浅谈电力监控系统的功能与应用
摘要：随着科技的逐渐进步与发展，智能电力监控系统也愈来愈普遍，智能电力监控系统作为一种拥有智能化、科技化、网络化的监控系统，重复解决了合理分配电力资源的问题，为人们的生活和工作带来了方便和快捷的条件，智能电力监控系统的是一种集软件、硬件为一体的智能系统，智能电力系统的应用，将促进智能系统的发展，本文主要阐述了智能电力监控系统的发展过程和组成，并分析和探究了智能电力监控系统的主要功能。
关键词：电力监控系统；组成；功能
在电力系统中，工作人员需要对电力系统中的各项数据进行相关的测量，以保证电力系统的正常运作，其中包括电力系统中的电流、电压和具体的功率等，根据所收集到的具体参数进行一定的探究，并找出相关规律，减少电力资源的浪费，为保证国民经济的正常运转贡献出更大的力量。
电力智能监控系统按结构形式可分为集中监控系统模式、区域供电集中监控系统模式和光纤自愈环网集中监控系统模式。集中监控系统模式适用于供电范围集中、监控对象数量不大的电力监控系统。系统采用分层分布式机构，分为间隔层设备、通信层设备、站控层设备。系统间隔层设备采用微机综合保护装置、智能配电仪表以及其他智能电子设备（IED）装置。所有间隔层设备均带有RS-485通信接口，以Modbus通信协议通过屏蔽双绞线接入通信管理机。通信管理机和后台监控主机通过站级以太网连接。系统监控主机可在HMI上显示整个系统的监控画面和实时运行状态。系统监控主机还可以对系统进行常规的控制，并对系统进行维护、修改和配置。
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电力监控系统的发展过程
在我国，电力负荷控制的研究从未终止过，随着我国对于电力负荷控制的逐步研发，如今在生活中，电力负荷控制已经得到广泛的发展和应用，各省市采取不同的技术手段对各部分地区实施负荷控制，其中技术手段主要包括集中型控制、分散型控制和分时控制这三种主要方式，电力负荷的推广和发展离不开电力数据的收集，电力负荷控制的一个重要的参数信息就是电力数据的采集。伴随着电力体制的不断改革和科学技术的不断进步，真正意义上的智能电力监控系统的建立也提上日程，电力营销系统和电网商业化运营需要智能电力监控系统的电力数据作为参考依据，一个良好的智能电力监控系统可以对数据进行有效的采集、处理、统计和存储等，配备更具有灵活性的配置和更为人性化的人机互动界面，在确保电力数据采集的同时，不丢失所采集的电力数据，伴随着我国从模拟式监控逐步演变为数宇化监控再到如今的远程化监控的发展历程，智能电力监控系统已经成为监控系统中的的一项核心系统，智能电力监控系统对于企业降低成本、提高效率、控制电力等方面的作用是十分巨大的，因此，智能电力监控系统的有效合理发展十分重要。
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电力监控系统的组成
电力监控系统主要由俩个部分所组成，其中一部分是系统硬件数据采集部分，另一部分则是软件预测部分。第一，系统硬件数据采集部分是智能电力监控系统的基础部分，系统硬件数据采集部分为智能电力系统提供测量的数据，同时这也要求系统硬件数据采集的数据十分精确，系统硬件数据采集部分主要应用时分割乘法技术，运用电力技术、模拟电子技术和传感器将电力电压、电流和功率等电力参数转变为相多较弱的弱点电压和弱点电流，同时，系统硬件数据采集部分通过高精度A/D转换器将电压、电流等电力数据转变为真正意义上的数字量，更好更有效地便于处理器进行数字处理过程，同时，系统硬件数据采集部分需要和软件预测部分相连接，在系统硬件数据采集部分更注意开发有效实用的软硬件，对后期软件预测部分提供便捷的条件。第二，软件预测部分，软件预测部分包括SQLSERVER数据库部分和算法库，SQLSERVER数据库部分主要是对于历史数据进行存储并对存储串行口采集的数据进行更为有效的管理，这种前台的控制软件十分重要，对于以后算法库的采集数据有着至关重要的作用。算法库包括许多算法，其中主要对智能电力监控系统有帮助的算法包括线性外推法、回归分析法、卡尔曼滤波法、小波分析法等，同时还具备人工神经网络预测模型、紫组织特征映射神经网络模型、线性回归模型等，对于智能电力监控系统的数据进行有效的分析和探究，保证智能电力监控系统的正常运行。
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电力监控系统的主要功能
3.1数据处理功能。智能电监控系统可以对所采集到的数据进行更为准确的处理，对电力系统中的重要电力参数电压、电流、功率等进行存储，并通过更为直观的方式显示各项电力参数的具体数据，便于工作人员直观的了解电力数据，维持对电能持续有效的控制，不丢失重要的电力数据，有效地控制电能，保证数据的完整性。
3.2事件记录功能。智能电力监控系统的推广与发展，将会对所有的用户的具体操作和实际事件进行详细的记录，其中包括事件的具体发生时间和方位，对于智能电力监控系统的所有用户进行更为可靠的保障，同时还会对所记录的事件进行功能，如果有异常情况发生，将第一时间发现问题并进行，确保电力人员第一时间发现问题并进行有效的解决，保证电力工程的正常运行。
3.3五遥功能。五遥功能是指遥信、遥控、遥测、遥调和遥设功能，智能电力监控系统的五遥功能是对电力工程持续有效运行的重要保证，通过对于整个电力设施的实时监控、实时控制、实时测量、实时调控和实时修改，更方便快捷地对电力工程的各项部分的工作状态进行控制，保证电力工程的运行通畅，对整个供配电过程进行更为仔细、认真的监控，同时使整个智能电力监控系统更具有完整性和一体化。
3.4提高工作效率，降低能源成本。智能电力监控系统的完善，有助于工作人员在短时间内根据发生的状况进行准确的判断和操作，并且可以通过智能电力监控系统获得故障的详细信息，对于工作人员安排维修工作提供了便捷的条件，大幅度的提高工作效率，降低了能源的损耗，保证资源的合理利用和电力成本的降低，保证我国电能的合理利用和资源成本的优化，有效地提高了生产能力和工作效果。
3.5改善电力质量。智能电力监控系统的监测对于提高电力质量有着更为重要的作用，一些负载对于电力质量的要求非常高，电力质量的提高将会减少负载相关的故障的发生，通过智能电力监控可以对这类事件的发生做出一定的预防，并可以及时有效地处理相关的困难和问题，改善电力的质量，提高电力工程的整体水平。
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安科瑞电力监控系统产品介绍与选型
4.1概述
Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等多功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站稳定、经济运行提供了坚实的保障。
4.2应用场所
办公建筑（商务办公、机关办公建筑等）
商业建筑（商场、金融机构建筑等）
交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）
厂矿企业建筑（石油、化工、水泥、煤炭、钢铁等）
新能源建筑（光伏发电、风能发电等）
4.3系统结构
Acrel-2000Z电力监控系统釆用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。
4.4设备选型
| 应用场合 | 型号 | 保护功能 |
| 35kV/10kV/6KV进线柜电能质里在线监测 | APView500 | 电网频率，电压、电流有效值有功功率、无功功率、视在功率及功率因数，电压偏差，频率偏差，三相电压不平衡度、三相电流不平衡度；三相电压、电流各序分量；基波电压、电流，功率、功率因数、相位等，谐波（2~50次）。包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波电压、电流含有率、有效值、功率等，谐波群，间谐波电压波动、闪变。可输入57.7V/100V或220V/380V。 |
| 35kV/10kV/6KV微机保护装置 | AM6-* | 适用于6-35kv配电线路、主变、配电变压器、电动机、电容器、PT监测/PT并列、母联/备自投等中高压柜微机保护 |
| 35kV/10kV/6kV弧光保护 | ARB5-M | 主控单元，可接20路弧光信号或4个扩展单元，配置弧光保护(8组)、失灵保护(4组)、TA断线监测(4组)、11个跳闸出口 |
| ARB5-E | 扩展单元，多可以插接6块扩展插件，每个扩展插件可以采集5路弧光信号 | |
| ARB5-S | 弧光探头，可安装于中压开关柜的母线室、断路器室或电缆室，也可于低压柜。弧光探头的检测范围为180°，半径0.5m的扇形区域 | |
| 35kV/100kV/6KV高压柜智能操控节点测温 | ASD500 | 一次回路模拟图彩屏显示及开关状态指示，高压带电显示及核相，标配一路温湿度控制，加热回路故障告警，分合闸回路完好指示、分合闸回路电压测量、预分预合闪光指示、电气节点无线测温，人体感应自动照明，语音提示，电参数测量，4-20mA变送输出，RS485通讯接口、以太网通讯接口、USB接口，IRIG-B对时 |
| 35KV/10kV/6kv间隔电参量测量 | APM830 | 三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ)，零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月值，电流、电压不平衡度，66种类型及外部事件(SOE)各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2D1+2D0，RS485/Modbus，LCD显示 |
| 35KV/10kV/6KV高压柜除疑露温湿度控制器 | WHD面板式 | 支持测量并显示2路温度，2路湿度。 |
| WHD20R | 支持测量并显示2路温度，2路湿度。 | |
| 变压器绕组温度检测 | ARTM-8 | 8路温度巡检，预埋PT100，RS485接口，2路继电器输出 |
| 0.4KV低压进出线柜接头测温 | ARTM-Pn-E | 无线则温采集可接入60个无线测温传感器;U、I、P、Q等全电参量测量;2路告警输出;1路RS485通讯 |
| ATE400 | 合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A，无线传输距离空旷150米 | |
| 0.4kV低压出线柜多功能电力仪表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos)，四象限电能,2~31次谐波测量，大需量，RS485/Modbus，LCD显示 RS485/Modbus，LCD显示 |
| AEM96 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、下测里，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐皮含里分析、低压出线分相谐波及总基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3x1.5（6)有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级 | |
| 04KV低压柜内环境温湿度 | AHE100 | 无线温湿度传感器，发射频率:5min，传输距离:200m，电池寿命≥:3年(可更换) |
| ATC600 | 两种工作模式:终端、中继。ATC600-Z做中继透传ATC600-Z到ATC600-C的传输距离空旷1000m;ATC600-C可接收AHE传输的数据，1路485,2路出口。 | |
| 网关 | Anet-2E8S1 | 8个RS485串口2kV隔离，2个以太网接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通讯协议设备的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上传协议支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220V AC/DC。 |
| 电力监控系统 | Acrel-2000/Z | 数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、权限管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表。 |
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结束语
智能电力监控系统以各项软件作为基础，通过对电力数据的收集、存储和分析对运行过程、运行状况进行保护和监控的高级系统，智能电力监控系统的推广和进步，提高了工作人员的工作效率，保证电力工程的正常运行，对供配电系统的可靠性进行了大幅度的提高，伴随着智能电力监控系统的发展，工作人员应不断开发和创新更为先进的智能电力监控系统，保证电力使用可靠的同时，推动我国电力事业的进步，为我国电力事业贡献更多的力量。
参考文献
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陈晓燕.浅析智能电力监控系统[J]
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]张九根，丁玉林．智能建筑工程设计[M]．北京：中国电力出版社，2007．
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安科瑞电力监控与保护类产品选型手册,2022.07.
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安科瑞企业微电网设计与应用手册，2022.05.