- 無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能
- 無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成
- 自動采集用電線路的電壓、電流，計(jì)算出功率因數(shù)
- 對用戶實(shí)現(xiàn)功控及電控
- 由主臺向用戶遠(yuǎn)程下發(fā)控制參數(shù)
- 可實(shí)時(shí)反映系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)
無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)是集用電控制、終端用電數(shù)據(jù)采集、參數(shù)下發(fā)、遠(yuǎn)程抄表于一體的自動化系統(tǒng)，它的應(yīng)用大大提高了電網(wǎng)運(yùn)營和管理的自動化水平，節(jié)省了大量的人力物力，而且擴(kuò)大了監(jiān)測數(shù)據(jù)的范圍，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。負(fù)荷控制系統(tǒng)最初是由于電能緊張，為了在用電高峰時(shí)拉閘限電而應(yīng)用的，隨著電力市場供需矛盾的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的功能已由控制為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐载?fù)荷管理為主。事實(shí)上，應(yīng)用了負(fù)荷控制系統(tǒng)的工業(yè)用戶普遍反映通過實(shí)現(xiàn)對企業(yè)用電的有效管理，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了明顯提高。
系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及功能
1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)與一般負(fù)荷控制系統(tǒng)的顯著區(qū)別是中心站與終端控制器之間不必敷設(shè)通信電纜，它主要由三部分組成（如圖1所示）。
（1）負(fù)荷控制系統(tǒng)中心站（即主臺），通常位于地區(qū)電力運(yùn)行管理部門內(nèi)。主臺可通過選擇控制終端的硬件地址與指定的用戶進(jìn)行通信，也可進(jìn)行廣播通信。
（2）無線通信系統(tǒng)，包括架在中心站的天線和用戶處的小型天線以及用于信號轉(zhuǎn)發(fā)的中繼站。
（3）安裝在工業(yè)用戶處的負(fù)荷控制終端，用來采集用電數(shù)據(jù)，由內(nèi)置電臺通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到中心站，并可接受中心站的命令對用戶的用電進(jìn)行控制。
2系統(tǒng)主要功能
無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的主要功能如下。
•數(shù)據(jù)采集：
自動采集用電線路的電壓、電流，計(jì)算出功率因數(shù)、有功及無功功率和電量,并報(bào)告最大、最小負(fù)荷及其出現(xiàn)時(shí)間。對采集到的數(shù)據(jù)生成曲線圖及棒形圖顯示在屏幕上，并可連接打印機(jī)打印輸出。
•負(fù)荷控制：
可以對用戶實(shí)現(xiàn)功控及電控，也可直接對用戶進(jìn)行輪次跳閘控制。
•遠(yuǎn)程抄表：
遠(yuǎn)程抄回用戶安裝的復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量表所測量到的用電數(shù)據(jù)。
•遠(yuǎn)程整定：
由主臺向用戶遠(yuǎn)程下發(fā)控制參數(shù)，包括時(shí)段定值、PT（電壓互感器）變比、CT（電流互感器）變比、電表脈沖常數(shù)，并可進(jìn)行終端對時(shí)。
•通話與信息傳送：
終端可以向主臺申請通話，獲準(zhǔn)后可與主臺通話；主臺可以主動選擇用戶進(jìn)行通話，并可向用戶下發(fā)簡短的中文信息。
•狀態(tài)告警：
可實(shí)時(shí)反映系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)，包括功控電控的投入、斷相指示、各輪次跳閘開關(guān)的狀態(tài)。
•事件記錄：
記錄終端的異常狀態(tài)，如電壓、電流異常及其出現(xiàn)時(shí)間。
•遙信功能：
將終端16路繼電器的開合狀態(tài)反饋給中心站。
•系統(tǒng)管理：
可進(jìn)行用戶信息的注冊、查詢、修改以及操作記錄、歷史數(shù)據(jù)的查詢處理。
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系統(tǒng)硬件構(gòu)成
系統(tǒng)的終端控制器具有兩路單獨(dú)的PT、CT輸入，可以同時(shí)監(jiān)控兩路母線的用電，裝有一臺CRT顯示器，可以將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以圖形方式顯示出來，由于顯示數(shù)據(jù)較多，故通過鍵盤選擇需要查看的數(shù)據(jù)。
1 工作原理
該終端控制器的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，它的主體是一臺STD工控機(jī)，采用模板式結(jié)構(gòu)，便于故障檢修。供電線路的電壓、電流經(jīng)PT、CT變換后經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換板轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號送至V40主板，PT、CT變比經(jīng)主臺設(shè)定后下發(fā)至該終端，CPU據(jù)此計(jì)算出線路的實(shí)際電壓、電流。脈沖電度表發(fā)出的脈沖信號經(jīng)輸入板送至CPU，根據(jù)電表脈沖常數(shù)計(jì)算出有功及無功功率。KG105型電臺接收主臺下發(fā)的指令，經(jīng)通訊板送至CPU，然后由輸出板控制輸出繼電器的動作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遙控跳合閘操作。遠(yuǎn)程抄表是由電臺經(jīng)通訊板采集威勝表中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的，而召測數(shù)據(jù)則是采集CPU中計(jì)算出的數(shù)據(jù)。CPU每隔1min采集1次數(shù)據(jù)，所有計(jì)算結(jié)果保存在系統(tǒng)板上的SRAM中，可保存24小時(shí)的數(shù)據(jù)，因此主臺第二天必須將第一天的數(shù)據(jù)召測回中心站的數(shù)據(jù)庫中，否則第一天的數(shù)據(jù)將丟失。
2異常事件的檢測
系統(tǒng)對PT、CT輸入的模擬量進(jìn)行分析，如果檢測到其中一相電壓低于某一很小的數(shù)值，而其它兩相電壓正常，系統(tǒng)則報(bào)告斷相，指出是哪一相斷了，并記錄發(fā)生時(shí)間。如果系統(tǒng)根據(jù)模擬量輸入計(jì)算出的有功功率和由脈沖量計(jì)算出的不符，則報(bào)告電流異常并記錄發(fā)生時(shí)間。若有用戶通過切斷脈沖電 度表的輸入而竊電，即可給予指示，以達(dá)到防竊電目的。
3數(shù)據(jù)召測與通話的協(xié)調(diào)控制
系統(tǒng)正常工作時(shí)主臺每隔一段時(shí)間就要召測用戶的數(shù)據(jù)，將用電數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送是系統(tǒng)最主要的功能，為了防止主臺與終端通話時(shí)影響數(shù)據(jù)的正常傳送，系統(tǒng)采取了一定的措施。通訊板上設(shè)有一個(gè)繼電器，正常情況下繼電器接通CPU與電臺的數(shù)據(jù)傳輸通道，當(dāng)按下話筒按鈕通話時(shí)，繼電器自動切斷數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)到通話信道，話筒直接通過電臺進(jìn)行通話。當(dāng)按下通話按鈕的時(shí)間達(dá)到30s時(shí)，繼電器自動復(fù)位，強(qiáng)制結(jié)束通話，恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。
主臺軟件設(shè)計(jì)
該無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的管理軟件是用面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ遃isualBasic6．0開發(fā)完成的，系統(tǒng)軟件框圖如圖3所示。系統(tǒng)啟動后要求輸入操作員工號及口令，驗(yàn)證無誤后連接電臺，進(jìn)入主窗體。
•選擇用戶：選擇待操作用戶，可以按名稱、地址、關(guān)鍵字及行業(yè)分類進(jìn)行選擇。其中地址選擇是指用戶所用控制終端的硬件地址，該地址采用4位16進(jìn)制數(shù)表示，如73B5。
•重要操作記錄：由于遙控、對時(shí)等操作關(guān)系重大，一旦出現(xiàn)意外，將造成比較嚴(yán)重的后果，系統(tǒng)軟件將執(zhí)行這類操作的操作員工號、操作時(shí)間、操作對象及操作名稱都記錄數(shù)據(jù)庫，便于出現(xiàn)事故后追查責(zé)任。
•接口處理：終端監(jiān)控是該系統(tǒng)中最主要的操作，所有這些操作都是通過調(diào)用API函數(shù)訪問RS232口，通過該口與電臺的通信完成的。
•用電管理：用電管理涉及的主要是終端用戶用電參數(shù)的設(shè)置，責(zé)任重大，為此系統(tǒng)要求操作員只有在輸入單獨(dú)的口令后才允許登錄用電管理窗體。
該無線電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的應(yīng)用大大減輕了電力部門工作人員的工作量，避免了人工抄表時(shí)容易出現(xiàn)的差錯，增強(qiáng)了電力部門對工業(yè)用戶用電的控制與管理，使峰、平、谷三個(gè)時(shí)段的負(fù)荷盡可能地趨于平衡。工業(yè)用戶在應(yīng)用了該系統(tǒng)后，方便了對下屬車間部門電力運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控與記錄，敏感的報(bào)警功能也在一定程度上減少了用電事故的發(fā)生。
