（计算机应用技术专业论文）配电监控系统及负荷预测.pdf

两蜜建筑辩技人举艇士学位论文y j a 6 s t 论文题匿：配电监控系统及负荷预测 专业：计算机应用 硕士生：徐胜军 指导教努；席爱民教授 摘要 配电智能化楚当今配电自动化领域的一个重要发展趋势。而慕用智能化的镰息 手段，全嚣、综合、及对、准确瓣采集秘处瑾嚣龟系绞适露瓣鹃各静售塞是酝逵 磐 能位的基磴。在酝漱智能彳幺领蠛，受蕊鞭测无疑是一个重黉的研究方向，对予魄力 部门的生产、调度、期划等有着重要的意义。 本文所研究的智能化配电监控系统以，“州市第一人民医院配电监控系统工程 为应用背景，对该粼电监控系统作了初步的分柝研究。本濂控系统采用组态软件作 为上爱人撬赛垂熬拜发工其，充努发搭”r 缀态绞磐丰富鹣入穗赛瑟、强大熬逶臻璐 约支持、方便的用户二二次开发等特点，对上层监控平台进行开发。配电系统的通信 层采用多总线结构，结合了m o d b u s 总线、d u p l i n e 总线、s p a - b u s 总线曼神 方式，较好的完成了配电系统的数据通信功能。在配电系统的设备层，采用智能峪 控仪表对配邀系统豹每回路进行监控，使之真难实现完全分散、分布式的酝电模 式，蹩配毫系统豹建陵瞧簿抵爨每一瓣爨。 在配电系统鹃受蘅预测中，本文采麓了神经网络技术对獒做了秘步的磷究。落 先将负荷数据归化，建立负荷预测模型，然后使用m a t l a b 软件中的神缀网络 工具箱对该模型进行仿真训练，计算出训练后的模型各个势数。然后利用渊缘好的 模型对系统进行负褥预溺，得到了较好的馥测结果，证明该方法是可行灼。 最焉，在该配惫涟控e 程筑基硪芝，泼薤整系统为s c a d a 节点、m i c r o s o f t v i s u a lc 十+ 为歼缎工具，开发出了负荷预测模块，并存工程实践中得到了应膈。 关键词：配电謦鼹化串鞘受荫预测缮态软 牛b p 拇缀溺鲳m o d b u $ 论交类登：瘴舔蘩臻 两安建筑科技大学硕j ：学位论文 t i t l e ：d i s t r i b u t i o nm o n i t o r i n gs y s t e m a n dl o a df o r e c a s t m a j o r ：a p p l i c a t i o n o f c o m p u t e rt e c h n o l o g y n a m e ：x u s h e n g j u n i n s t r u c t o r ：p r o f x ia i m i n a b s t r a c t i ti s n o w a d a y sa ni m p o r t a n td e v e l o p m e n tt r e n d i nt h ea u t o m a t i cf i e l do ft h e i n t e l l i g e n t d i s t r i b u t i o n a n d a d o p t t h e i n t e l l i g e n t i n f o r m a t i o n m e a n s ，o v e r a l l ， c o m p r e h e n s i v e ，i nt i m e ，a c c u r a t ec o l l e c t i o na n dt r e a t m e n td i s t r i b u t i o ns y s t e mv a r i o u s k i n d so fi n f o r m a t i o nw h e n o p e r a t i n gd i s t r i b u t i o ni n t e l l i g e n tf o u n d a t i o n i nt h ei n t e l l i g e n t f i e l do ft h ed i s t r i b u t i o n ，l o a df o r e c a s ti su n d o u b t e d l ya n i m p o r t a n tr e s e a r c hd i r e c t i o n ， w h i c hh a si m p o r t a n tm e a n i n g st oe l e c t r i cp o w e rp r o d u c t i o n 、m a n a g i n ga n dp l a no f d e p a r t m e n t s e t c t h i sa r t i c l e ，a d o p t s t h ep r o j e c to fd i s t r i b u t i o nm o n i t o r i n gs y s t e mo ft h ef i r s tt h e p e o p l e sh o s p i t a lo f g u a n g z h o u ”a sb a c k g r o u n d ，d op r e l i m i n a r ya n a l y s i sa n dr e s e a r c hi t t h i s m o n i t o r i n gs y s t e ma d o p t e d t h e c o n f i g u r a t i o n s o f t w a r ea s d e v e l o p i n g t o o lo f h u m a n - m a c h i n ei n t e r f a c eo f u p p e rs t r a t a ，w h i c hg i v ef u l lp l a yt ot h ec h a r a c t e r i s t i co f a b u n d a n th u m a n - m a c h i n ei n t e r f a c eo fc o n f i g u r a t i o ns o f t w a r e 、s t r o n gc o m m u n i c a t i o n p r o t o c o ls u p p o r t i n g 、c o n v e n i e n t u s e r s s e c o n d a r yd e v e l o p m e n t ，e t c ，a n dd e v e l o p e d m o n i t o ra n dc o n t r o lp l a t f o r mo f u p p e rs t r a t a c o m m u n i c a t i o nl a y e ra d o p t e dm u l t i - b u s s t r u c t u r ei nt h i sp r o j e c t ，w h i c hi n c l u d e dm o d b u s 、d u p l l n e b u sa n ds p a b u s ，a n d s ob e t t e r c o m p l e t e dd a t a c o m m u n i c a t i o nf u n c t i o ni nt h i s p r o j e c t e q u i p m e n tl a y e r m o n i t o ra n dc o n t r o le v e r yl o o pb yi n t e l l i g e n ti n s t r u m e n t ，s om a k et h i ss y s t e mr e a l i z e d c o m p l e t ed i s t r i b u t i o na n dd e c e n t r a l i z a t i o nd i s t r i b u t i o nm o d e ，a n dr e d u c et h ed a n g e ro f d i s t r i b u t i o ns y s t e mt oe v e r y l o o p t ol o a df o r e c a s t ，t h i sa r t i c l ep r e l i m i n a r yr e s e a r c hw i t hn e u r a ln e t w o r kt e c h n o l o g y f i r s to fa l l ，t on o r m a l i z et h el o a dd a t at o 一1 ，+ 1 】，a n dt h e ns e tu pt h em o d e lo fl o a d f o r e c a s t t h e nt r a i n i n ga n ds i m u l a t i n gt h i sm o d e lw i t ht h en e u r a ln e t w o r kt o o l b o xo f m a t l a bs o f t w a r e ，t h e ng e ta l lp a r a m e t e r so fm o d u l ea f t e rt r a i n e d w h e nw ef o r e c a s t t h el o a do ft h i ss y s t e mw i t ht h et r a i n e dm o d u l e ，w eg e tb e t t e r - f o r e c a s tr e s u l t ：s op r o v e t h a tt b i sm e t h o di sf e a s i b l e 2 西安建筑科技人学坝l 学位论文 f i n a l l y , i nt h ef o u n d a t i o no f t h i sp r o j e c t ，a d o p t i n gt h i sm o n i t o rs y s t e ma ss c a d a n o d ea n dm i c r o s o f tv i s u a lc + + a s d e v e l o p e dt o o l ，d e s i g n e dl o a df o r e c a s tm o d u l e ， a n d a p p l y i tt ot h i sp r o j e c t k e yw o r d s ：d i s t r i b u t i o ni n t e l l i g e n t i z e ，m e d i u m t e r m l o a df o r e c a s t i n g ，c o n f i g u r a t i o n s o f t w a r e ，b pn e u r a ln e t w o r k ，m o d b u s t h e s e ： a p p l i c a t i o n f u n d a m e n t a l 声黉 本人郑羹声明我所显交的论文是我个人在导师指导下 进行熬研究工作及取褥熬磷究残暴。尽我瑟躲，酴了文中特 捌加以稀注和致谢的她方外，论文中不包含其他人融经发袭 或撰写遵麓磺巍或粟，也不毽含本人葳其德人在其它萃整汪 申请学位或为其它用途使用过的成果。与我同工作的同志 对本臻究所赣辫爨鸯燹献均毫褒论文孛俸了隳臻瓣说翡并 表示了致谢。 孛请学霞论文与瓷糕蛰有不实之楚，零久承挺一落稽美 责任。 论文作者签名：徐飚臻 固嫒：w 口；，毒 关于论文使用授权的说瞑 本人完全了解藿安建筑辩接文学鸯美僳餐、使溪学建论 文的规定，即：学校有权傈鼠送交论文的复印件，允许论文 被套舞黎借藏；学校胃班公布论文戆全都蓑部分凑容，霹以 采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密黎论文袭论文解整磊庭遵守艟蔑裳 论文作者签名：徐滕臻导师签名：摩叛尽嬲： 辫努趣媳辩姓大学鞭。 j 学位谂文 1 1 课题浓源及背景 1 + 绪论 枣豫露主蚕以广接声篓一天鼯送浚嚣邀螯薤王糕裳键建疲臻骛繁，磷究了基予 绥惑较辞靛辩露鑫秘纯系统；基予鼗蓊配毫簸控爨蕊赣灞懿要末霸缀态竣谗只蓝茬 不预测的不魑，提出了一种鏊予缀怒软件，郎以组恣软件为s c a d a 节点，采用神 经网络方法时瓴荷进行预测的方法。 董立m i l 毫蘸控系缓嚣嚣魏狡 近几掣浓，我国屯力生产褥蒯了飞速发鼹，生产溉模迸速扩大，电闲瓣模也随 之飞速发展，特别是随着城帮鞠农树电网的建设与潋逑( “两阏改造”) 工程的实施， 对龟力生产激调度簸控系统的簧求墩越来越商，翻搿诗髯祝对电力运 予参数谶行在 装捻鬟、赛辩数薅分爨薤理、运行默滋蕊窭辩控麓鼗调度等，己经奁惫力生产发配 龟谣度静爵纛攘、安全程、爨济链璐及提高甄秀簿镰禽管壤承乎等寿霹辍簿了重要 的作用。 2 0 世缴7 0 年代寒至8 0 年代锎，在工业控制领域粼统的硬件逐渐趋向予单元化、 瑷爨模块纯，擞乏撂准总线豹运壤，捷零在竣诗各种靛粼系统霹，只要选褥鞠盛蜘 蒺凌攀元，蘩羯“搭辍本”魏方法，露霉竞攘硬静豢缝簿设谤。蒸甏，互延簸茬簌 宰懿壤写出予较传逶痤毽差、二俸麓大、蘧弧壤护等缺酪帮嚣薤残炎舔蹬设诗鲍“魏 颈”，人们糟糕纤发出一种能够以软件功能模块为然础的软件设计系统，予是组态 软传应运藤生。隧着箍l 每对象及燃绺技术的发展，缆戆他的魄力监控系娥褥到了广 泛盛掰。 葭蓦，凌邀力鎏控簇壤，袈公蘧攥霞獒舔，纷爨糖遗囊己戆邀交鞭鏊羧缝惑 软箨，冒豳皴驻控公惩静缝褰王电力敝、太鸯公司静e p s y n a l ! 电力版嚣；强鞴上如 艾默堂公司驰l f l x 、w o n d e r w a r e 公司驰i n t o u c h 、s i e m e n s 公司的w i n c c 等工控软件嚣，并且在电力濂控锁域已经有了广泛皮膈，得到了实跋梭验。 董。3 配惫羧控系统蓠夯 配电自糊化是运用计算机、融渤控制、徽电子、电力电子和通信技术姆手段进 行运牙王撼擞镌、键傀运行方式、控髑受蘩分配、淄繁魄匿莰无功功率、囊磷计量 两安建筑科技大学坝小学位论文 电费等功能，当配电网发生异常或故障时，能及时发现并快速切除，故自动化可代 替繁重的人工劳动，提高工效，改善服务。 电力系统的监视与控制是对电力系统运行状态进行在线监视及对远方设备进 行操作控制，其目的在于保障电力系统的安全经济运行；监视是指对电力系统运行 信息的采集、处理、实现、报警和打印，以及对电力系统异常或事故的自动识别； 控制则指通过人机联系工具对断路器、隔离开关、静电电容器组等设备进行远方操 作；监控系统是调度自动化系统的基本功能和基础，它为自动发电控制、经济运行、 安全分析等高层功能提供实时数据和各种实用型支持程序。 1 4 配电系统的功能 1 4 1 系统和设备电参数自动检测和记录 自动检测监测用电设备各负载的电参数：三相电流、电压、频率、有功与无功 功率、负载时间和电度等，可实现电气参数的带时标记录和自动生成报表。 系统通过网络式智能电力测控装置连续对回路中的三相电流和电压进行检测， 高采样频率可实现对谐波的检测以便检查谐波对电动机寿命和运行安全的影响；系 统将有关数据进行存储，按照用户要求定时生成各类报表，并可分时打印。 1 4 2 设备运行状态监测与故障诊断 网络式智能电力测控装置在线实时以每周波1 2 8 次的速率采样电流电压波形， 提供对系统运行情况和设备工况的可靠监测手段。系统谐波、内过电压、涌流等影 响或危害设备的系统异常均可得到反应和记录。 设备和系统的各类异常状况都可提前预警，使潜在的设备故障和系统事故可以 防忠于未然。通过故障录波与事故自动记录，提供了故障分析和诊断的有力工具。 根据要求可对必要线路实现故障录波和事件记录。在有关的接口位置装设带故 障录波和事件自动记录的网络式智能电力测控装置，可对故障数据进行检测和记录 便于事故分析与事故处理。 1 4 3 设备维护管理 建立对配电系统及设备的实时监测手段，可以全面实时地管理和监测高低压配 电设备的运行状态和设备安全状态、事故信息与检修维护管理 提供对设备潜在故障的提前处理预警信息，针对安全隐患采取纠正措施； 根据设定的要求自动进行设备和系统运行状态的调整；如变压器、断路器轮换 工作等。 记录电气参数和故障前后系统相关实时数据，便于故障查找分析和系统维护； 弧安建筑科挫大学坝l 学位论义 通过对设备电气参数的在线监测提供了对隐患故障进行预先处理的手段，防止 了内部故障的发展和扩大纯，傈谨浚备和系统安全。 实现系统各种电量参数的自动记录和自动分析处理；例如：通过分析断路器的 累积i z t 值，以确定该断路器是否需要更捩。 1 4 4 系统内部负荷管理 区域仡的统一嘏力管理：分区分对按设定程滓避行电源的自动管理，遴免因为 管理不善的电力浪费； 内部负褥供应的优化醚踅；分区系统配变的负荷均衡与集中，科用现有设备和 系统实现配变负荷的集中和优化配裁，减少不必要的变电设备自身耗能，减低系统 运佟成本。 i 4 5 局部系统无功管理 经由系统的程净设置，通过无功补偿电容的自动投切，实现系统功率因数的优 化。 建立对商低垂设备的状态监测w 掌握设备的运行状态并对有关潜在放障提前 处遐，保障设备的安全运行，提高设蠢的安念可靠憔与生产效率，减低运营成本。 实现供电系统运行成本、运行可靠饿和系统w 用率的最优化。 1 。5 配电系统的发展趋势一配电智能化 目前国肉运行的大多数巾低压配电系统使用电磁式自动开关对供配电线路进行 搡作和保护，配电系统的各种信息只8 通过凝装仪表和断踌器手柄佼嚣指示，使得 配电信息不能及时准确的传达给值班人员。因此传统配电模式已不能再满足用电单 位的要求。用智化信息技术手段，全蘧、综合、及时、准确、可靠地采嶷和处 理酴电系统运行时的各种信息已经势在必行。 目前流行的两种勰能化： i ) 开关智能化。即利用电子元器件完豢开关性能，在汗关本体上做数据接口 躲餐能型开关 2 ) 开关柜智能化。充分利用电气元件性能，对回路加以特殊的保护或测控装 置实现通常耱说的“强遥”( 遥控、遥调、蘧测、遥傣) 功能。 该配电自动化系统采用的第二种智能化系统以回路为单伎，充分利用电气元件 鲶特蛙，开关的分合阀、故障状态遗过二次撼子弓l 滋，保 萎傧号的可靠性、实时瞧 和准确性。每一回路分配一块智能装鼹，使之真正实现完全分散分布式的配电模式， 把系绞的危除减小到每一霞鼹。 魏蜜建蜒辩救大学碳：1 扛学谂文 该酝魄巍动纯蓉魏采爱肄藤辍际瀛舒懿瑟蠹对象瓣分耀式餐蔻一体纯瓣梅，是 裰褥工厂智滟葭龟鑫鞠纯熬饕黎，将配电设备麴埙功能重薪缀合稳讫没汗所推出 的种全激的模式。这种面向对豫的锼能一体化分凇式系统虮构符台图黼电工委员 会豹技术瓣藩，代表了当今工厂鬣魄逡凄纯系统耨褥瀚瀛鞠麓势。 i s 棒缀瓣绦在受蓠羲测审瓣疵耀 邋十年来，人工章串经两络技术静飞速发袋使得麓予人工神经阚络韵熊蒋鞭测方 法受刹了广涎的关注l l 】，文献f 2 】给出了人工神经网络的基本辣法，g l 入了气淼因素， 突毅了在茈乏蓠爨藕颈嚣蔽筏鸯感垮囊受薷德煞弱浆魏。支黻溺锌对嚣平豫嶷娆骛 受舞黪魏梅穗了夸糖蓠2 4 小瓣避抒预瓣嚣耱筑聪缭攘壅，零l 久了鼹蕊天气霆素， 迸一步诞明了人工神缀丽络的多冠非线性映射能力。文献f 4 】提出了在颥测过程中 权焦羧聚邋受精进行爨适应调蹩，馊卓枣经瞬终熬蠢懿始鲍霆学习功熊。文献【s 】弓l 入 了蘧惑鞠予霸期望溺予，荠蠢程投德调整遘糕巾采弼捺数耱瀑函数珏瓣离颥溺精度 窝改饕羧羧迭囊。文黻瓣爨飨赉了一岭缀联憋舡神缀褥终，冀麓表骥在考蕊爨变 数攥帮天气鹣情琵下它蘸获褥豫攀搴串经礴络黉褥瀚鞭溺结聚，在安践孛，辩焉褥 经圈终技拳瓣受薅送 了预灞魄蹲戮了广泛塞麓。 1 7 论文的盎癸王撵 零论文戆烹粪工露是辩广鲻枣繁天瓮送貔熬溆黼装工壤，采溪缀惑款谗瓣该 配锻脓控系统进行设计研究，弗鼠程该配电系统的撼础上，廊用神经闲终方法对该 配龟繁绕躲受藏颈溅避嚣了磷巍。 毒 西安建筑科技大学f o i ii ：学位论文 2 1 概述 2 广州市第一人民医院配电监控系统 该工程配置配电中央监控系统，要求在满足高运行可靠性、高配电安全性的条 件下进行配置。中央监控系统采用计算机对高、低压配电设各及变压器等设备的各 种运行数据实行严密监测、记录，中央监控系统与各受监控设备问采用通讯接口连 接。 2 2 配电监控系统结构 本智能配电自动化系统控制中心使用l 台高性能的工业控制计算机。采用计算 机对高、低压配电设备及变压器等设备的各种运行数据实行严密监测、记录，中央 监控系统与各受监控设备问采用通讯接口连接。组态软件采用国内成熟的组态软件 组态王电力版，对广州市第一人民医院配电监控系统进行上层组态。本系统就 地单元低压数据采集部分采用瑞士佳乐的t 6 1 2 2 系列智能化测控仪表，对低压配电 屏的各回路电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、电度和频率等参数进行 测量；高压数据采集部分采用a b b 公司的p i 9 1 5 系列智能化电力分析仪表，对高压 回路电力参数进行采集，并对系统所要求的带电动机构的开关进行控制。本系统采 用a b b 公司的微机综合保护装置实现高压回路的保护功能。并在设备现场设有远方 就地转换开关。现场各种高低压框架开关均使用带通讯接口的设备，以供各种开 关状态的采集。塑壳开关的状态采集采用d u p 系列网络i o 模块。间隔层的所有设 备通过m o d b u s 现场总线网络实现与上层管理控制系统通信。整个系统的通信协议 采用开放的m o d b u s 协议。 系统结构图如下： 圈2 一i 系统结构圈 弧安建筑科技人学坝l 。学位论义 2 3 配电监控要求 2 3 1 低压配电柜j i 氛控要求 2 3 1 1 框粲开关 全部框架开关均采用内置式并具锯m o d b u s 通信协议通讯接口，做霞遥信、保护 遥信、分合遥控、远方复位等溅控葫能均要求实现。要求能传输下翔参数： 1 ) 最示低压开关设备的状态以及保护参数，如开关状态、弹簧已储能状态、准备 合闸状态、敌簿脱籀状态、整定值、三糟电流德i a , l b ，i c 等参数。 2 ) 进线及联络开关除了要求能传输上列参数外，还要求传递测量数据和计辣结果 v , a , w , v a r , v a ，w h , v a r h , v a h ，h z ，v 蜂，a 峰，c o s 由，电压和频率的最小值和 最大值，电压和电流不乎衡，相序等，并且可邋程设置保护功能数据、发出报 警和脱翔原因俗号、记黢抟递维护记蒙、脱扣识录、报警记录釉事件记渌。 参数说明见下表： 参数描述参数描述 v 电压v a r h髭功电度 a糍琉v a h有功电度 w功霉m z频率 v r无功功率v 畦电压峰值 v a 存功功率 a 烽 电流峰值 w h电度c o s 巾劫睾因数 爱2 - 1 参数说明裹 2 。3 1 ，2 塑尧开关 照示塑爨开关的状态及鼓障参数； 1 1 p - 2 ，2 0 p 1 ，3 0 p - 5 回路安装有关般测设备以能测瀑数据v , a , w , v a r ，v a ，w h ， v a r h , v a h , h z ，v 峰，a 蜂，c o s 夺等。并且该簸测设备兵备m o d b u s 协议鲮r s - 4 8 5 通信接口，谯当地面板具有盥示功能弗能实现数据的实时上佑。( 1 i p 一2 ，2 0 p 一】，3 0 p 一5 回鼹霹参见广鲻枣繁一入民壤院配毫系统设诗嚣) 2 。3 。2 菇蓬懿毫框熬控要求 怒数字式综合继魄嫖护装嚣实瑗怼_ 歼关艇浆傈护、测量、控铡、整撬 2 3 2 1 进线开关 6 勰安建筑辩技人学坝l “学位论文 聚用数字式综合继电保护装置完成保护测控任务 保护：遥电流且低电压保护、零序保护、c t 回路异常报警、p t 回路异常报警 等，具各保护动作报告、故障录波等功能 测量或诗算量包括：、魄、瓯、t 、厶、t 、p 、q 、c o s 每、f 、k w h 、 k v a r h 、零序电压、零序电流、跳闸电流、剩余电流、剩余电服等，还县备谐波分析 功能。 遥信：断路器位鬣信号、接地刀闸位置傣号、保护动作信号、就地远方信号和 控制酾路断线信号等。 控制；断路器当她遥控矜合闸、保护投遐的当地远控、当地远控控制权可自 动人工切换，并相嚣闭锁。 2 3 。2 2 母联开关 采用数字式综合继电保护装置完成保护测控任务 保护：过电流保护、零廖螽加速保护、c t 回路舆絮报警、p t 回鼹异常掇警等， 具备s o e ( 顺序时间记录) 、保护动作报告、放障录波等功能 测量或计冀量包括：乞、厶、丘、p 、q 、c o s 啦、f 、k w h 、k v a r h 、零序电 压、零序电流等，还具备谐波分析功能。 避信：断路器位鼗信号、保护动传信号、裁地，远方信号和控制回鼹断线信号等。 控制：断路器当地遥控分合闸、保护投退的当地，远控、当地远控控制权可自 动，人工切换，并相互闼锁。 2 3 2 ，3 变成器开关 袋用数字式综合继电保护装置完成保护测控任务 僳护：电流速断、过电流保护、零序保护、过负荷保护( 动作于跳闸或发信号) 、 变压嚣超湿跳阚、c t 凰路异黪摄警、p t 回鼹异常摄鬻等，其备s o e 、 5 l 护磺终摄 告、故障录波等功能 测量或诗簿量包兹；毛、o 友、p 、q 、c o s 套、f 、k w h 、k v a r h 、零序电 压、零序电流等，还舆备谐波分析功能。 避售：鼗鼹器使爨售号、接逸刀阙位置锫号、傈妒动终壤号、嵩溪擞警、裁缝 ，远方信号和控制回路断线信母等。 控铡：敷路嚣当浚，遥控分舍闻、缳护投逶魏当 毂，运控、当建鼹控控制投可垂 动人工切换，并相互闭锁。 2 。3 ，2 。4 壹滚瑟鉴控簧求 般测直流屏的有必工作状态、电参数和搬警信号，如交滤输入过、欠压，动力母 线过、欠压，掩潮母线遗、欠疆，充电撬无壕爨缀警，模软敲瘴，均匀，浮炎状态，充电凝 西安建筑辩技大学坝” 学位论文 丌关机状态，熔断器熔断显示，空气开关脱扣报警，4 8 v 电压过、欠压，母线接地故障， 交流输入动力莺线，控潮母线充电税输出受曝线对域艘翻对缝趣变器输出4 8 v 等 的电压，充电机输出4 8 w 电池充、放的电流等。 2 3 2 5 交藤器盆撩要求 监测8 台变压器的如下参数： 三穗绕缎温度和最大值激示、聪史最高瀑度记录； 变压器、风机的状态、故障； 超温报警； 2 。4 粥电益羧系统点数统计 该配电簸控系统箍控广州市第一人民医院的高低匝配电系统，需要监控、采集 的数据量较多，总点数约两千多点，配电中心共三层，一层为高压配电室，二、三 层为低压配魂室，下表按层捌出配电监控点： 市一医院通讯地址表 1 ) 电房一层 a ) 高压柜( 进线歼关) 两露建筑科技人学坝。i ：学位论文 进线根 主供备供母联 努荚框母g g 谗g 9 控制元梅 j t 摊：p m c g l 5元件；p m c 9 1 5元件：p m c 9 1 5 功能 通讯口：c 。6 1 3通讯蛸：c o m 3通讯l ：c o m 3 遥测；遄讯线：l a 一红、绿通讯线：l 一卜红、燎遥i ； i 线：t a 一终、绿 ( 全电豢参数) 地址号：1 ( m o i ) b u s )地址号：1 1 ( m o d b i j s )地址号t6 ( m o d b u s ) 遥控：元件：p m c 9 1 5元件：p m c 9 1 5元件：p m c 9 1 5 ( v 懿会、分惩爱失趱r l i ：分瓣r l i ：势瓣r l i ：分麟 揉护投避)r l 2 ：台麓r l 2 ：念瓣r l 2 ：台嬲 党件：s p b j 4 0 c元件：s p a j l 4 0 c元件：s p a j l 4 0 c 通讯日：c o m 3通讯口：c o m 3通讯日：c o m 3 滚讯线：l - 矗一黄、漂通讯绫：1 一a 一黄、蒜透禳线：l 一黄、蒜 撼址：1 ( s p 勰”s )地址：1 i ( s p a b u s )地址：6 ( s p a b u s ) 失薅保护投退失压保护投退失压保护投璐 遥穰：露转：p m c g l 5元搴 ：p ； c 9 1 5元锌：p i c 9 1 5 s i ：开关状态s 1 ：开关状态s l ：开关状态 s 2 ：就地远控s 2 ：就地适控s 2 ：就地斌控 3 3 ：控翻回黠攀缝s 3 ：控镕露路辑绫s 3 ：控蠲翔藏断线 s 4 ：辑路器证置s 4 ：凝路器莅霉s 4 ：断黯器穰麓 元件：d u p l i n ei o元件：d u p l i n ei 0元件：d u p l i n ei o 她缝：a地址：遗址：6 遥调：嚣件：s p a j l 4 0 c元件：s p a j l 4 0 c元释：s p 村1 4 0 c 备注本柜舅装有d u p l i n e 转换 网关 遥禳绫：l 一 吨、臻 地址j1 2 ( m o d b u s ) b ) 裹廷挺( 燮藤器舅关) 袭2 - 2 电压避钱髓控点 9 谢安建筑科投人学坝l 学位论文 变压嚣柜计煮柜 l 牟2 拌3 撑 4 拌5 拌6 存7 群 8 拌 辍罨g 4g 5g ? g 8g 1 l g 1 3g t 4g s 功能元件：元件：p m c g l 5元件：p m c 9 1 5托件：元件：p m c g l 5 此件：笕件：元件： 遥 p m c 9 1 5迸讯日： 通讯日：c o t 3p 勰e 9 1 5通讯日；c o m 3 p m c 9 1 5p m c 9 1 5p m c 9 1 5 测：通谣日：e 锄3通讯线：l _ a 一 通讯霸：通讯线：l a _通讯u ：通讯口：通讯船： 垒电 c o m 3 通讯线：卜a 一红、绿( t o m 3红、绿c o w 3c o m 3 c o m 3 壁参通 曩缝：组、缀地址鼍：避讯线t地址警：遴褫线：通讯线； 透遗线； 数l - a - 瓤、绿地址号：4 ( u s )i - a 一红、绿7 ( m o d b u s )l a 红、绿 卜a f 红、缴1a 虹、绿 地址导；3 ( w o d b u s ) 地址号：地址号：地址号：地址蟹： 2 f 赫0 按黼s )5 ( * 0 鞠u 辩8 ( # 嘲s 9 ( 赫攫堰# s )1 0 ( m o d b u s ) 遥元件：元件；硎c 9 l s 元件：糊c 9 1 5藏件：元件：p m c 9 1 5元件：元件。元件： 控p 1 4 c 9 1 5r l l ：分闷 r l l ：分阍p m c 9 1 5r l l ：分闸p w c 9 t 5p m c 9 1 5p m c 9 1 5 ( v 0 4r l i ：分阐r l 2 ：台闸札2 ：含嗣 r l l ：分辩r l 2 ：台辩e l l ：分鞫r l l ：分闻r l l ：分辅 台、r l 2 ：龠闸元件：元件；r l 2 ：合闸 元件 ；r l 2 ：合闸 r l 2 ：台闸r l 2 ：裔闸 分辩嚣锌： s p a j l 4 0 cs p a j l 4 0 c嚣佟：s p a j l 4 0 c元释；嚣伴；元转： 及擞s p a j l 4 0 c通讯口：通讯口：c o m 4s p a j l 4 0 c通讯日：c 伽4 s p a j l 4 0 cs p a j l 4 0 cs p a j l 4 0 c 压保通讯日：c o m 4通讯线i 卜a 一 逋讯口；通讯线 卜a 一通讯口：通讯口；通讯口： 护投e 缟挂蘧谴线：l a 一黄、熏c o m 4 黄、罴e 潍4e 。；1 4e 0 鼙4 退)通讯线；黄、黑地址： 通讯线：地址 ： 遵讯线；通讯城：通讯线： l 妒黄、黑地址 ； 4 ( s p a b u s )l a 一黄、黑7 ( s p a b u s )卜a 一黄、黑卜a _ 黄、爨卜a 黄、黑 地址：3 ( s p a b u s )失压撵护授退地址：失压保护授避地址：遗址：遗址： 2 ( s p a b u s )失压保护投 5 ( s p a b u s )8 ( s p a b u s )9 ( s p a b u s )1 0 ( s p a b u s ) 失压撵护投遐失箍保护失捱保护失压保护 失压强护授 姬 投退投撼投堪退 遥元件：元件；p m c 9 1 5 元件：p m 1 5觅件：元件：p m c 9 1 5元件：元件：元件： 信；秘l c 9 1 5 s l ：开关技悫s 1 ：拜关状态 鞲e 9 1 5 s 1 ：开关靛态蝴1 5鞠e 9 1 5p m c 9 1 5 s 1 ：开关状s 2 ：接地开关s 2 ：接燃汗关s t ：开关状s 2 ：接地开关s 1 ：开关状 s 1 ：开关状s 1 ：升蕉状 态元件：元徉； 悫元件 ： 悫态态 s 2 ：接地开净l i 瓶删p l i n ei 内s 2 ：接地歼脚p l i n ei os 2 ：接地开s 2 ：接遗帮s 2 ：接她开 i 0 模块模块关模块关关 b 1 ：就缝远琏缝：b缝蛙：cc 4 ：蘸连送琏垃：ee 4 ：靛避远f l ：就豫避元棒： 控b 4 ：就地远控c 1 ：就地远控控e 1 ：就地蛹控控控d u p l i n e b 2 ：控制回b 5 ：控制回路c 2 ：控制回路c 5 ：控制回e 2 ：控制回路e 5 ：控制回f 2 ：控制嘲i o 模块 蘸断线断线断线潞薮线断线终断线臻断线蓬蛙：f b 3 ：晰路器b s ：断路嚣伎c 3 ：断路器位c 6 ：断路器e 3 ：断鼹器位躺：断路器f 3 ：断路器f 4 ：就地远 位置置置能鬟置位置位置控 f s ：控制回 路断线 f 6 ：耀路器 位置 遥元件：元件 ：元件： 元件：元件 ：元件：元件：元件： 调：s p a j l 4 0 c s p a 3 1 4 0 cs p a j l 4 0 c s 强j 1 4 0 cs p a j l 4 0 cs p a j l 4 0 cs p a 3 1 4 0 cs p a j l 4 0 c , 表2 - 3 变压器柜监控点 0 一。堕壅笙墼型垫叁兰塑：! ：兰垡笙兰 c ) 直流屏 蒯量数据 通讯u 一_ _ _ ，_ _ 、 h _ 。_ _ h - h 、h _ h h - _ * 一 交流输入过、欠压 动力母线过、欠压 控制母线过、欠压 充电机无输出报警 模块故障 直 均充7 浮充状态 流 充电机开关机状态c o m 5 屏 熔断器熔断显示 空气开关丑琵扣报警 4 9 v 电压过、欠压 母线接地故障 充电机输出4 b v ! 电跑充。放的电流 交流输入，动力母线，控制母线，充电机输出负母线对地控制对地正塑变器输出4 8 v 等的电压 d ) 变压器温控仪 表 2 - 4 直流屏监控点 柜号位置地址测量数据通讯口 g 4 1 # 变压器 l g 52 # 变压器2 g 73 # 变压器3三相绕组温度和最大值 g 84 # 变压器4历史最高温度记录 c 。i 6 g l l5 变压器5变压器、凤机的状卷、故障 g 】36 撑变压器6 超温报警 g 1 4 7 # 变压器 7 g 1 58 # 变压器8 2 ) 二层低压柜 a ) 框架开关( p r l l 2 ) 裹25 变压器温控仪监控点 西安建筑科技大学坝1 ：学位论义 柜号位置地址遥控遥测遥信通讯口 p 5 2l p 5 p 5 - l2 p 4 13 p 4 p 4 24 p 3 15 p 3 p 3 26 p 1p 17 p 3 l 一18 p 3 l p 3 1 29 p 3 3 11 0 p 3 3 p 3 3 21 1 p 3 4 - 11 2 p 3 4 p 3 4 - 21 3 p 3 5p 3 51 4 p 3 6p 3 61 5 p 5 lp 5 11 6 开关分、合闸开关的三相电流开关位置信号 c o m 7 p 4 9 11 7 p 4 9 p 4 9 21 8 p 4 8 - 11 9 p 4 8 p 4 8 22 0 p 4 7p 4 72 l p 4 6 12 2 p 4 6 p 4 6 22 3 p 4 3p 4 32 4 p 4 2p 4 22 5 p 1 3p 1 32 6 p 1 6p 1 62 7 p 1 7p 1 72 8 p 1 8 12 9 p 1 8 p 1 8 - 23 0 p 1 9p 1 93 1 p 2 1p 2 13 2 表2 - 6 二层低压框架开关监控点 1 2 两嵌建筑科技人学坝一 擘位论文 棼w m o2 电截饺嫒 辘母镪置地巯涮鼙数据通试 p 3 一ll p 3 p 3 - 22 p lp i3 p 3 1 一i4 p 3 1 怒i - 25 p 3 争l6 3 3 兰糖电流、魄嚣 p 3 3 27 肖功功率、辩功功攀 p 4 6 - 18 功率因数 辩s e 嘲8 秘6 嚏孽 瓠嚣频率 霄臻，薏臻连l 度 p 4 3秘3l p 4 z p 4 2“ p 1 3p 1 31 2 p 1 6p 1 6 - 11 3 p 1 6 - 2l 硅 p l ?p i t1 5 。黢0豫e1 6 墩2 一三层w m 2 2 仪袭监控点 c ) d u p l i n e 暇关( 猎荚位置：p 1 6 - 2地址；1 4 ( m o d b u s ) 辘母经黉避壤测爨数掭逶谖秘 3 5 一ia i 粥s 、 p 3 5 2a 2 p 5 0 - ib l 两0 p 5 0 - 2b 2 p 5 0 一3潞 i c i 塑尧开搽缱鬟状态 e 嘶 |p 2 0 - 1 渤吨c 2 p 2 0 p 2 0 3c 3 - 瑚露c a p 2 0 5c 5 袭2 - 8 二屡d u p l i n e 阍燕监拄点 矾我稼筑料技人学坝i ：学位论史 三瑟糕蹑枢 a 摧絮群荚 柜号位髓地址避掩遥测遥信避讯口 p 1 2p 1 2l p l ip l l2 p i o - i3 p i o p i o 一24 p 9 - 1 a p 9 p 9 - 26 p 8 t7 p 8 p 舻- 28 p 5鹣譬 p 3 7 - i e p 3 7 p 3 7 21 l p 3 9 - i1 2 p 3 9 p 3 9 - 21 3 p 4 0 - 11 4开关分、台糊井关的三相电流辨装位置信号e 洲9 弼9 p 4 9 _ 21 5 矬lp 4 1 1 6 p 5 6p 5 6i 7 p 5 5 - i1 8 p 5 5 p 5 5 - 21 9 p 5 2 p 5 22 0 挖2p 2 22 l 黠5艘52 2 p 2 6p 2 6 2 3 p 2 7p 2 72 4 p 2 8 q2 5 p 2 8 心8 22 6 p 3 0雌d2 7 装2 母三星框蘩开美鼗控点 西安建筑科技大学碗l 学位论文 b ) w m 22 电量仪表( 带f 1 一f 5 柜框架开关) 柜号位置地址测餐数据通讯口 p 8 一ll p 8 p 8 22 p 6p 63 p 3 7 - 14 p 3 7 p 3 7 25 三相电流、电压 p 3 9 16 有功功率、无功功率 p 3 9 p 3 9 27功率因数 c 0 m 1 0 p 5 2p 5 28电压频率 p 2 2p 2 29有功、无功电度 p 2 5p 2 51 0 p 2 6 - 11 1 p 2 6 p 2 6 21 2 p 2 9p 2 91 3 f 1f 11 4 f 1 - f 5 框架开关 f 5f 51 5 f 4 11 6 f 4 f 4 21 7 开关分、合闸 f 3 11 8 f 3 开关的位置状态 c o m l o f 3 21 9 开关的三相电流 f 2 - 12 0 f 2 f 2 - 22 1 f 1f 12 2 表2 1 0 三层w m 2 2 电量仪表( 带f l f 5 柜框架开关) 监控点 c ) d u p l i n e 网关( 位置：p 2 6 - 2地址：1 2 ( m o d b u s ) ) 柜号位置地址测量数据通讯口 p 1 1p 1 1a p 4 1 1b 1 p 4 1 p 4 1 2b 2 p 2 9 1c 1 p 2 9 2c 2塑壳开关位置状态 c o i l l 0 p 2 9p 2 9 - 3c 3 p 2 9 4c 4 p 2 9 5c 5 p 3 0p 3 0 一ld 表2 1 l 三层d u p l i n e 网关监控点 1 5 西安建筑群技大学硕i 一学位论文 3 配电系统通信原理 3 1 配电监控系统通信概述 通信系统的建立是配电自动化系统的关键之一。配电自动化系统需借助于有效 的通信手段，将集控中心的命令传送到各远方终端，将配电系统的实时信息传到集 控中心。随着通信技术的飞速发展，各种通信手段不断出现，应根据配电系统的实 际情况，选用适当的通信方式，以最大限度地发挥配电自动化系统的作用。 3 2 配电系统通信结构简介 该配电自动化系统是由前端智能单元通过计算机网络连接而成的分布式测控 系统。配电系统主结构选用了目前较为流行的m o d b u s 总线结构，辅之以d u p l i n e 总线实现开关状态量的采集和s p a - b u s 总线( 高压部分a b b 公司继电保护器的通信 总线) ，d u p l i n e 总线与m o d b u s 总线接口使用m o d b u s 网关实现协议的转换，而 s p a b u s 与m o d b u s 总线使用一个t t l 转4 8 5 电平的串口转换器，物理传输介质为双 绞线。控制中心的计算机通过m o d b u s 总线网络与智能单元通讯，实现了变配电所 的测量、控制、保护和管理的综合化。 m o d b u s 总线速度快( 最大l o m b s ) ，传送距离远( 9 0 k b s 下可传1 2 0 0 米) ，以