[摘要]介紹牛頓7000系列的硬件配置、系統(tǒng)性能和軟件內(nèi)容，以及通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理小水電站的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

[關(guān)鍵詞]水電站自動(dòng)化自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)牛頓7000

1 前言

韶關(guān)地區(qū)地處粵北山區(qū)，小水電站的數(shù)量很多，總的裝機(jī)容量已經(jīng)和當(dāng)?shù)鼗痣姵制剑渲?5kV及以下的水電站超過(guò)100個(gè)。在枯水季節(jié)，發(fā)電量不足，實(shí)行電網(wǎng)送電，在下雨季節(jié)，發(fā)電量有余，水電上網(wǎng)，但競(jìng)爭(zhēng)太多，造成電力倒灌，資源浪費(fèi)，因此需要供電管理，但由于它們大多數(shù)依山傍水，地勢(shì)偏僻惡劣，多而分散，且I／O點(diǎn)和測(cè)量線路少，不具有專用
遠(yuǎn)程通信通道，供電局很難對(duì)它們進(jìn)行管理，考慮到35kV及以下小水電站與其它變電站RTU相比的實(shí)時(shí)性不高，我們以牛頓模塊系列為基礎(chǔ)的低價(jià)位系統(tǒng)，通過(guò)電話拔號(hào)網(wǎng)絡(luò)管理小水電站，大大減少資金的投入。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(見圖1)。

2 系統(tǒng)性能

1) 交流采樣(1—2條線)

電壓輸入0—120V、電流輸人0-5A。1條線數(shù)字輸出：Ua、Ub、Uc、Ud、Ia、Ib、Ic，In，Uab、Ubc、Uac、P、Q、kwh、F、Cos。交流采樣轉(zhuǎn)換總誤差：0．5％。

2) 脈沖量(2路)

輸入川路采用光電隔離；脈寬>10ms；接口電平:：0—(5至30V)。數(shù)據(jù)記錄長(zhǎng)期保存(失電后)。

3) 與其它系統(tǒng)并網(wǎng)通道口

傳輸速率：300、600、1200、2400、4800、9600(可調(diào))；工作方法：半雙工、全雙工。

4)遙信量(8—16路)

狀念量輸入0—(5至30V)。重要事件記錄站內(nèi)分辨率≤20ms

5)遙控量(2路)

6)與其它系統(tǒng)并網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約

部頒循環(huán)式(CDT)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約

1801艦約等其他協(xié)商規(guī)約

3 系統(tǒng)軟件

3．1小水電站中7188軟件簡(jiǎn)介

7188方面與7052、7067、交流采樣交換數(shù)據(jù)，形成動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，另一方面通過(guò)拔號(hào)電話網(wǎng)
絡(luò)，把數(shù)據(jù)傳遞上位機(jī)。

7188通過(guò)高速查詢7052的現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)量變化，以便保證現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)量變化的分辨串≤20ms，為了確保現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)量的正確性，7188還應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)作軟件濾波，以便濾掉現(xiàn)場(chǎng)廾關(guān)干擾信號(hào)，7188還定時(shí)查詢交流采樣放據(jù)，當(dāng)上位機(jī)有下行遙控時(shí)，7188通過(guò)7067驅(qū)動(dòng)執(zhí)行開關(guān)。
當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)量變化，7188應(yīng)主動(dòng)向上位機(jī)拔號(hào)，要求傳送開關(guān)信號(hào)狀態(tài)量變化(SOE)，當(dāng)上位機(jī)無(wú)應(yīng)答時(shí)，7188應(yīng)答3次，不成功則網(wǎng)絡(luò)忙或故障，保存數(shù)據(jù)以便上位機(jī)查詢，7188的MODEM設(shè)定在自動(dòng)應(yīng)答上，以便上位機(jī)定時(shí)查詢數(shù)據(jù)。

3．2上位機(jī)7188軟件簡(jiǎn)介

提供1個(gè)拔號(hào)電話網(wǎng)絡(luò)口，1個(gè)與其它系統(tǒng)并網(wǎng)口，1個(gè)后臺(tái)監(jiān)控口。7188主動(dòng)定時(shí)查詢小水電站中的數(shù)據(jù)，也可被動(dòng)接受水電站中的SOE數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)部頒循環(huán)式(CDT)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約1801規(guī)約等其他協(xié)商規(guī)約與系統(tǒng)及后臺(tái)交換數(shù)據(jù)。

3．3后臺(tái)監(jiān)控簡(jiǎn)介

1) 后臺(tái)監(jiān)控使用IPC工控機(jī)，主要有以下功能

模擬量處理包括功率(有功、無(wú)功、視在功率、功率因素)的測(cè)量或推算、電壓及電流的測(cè)量。模擬量處理還包括信號(hào)抗干擾、數(shù)字濾波、誤差補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性判斷、標(biāo)度換算、越限報(bào)警處理等。

狀態(tài)量信息的采集和處理指事故／故障信號(hào)、斷路器及隔離開關(guān)的位置信號(hào)、繼電保護(hù)的動(dòng)作信號(hào)等。對(duì)這些量的采集方式為快速掃查。對(duì)信號(hào)的處理還包括光電隔離、接點(diǎn)防抖動(dòng)處理、硬件及軟件濾波、基準(zhǔn)時(shí)間補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性判斷等，并做出一系列必要的反應(yīng)及自動(dòng)操作或啟動(dòng)相關(guān)量處理功能(如啟動(dòng)事件順序記錄、發(fā)事故報(bào)警音響、畫面自動(dòng)推出等)。
脈沖累計(jì)值的采集和處理，具有按固定時(shí)間間隔(1min、5min、10rain)或按規(guī)定的間隔)對(duì)脈
沖累計(jì)值進(jìn)行凍結(jié)、讀取、解凍的功能。對(duì)脈沖量的采集處理包括數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、標(biāo)度變換、檢錯(cuò)糾錯(cuò)處理，具有累計(jì)值溢出處理等功能，并且對(duì)脈沖量進(jìn)行采集時(shí)，應(yīng)不影響其他功能。

2)后臺(tái)監(jiān)控模塊采用VisualBasic6．0編程，它將完成系統(tǒng)功能中要求的如下功能

①主接線圖；顯示站內(nèi)一次設(shè)備接線圖及有關(guān)設(shè)備編號(hào)圖，顯示各斷路器和刀閘的實(shí)際狀態(tài)、潮流方向，同時(shí)可表明各主要電氣量(有功、無(wú)功、電流、電壓)；進(jìn)行遙控操作，包括遙控點(diǎn)的選取及執(zhí)行，在操作執(zhí)行前會(huì)要求確認(rèn)并輸入操作密碼，遙控命令發(fā)出后會(huì)進(jìn)行遙控返校，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)遙控命令沒有得到執(zhí)行，則此次遙控命令會(huì)自動(dòng)取消并給出提示信息。

②棒圖曲線；顯示各站運(yùn)行電壓曲線和頻率曲線。

③實(shí)時(shí)信息；顯示各站各設(shè)備的實(shí)時(shí)遙測(cè)信息、實(shí)時(shí)遙信信息、實(shí)時(shí)脈沖電量。包括設(shè)備類型、設(shè)備名稱、測(cè)點(diǎn)名稱、遙測(cè)值、遙信狀態(tài)、動(dòng)作次數(shù)、事故跳閘次數(shù)、脈沖電度值。
④數(shù)據(jù)庫(kù)界面；對(duì)系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)，包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的查詢、增加、修改、刪除等。

⑤系統(tǒng)命令。在此可設(shè)置系統(tǒng)的工作方式及操作人員的口令，防止越權(quán)操作和誤操作；設(shè)置系統(tǒng)時(shí)叫；設(shè)置信息轉(zhuǎn)發(fā)；設(shè)置告警信息，當(dāng)有重要操作或發(fā)生事故時(shí)，可以用語(yǔ)音發(fā)出告警信息通知監(jiān)控人以便進(jìn)行處理，并可根據(jù)要求自動(dòng)啟動(dòng)電活；設(shè)置打印機(jī)類型，可實(shí)現(xiàn)各種打印功能(定時(shí)、召喚）

4 系統(tǒng)編程需要注意的幾個(gè)問題

1）MODEM撥號(hào)寸不應(yīng)打斷7188高速查詢7052的現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)量變化而不能保證現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)量變化的分辨率：≤20ms，故撥號(hào)程序應(yīng)在中斷程序進(jìn)行。

2)檢測(cè)撥號(hào)口長(zhǎng)期占用，應(yīng)強(qiáng)行退出，以保證撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)的暢通。

3)撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速交換，故數(shù)據(jù)傳送規(guī)約要有完善校驗(yàn)功能。