工厂供配电调度SCADA系统研究与设计

摘 要：工厂的供配电系统能够协助电力调度管理部门实时查看电网当前状态，并结合工厂用电实际进行配电网设备的设置与调整，从而保证车间和生产现场的安全可靠供电。文章结合工厂生产实际，在分析电气自动化监控系统以实时监控功能的基础上，为其设计供配电调度SCADA系統。

关键词：工厂供配电；电力调度；SCADA系统

1 引言

工厂的供配电系统是工厂能源的分配系统，其主要功能是把来自电网公司的电能通过降压处理之后，再将其合理分配至各个生产车间等部门，因而是电力系统的重要组成部分。当前，不少大型的工厂由于用电量巨大，已经拥有或正在筹建自备电厂实现企业供电的自给自足，因此综自系统的设计和部署是当前不少企业重点建设的项目。而综自系统中的数据采集与监视控制系统（SCADA）能够协助电力调度管理部门实时查看电网当前状态，并结合工厂用电实际进行配电网设备的设置与调整，从而保证车间和生产现场的安全可靠供电。一旦有电力事故或者障碍发生，SCADA系统还能第一时间获取设备各类数据信息，并依照事故预案及时对事故进行处理，并保留处理数据供日后分析，从而使工厂生产部门的供电可靠性极大提升，停电时间尽量缩短。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统，本文结合工厂生产实际，在分析电气自动化监控系统以实时监控功能的基础上，为其设计供配电调度SCADA系统，本文的成果有利于提升工厂电网的可靠性，实现生产安全。

2 系统需求分析

一般中型工厂的电源进线电压是6-10kV，而一些大型工厂则拥有66KV的设备以及380V进线等，通过SCADA实现供配电的监控与管理。系统所需达到的目标包括：

（1）能够监控和管理全厂所有电压等级的设备和进线，能够对设备进行远端操作，对馈线开关能够实现遥控功能，包括推进、拉出等；（2）能够对工厂电力主变实现远程有载电压调节；（3）引入综合保护器进行保护，支持通用的数据通讯接口，实现数据的传输和下载；（4）能够管理电气智能设备，与之通过统一配置的接口进行数据集传输，实现数据的读取和上传；（5）能够实现对智能配电装置的管理，如无功补偿器、UPS不间断电源等，与之通过统一配置的接口进行数据集传输；（6）能够与工厂供配电的在线监测装置进行通讯，包括气温气压监测、变压器油温监测等。

3 SCADA系统的设计

3.1 体系结构的选择

本系统是基于J2EE框架进行开发和实现的，其优势包括：（1）成功分离了网页内容的产生与网页内容的显示，在JSP标准的支持之下，网络页面的制作者能够通过超文本传输协议与XML来对所制作的最终网页进行设计。（2）支持重用群组件，在JSP环境中所开发的各类页面，都具备可重用的属性，而且还支持系统的跨平台开发，这样的属性就很容易实现信息系统所要求的一些复杂程度较高的各类处理。由于将组件作为开发的最小模块进行操作，系统的开发过程被加速。（3）引入标识，对网页的制作过程进行简化，JSP环境把一些常用的功能都进行了封装，这些功能所支持的，都是进行动态内容制作的时候必须的，从而使开发的应用系统的扩展性更强。

3.2 系统框架结构设计与执行流程

为实现对工厂配电系统设备与装置的模拟量、信号量、遥测量、遥调量的监控和操作，在系统框架设计中，引入了分层化的设计模式，分层的具体依据是结合信息系统的具体功能来划分的，对于不一样的操作与不一样的处理，将其分配到不一样的层次中来处理，在信息系统具体的开发过程中，为了使层次之间能够彼此保持更大程度的独立性，不同的层次与层次间，仅仅以接口来进行通信，凡属于下一级的层次，均具备为了满足上层调用而设置的接口。系统架构中不同层次（数据层、中间件层、应用层）的功能设计阐述如下：

在系统的数据层，通过RTU进行数据信息的采集，这些信息包括工厂配电系统设备与装置的表计、传感器、控制器等。如果发现其中的告警信息，数据层会优先将其传递给告警功能模块。数据封装的方法有两种，一是能够被以静态模式进行绑定，二是可以在UDDI被发现，再直接实现对其的调用，有时候也可以通过编排到系统的组合服务而实现。

在系统的中间件层，主要实现工厂配电网络的告警信息、实时查询、遥测遥控等功能。中间件层的设计也是信息平台的核心部分。业务层的设计决定了一个信息系统是否具备健壮性、灵活性。通过实时监控各类变量是否超过了阈值来判定是否产生告警信息，通过SOAP协议获取SCADA中所需的数据信息。同时，接收来自用户的操作信息，并将其翻译成控制指令，实现设备的遥测和遥控。

4 结束语

本文所涉及的系统具有比较强的适应性，可以应用于拥有自备电厂的大型企业，系统运行状态非常稳定，能够充分满足生产车间的电力供应与管理需要，同时SCADA还可以通过工厂内部的以太网实现与办公自动化系统以及安全管理系统等连接，实现远程的调用与管理，有助于提升企业的经济效益和社会效益，具有比较好的理论价值与实践意义。

参考文献

[1]崔政斌.用电技术[M].北京：化学工业出版社.安全科学与工程出版中心，2012.

[2]林永军，施玉杰配电网自动化实用技术[M]北京：中国水利水电出版社2012.12～14

[3]R.I.威廉姆斯.油气工业监控与数据采集（SCADA）系统[M].北京：石油工业出版社，2009：398-400.