CN101771275B - 电能监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开的电能监控***包括:电能表、采集器、网络设备、服务器,其中,所述电能表用于检测各电能计量点的电能数据;所述采集器与电能表连接,用于采集各电能表的电能数据;所述网络设备与所述采集器连接,将所述采集器采集的电能数据传输到服务器;所述服务器用于接收所述电能数据,并对所述电能数据进行计算与处理。本发明的电能监控***充分考虑了数据采集的实时性、精确性、效率性,采用先进的软硬件设计方案实现了数据采集分析的自动化、智能化和网络化。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力***,尤其涉及一种电能监控***。
背景技术
伴随着港口吞吐能力的增加、技术的进步和港口生产自动化水平的提高,港口的用电负荷不断增长,用电设备越来越多,电能计量点不断增加,因此电能监控与考核变得日益复杂。与此同时,港口作业班组生产效率的统计非常繁琐且容易出错,作业班组的考核也对电能管理***提出新的要求。现代经济条件下,如何提高电能利用效率,降低生产成本,提高企业经济效益成为港口建设的重要工作。
准确、快速、经济地获得电能计量装置的各类数据,是进行负荷监控、用电分析、班组考核、电费自动结算、表计运行状况监测、负荷计划等应用管理的基础。
以往手工抄报分析存在许多问题,如:分析周期长,不便及时发现问题,造成较大电能损失;抄报时间不一致和手工抄报录入存在误差,造成分析计算误差较大;人为因素较多,工作效率低,不能及时准确地反映电量信息;手工数据要录入计算机再进行分析,人员工作量较大,效率低;而基于脉冲的自动抄表***在实际应用中,常常发生脉冲丢失现象,采集的电能数据可信度低,采集的电能相关数据种类少,无法达到实用的要求,更不能满足无人值班站对用电设备的高密度、大容量、多种类电能数据采集的要求。
在这样的环境背景下,设计开发电能监控与考核***具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种能够实时、自动采集、分析电能数据的电能监控***。
本发明的电能监控***包括:电能表、采集器、网络设备、服务器,其中,所述电能表用于检测各电能计量点的电能数据;所述采集器与电能表连接,用于采集各电能表的电能数据;所述网络设备与所述采集器连接,将所述采集器采集的电能数据传输到服务器;所述服务器用于接收所述电能数据,并对所述电能数据进行计算与处理。
优选地,所述服务器包括***管理模块、数据录入模块、计算分析模块、综合查询模块和***诊断模块。
优选地,所述计算分析模块包括站内变压器负载系数计算单元、功率因数计算单元、变电站日负荷率计算单元、变电站用电率计算单元、变电站内电能利用率计算单元、变电所日负荷率计算单元、变电所功率因数计算单元中的至少一个或多个。
与传统的手工抄报相比,本发明的电能监控***充分考虑了数据采集的实时性、精确性、效率性,采用先进的软硬件设计方案实现了数据采集分析的自动化、智能化和网络化。
附图说明
图1是本发明优选实施方式的电能监控***的结构示意图。
图2是图1所示电能监控***中服务器的架构图;
图3是图2所示服务器中计算分析模块的结构示意图。
具体实施方式
电能监控分三步完成,第一步完成变电站内电能表的数据采集,将数据建立在服务器上,实现对电能的初步分析和考核;第二步完成变电所数据的采集,通过局域网或光纤通信网络传送到服务器,完成对班组用电效能的考核;第三步将调度中心的操作信号传送到服务器,实现对每个流程用电状况的统计与考核。
图1是优选实施方式的电能监控***的结构示意图。本发明所述电能监控***包括:电能表1、采集器2、网络设备3、服务器4,其中,所述电能表1用于检测各电能计量点的电能数据;所述采集器2与电能表1连接,用于采集各电能表1的电能数据;所述网络设备3与所述采集器2连接,将所述采集器2采集的电能数据传输到服务器4;所述服务器4用于接收所述电能数据,并对所述电能数据进行计算与处理。
其中,如图2所示,服务器中的软硬件架构是整个***的核心。所述服务器包括***管理模块41、数据录入模块42、计算分析模块43、综合查询模块44和***诊断模块45。下面具体介绍各模块:
1.***管理模块41
***管理模块41主要实现通信资源管理、用户管理、***定时任务管理、***内部参数的定义和修改、数据及档案备份与恢复、***运行维护等,具体包括:
a.在数据库中设置不同权限的用户和相应密码,保证级别较低用户不能越权操作数据库和非法用户不能使用数据库;应用软件中设置有***管理员、专业操作员、一般用户和临时用户四个层次,每个用户的操作范围和操作权限可以单独设置和修改,***的日常操作,参数设定,数据查询等功能根据权限不同而不同,并提供完善的***操作记录和事件日志;
b.设定抄表方案,即设置抄表时间间隔(如1小时),***即可进行自动抄表,为用户提供连续、准确的各类数据;也可设定一个较小的时间间隔(如一分钟)连续跟踪某个或某两个负荷的变化情况;或根据班组作业情况设定相应的定点抄表时间,以便统计各班组用电情况;
c.操作人员登录事件的记录及其对***修改的记录,并生成日志文件;
d.班组、部门和生产线的注册及相应归属信息的定义,班组作业与时间的关联;
e.表号注册,包括定义CT、PT变比;
f.备份功能,***支持自动和手动备份,可设置两个独立的原始数据库,所有人工录入、修改操作严格授权,并有详细记录,对人工干预的数据有明显标志。
2.数据录入模块42
数据录入模块42主要用于录入***计算分析所需的数据,而监控***又无法自动获得的数据,或***能自动获得但需要人工调整的数据。通过用户终端录入相关数据以便***对采集的数据进行修正和进行相关统计计算。录入例如:
a.人工修改表码数据;
b.人工追加各种电量等事项;
c.班组对应的设备故障、供电故障、计划机械设备检修、计划供电设备检修停电时间等。
3.计算分析模块43
计算分析模块43用于进行多层次的数据计算、统计和分析。统计计算包括综合统计计算和单一统计计算,并根据计算结果绘制图形和制作报表。例如包括:
a.对部门或生产线的用电量按日、月、季、年进行统计;
b.对全公司整体的用电量按日、月、季、年进行统计;
c.对检修停电或故障停电时间的统计;
d.功能模块所需要的计算,包括电能利用率计算、电能平衡计算、负荷分布计算及其他功能所要求的计算。
4.综合查询模块44
该模块的功能是实现不同操作人员对计算分析、考核结果、***运行参数等的查询,查询方式可以包括历史查询和实时查询。例如包括:
a.实现电量、负荷、连续跟踪监测等信息的显示和查询。
b.提供相关信息查询,包括负荷曲线、各计算分析结果等,并可以实现各种曲线图表的显示功能;
c.异常数据的查询;
d.对通信失败的计量点或线路的显示和查询。
5.***诊断模块45
此功能模块实现***自动检查的功能,可以方便的检查和确认***是否存在异常,主要包括服务器及数据库自检、通信工作站及通道资源自检、应用工作站及应用程序自检、***配置表参数自检等,并可进行故障报警。
电能表采集的信息包括例如下列数据:整点有功表底、无功表底、功率因数、电压、电流等;跟踪的采集有功功率、无功功率、功率因数、电压、电流等。
可统计的电量相关信息包括例如下列数据:变电站1#、2#主变进线电量;变电站出线总馈电电量;站内电容器馈电电量;站内用电量;11个变电所内各电表的电量相关数据。
优选地,如图3所示,所述计算分析模块43包括站内变压器负载系数计算单元4301、功率因数计算单元4302、变电站日负荷率计算单元4303、变电站用电率计算单元4304、变电站内电能利用率计算单元4305、变电所日负荷率计算单元4306、变电所功率因数计算单元4307中的至少一个或多个。
站内变压器负载系数计算单元4301用于计算站内变压器负载系数β,***自动统计出变压器投入运行的时间T,单位/h、运行期间变压器负载侧的有功电量Wp,单位/kW.h、运行期间变压器负载侧的无功电量Wq,单位/kvar.h、变压器额定容量Se,单位/kVA。则可计算变压器负载系数β:
其中:
功率因数计算单元4302用于计算以变电站为一个用电体系的功率因数cosφ,可选择地,若电能表可以采集功率因数,则不必由功率因数计算单元4302计算。***自动统计出供给变电站的总有功电量Wrp,单位/kW.h、供给变电站的总无功电量Wrq,单位/kvar.h。则可以计算变电站体系的功率因数cosφ:
变电站日负荷率计算单元4303用于计算变电站的日负荷率Kf,***自动计算出变电站在测试期内实际用电平均有功负荷pp,单位/kW,其数值等于实际用电量除以用电小时数、变电站在测试期出现的最大小时平均有功负荷Pmax,单位/kW。则可计算出日负荷率Kf:
变电站用电率计算单元4304用于计算变电站的站用电率α,***分别自动统计出一个生产年度的站内1#、2#、3#站用变电量Wp1、Wp2、Wp3和总用电量Wp,单位/kW.h,则可计算站用电率α:
变电站内电能利用率计算单元4305用于计算变电站内电能利用率η,***自动统计出变电站1#、2#主变进线电量WP,单位/kW.h、各所馈线电量wpi,站内变压器损失电量ΔWP,站用电量wpz、电容器馈线电量wpr、接地变及消弧线圈馈电wpj。可生成电能平衡图和电能平衡表及站内电能利用率η。则计算站内电能利用率η:
变电所日负荷率计算单元4306用于计算各变电所日负荷率Kfi,***自动统计出各变电所测试期内实际用电平均有功负荷Pip,单位/kW,各变电所在测试期出现的最大小时平均有功负荷Pimax,单位/kW。则可计算出日负荷率Kfi:
变电所功率因数计算单元4307用于计算以变电所为一个用电体系的功率因数cosφi,***自动统计出各变电所馈线的总有功电量Wirp,单位/kW.h、变电所馈线的总无功电量Wirq,单位/kvar.h。则可计算变电所体系的功率因数为:
优选地,可以根据计算结果由***自动生成计算报表,其内容包括计算分析所得的所有结果。
尽管通过上述的优选实施方式对本发明进行了描述,但是本领域技术人员应该理解:在不脱离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明做不同的变化和修改。
Claims (8)
1.一种电能监控***,其特征在于,包括:电能表、采集器、网络设备、服务器,其中,
所述电能表用于检测各电能计量点的电能数据;
所述采集器与电能表连接,用于采集各电能表的电能数据;
所述网络设备与所述采集器连接,将所述采集器采集的电能数据传输到服务器;
所述服务器用于接收所述电能数据,并对所述电能数据进行计算与处理,所述服务器包括***管理模块、数据录入模块、计算分析模块、综合查询模块和***诊断模块:
***管理模块用于实现通信资源管理、用户管理、***定时任务管理、***内部参数的定义和修改、数据及档案备份与恢复、***运行维护;
数据录入模块用于录入计算分析所需的数据;
计算分析模块用于进行多层次的数据计算、统计和分析,所述统计计算包括综合统计计算和单一统计计算,并根据计算结果绘制图形和制作报表;
综合查询模块用于实现不同操作人员对计算分析、考核结果和***运行参数的查询;
***诊断模块用于实现服务器及数据库自检、通信工作站及通道资源自检、应用工作站及应用程序自检和***配置表参数自检,并根据检测结果进行故障报警。
2.根据权利要求1所述的电能监控***,其特征在于,所述计算分析模块包括站内变压器负载系数计算单元、功率因数计算单元、变电站日负荷率计算单元、变电站用电率计算单元、变电站内电能利用率计算单元、变电所日负荷率计算单元、变电所功率因数计算单元中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的电能监控***,其特征在于,站内变压器负载系数计算单元根据如下方式计算:
所述站内变压器负载系数记作β,
其中:
T为变压器投入运行的时间,Wp为运行期间变压器负载侧的有功电量,Wq为运行期间变压器负载侧的无功电量,Se为变压器额定容量。
4.根据权利要求2所述的电能监控***,其特征在于,功率因数计算单元根据如下方式计算:
所述功率因数记作cosφ,
Wrp为供给变电站的总有功电量,Wrq为供给变电站的总无功电量。
5.根据权利要求2所述的电能监控***,其特征在于,变电站日负荷率计算单元根据如下方式计算:
变电站日负荷率记作Kf,
Pp为变电站在测试期内实际用电平均有功负荷,其数值等于实际用电量除以用电小时数,Pmax为变电站在测试期出现的最大小时平均有功负荷。
6.根据权利要求2所述的电能监控***,其特征在于,变电站的用电率计算单元根据如下方式计算:
变电站用电率记作α,
Wp1、Wp2、Wp3分别为一个生产年度的第一、第二、第三变电站用变电量,Wp为总用电量。
7.根据权利要求2所述的电能监控***,其特征在于,变电所日负荷率计算单元根据如下方式计算:
变电所日负荷率记作Kfi,
Pip为各变电所测试期内实际用电平均有功负荷,Pimax为各变电所在测试期出现的最大小时平均有功负荷。
8.根据权利要求2所述的电能监控***,其特征在于,变电所功率因数计算单元根据如下方式计算:
变电所功率因数记作cosφi,
Wirp为各变电所馈线的总有功电量,Wirp为变电所馈线的总无功电量。
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