供客戶端和監控節點之間的初始化連接；還作為數據庫，可通過ODBC橋接到SQL Sever。

3）客戶端（Client）。于瀏覽器自帶的ActiveX插件程序，用戶或管理員可以通過標準瀏覽器實時連接并查看監控界面。允許有權限的管理員在線修改點值，確認報警等一系列操作。

在WebAccess軟件開發界面，首先建立智能電網監控系統工程，添加第一個監控節點，配置通信端口，設置與電能參數對應的物理點及運算用的虛擬點。在WebAccess設計界面，根據顯示需要繪制監控界面。通過將工程節點的程式“下載”到監控節點內，打開監控觀看監控畫面，同一臺電腦可以用來調試開發效果。完成以上軟件開發過后，在工程配置頁面可以通過設置IP來實現外網訪問監控頁面。

3 電能質量監測現場設計及分析

3.1 硬件數據采集器

電能質量監控現場使用的是維博電子有限公司的WB1831B35多參數儀表，支持單相、三相電流/電壓、等參數?？蓪﹄娔苜|量進行簡單分析。具有多種外圍接口功能，自帶RS485通訊接口，支持Modbus通訊模式，另配備大容量SD可保存事件記錄，非常適用于實時電力監控系統。

在項目實測中，傳感器的類型遵循的協議有所差異，許多智能電能儀表可以通過串行口連接到工控機上，然而自制的嵌入式系統的串口實現需要Modbus協議支持，WebAccess中自帶有Modbus RTU的驅動，設置設備類型時選擇Modicon，嵌入式系統本身需要支持Modbus協議的驅動。

圖2 Modbus 通訊格式配置

紅外測溫儀器HBIR0812，由于配電線路容易出現發熱問題，故選擇紅外測溫儀器監測關鍵點的溫度，溫度傳感器輸出模需要外加RS232-RS485轉換器與系統銜接。

3.2 監控系統管理

WebAccess組態軟件的優勢在于是真正的B/S架構人機控制界面軟件，其三層架構表現在本身具有數據庫功能，工程節點作為服務器提供顯示，報警，數據處理等功能，滿足IE瀏覽器開發的遠程人機交互頁面。數據首先通過協議送入數據庫中，組態軟件調用數據庫，實現實時顯示，歷史查詢等功能。對一個11KV的變電柜的其中AB間線電壓的檢測結果歷史曲線圖：

圖3 智能電網一次系統監控界面

圖4

調試系統時，由于電能參數點和腳本語言較多，設置時很容易發生錯亂，導致頁面的動態顯示不理想，這時候需要不斷的對參數進行修改，特定的命令語言對應特定的動畫效果，必須使之對應。

4 結束語

通過以上的設計和分析，通過手機顯示效果截圖如圖4所示。

本設計介紹了以研華WebAccess為核心的智能電網管理平臺系統，該系統利用分布式監控的優點，數據在各個子監控系統中處理，用戶及管理員可以遠程訪問各個子監控節點的用電狀況。實現了系統設計的基本功能如：實時/歷史趨勢圖、數據庫、分級報警等。經過實際項目驗證，該系統運行穩定可靠，監控效果好，易于維護。

[1]王華忠．監控與數據采集（SCADA）系統極其應用[M]．北京:電子工業出版社,2010,1．

[2]左佳儒．基于WebAccess的水位監控系統設計與實現[D]．北方工業大學,2008．

[3]張佳文．基于WebAccess的樓宇自動化系統的設計與實現[D]．北方工業大學,2010．

[4]宋佳人．基于WebAccess的能源監控系統的設計[D]．天津理工大學,2015．