CN201332267Y - 电能监控*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的电能监控***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。本实用新型的电能监控***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

电能监控***

技术领域

本实用新型涉及一种电力***，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。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型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***。

本实用新型的电能监控***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，本实用新型的电能监控***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是本实用新型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。本实用新型所述电能监控***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：

$\mathrm{\β}=\frac{S}{S_e}$

其中：

$S=\frac{\sqrt{{\left(W_p\right)}^2+{\left(W_q\right)}^2}}{T}$

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：

$\cos \mathrm{\φ}=\frac{W_{\mathrm{rp}}}{\sqrt{{\left(W_{\mathrm{rp}}\right)}^2+{\left(W_{\mathrm{rq}}\right)}^2}}$

变电站日负荷率计算单元4303用于计算变电站的日负荷率K_f，***自动计算出变电站在测试期内实际用电平均有功负荷p_p，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P_max，单位/kW。则可计算出日负荷率K_f：

$K_f=\frac{P_p}{P_{\max }}\×100\%$

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W_p1、W_p2、W_p3和总用电量W_p，单位/kW.h，则可计算站用电率α：

$\mathrm{\α}=\frac{W_{p1}+W_{p2}+W_{p3}}{W_p}\×100\%$

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W_P，单位/kW.h、各所馈线电量w_pi，站内变压器损失电量ΔW_P，站用电量w_pz、电容器馈线电量w_pr、接地变及消弧线圈馈电w_pj。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：

$\mathrm{\η}=\frac{\underset{1}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{w}_{\mathrm{pi}}+w_{\mathrm{pz}}+w_{\mathrm{pr}}+w_{\mathrm{pj}}}{W_p}\×100\%$

变电所日负荷率计算单元4306用于计算各变电所日负荷率K_fi，***自动统计出各变电所测试期内实际用电平均有功负荷p_ip，单位/kW，各变电所在测试期出现的最大小时平均有功负荷P_imax，单位/kW。则可计算出日负荷率K_fi：

$K_{\mathrm{fi}}=\frac{P_{\mathrm{ip}}}{P_{i\max }}\×100\%$

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cosφ_i，***自动统计出各变电所馈线的总有功电量W_irp，单位/kW.h、变电所馈线的总无功电量W_irq，单位/kvar.h。则可计算变电所体系的功率因数为：

$\cos \mathrm{\φi}=\frac{W_{\mathrm{irp}}}{\sqrt{{\left(W_{\mathrm{irp}}\right)}^2+{\left(W_{\mathrm{irq}}\right)}^2}}$

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实用新型进行了描述，但是本领域技术人员应该理解：在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型做不同的变化和修改。

Claims (10)

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。

2、根据权利要求1所述的电能监控***，其特征在于，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。

3、根据权利要求2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或多个。

4、根据权利要求3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，

$\mathrm{\β}=\frac{S}{S_e}$

其中：

$S=\frac{\sqrt{{\left(W_p\right)}^2+{\left(W_q\right)}^2}}{T}$

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。

5、根据权利要求3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，

$\cos \mathrm{\φ}=\frac{W_{\mathrm{rp}}}{\sqrt{{\left(W_{\mathrm{rp}}\right)}^2+{\left(W_{\mathrm{rq}}\right)}^2}}$

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。

6、根据权利要求3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K_f，

$K_f=\frac{P_p}{P_{\max }}\×100\%$

P_p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，P_max为变电站在测试期出现的最大小时平均有功负荷。

7、根据权利要求3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，

$\mathrm{\α}=\frac{W_{p1}+W_{p2}+W_{p3}}{W_p}\×100\%$

W_p1、W_p2、W_p3分别为一个生产年度的第一、第二、第三变电站用变电量，W_p为总用电量。

8、根据权利要求3所述的电能监控***，其特征在于，变电站内电能利用率计算单元根据如下方式计算：

变电站内电能利用率记作η

$\mathrm{\η}=\frac{\underset{1}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{w}_{\mathrm{pi}}+w_{\mathrm{pz}}+w_{\mathrm{pr}}+w_{\mathrm{pj}}}{W_p}\×100\%$

W_P为变电站主变进线电量，w_pi为各所馈线电量，w_pz为站用电量、w_pr为电容器馈线电量、w_pj为接地变及消弧线圈馈电。

9、根据权利要求3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K_fi，

$K_{\mathrm{fi}}=\frac{P_{\mathrm{ip}}}{P_{i\max }}\×100\%$

P_ip为各变电所测试期内实际用电平均有功负荷，P_imax为各变电所在测试期出现的最大小时平均有功负荷。

10、根据权利要求3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，

$\cos \mathrm{\φi}=\frac{W_{\mathrm{irp}}}{\sqrt{{\left(W_{\mathrm{irp}}\right)}^2+{\left(W_{\mathrm{irq}}\right)}^2}}$

W_irp为各变电所馈线的总有功电量，W_irq为变电所馈线的总无功电量。

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