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0 概述 　　高速公路供配電系統(tǒng)給沿路各收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、隧道通風(fēng)、照明、運(yùn)行監(jiān)控及辦公、生活設(shè)施等提供可靠的電力保障，這些負(fù)荷從不同角度保證整個(gè)高速公路的安全可靠運(yùn)行和運(yùn)營(yíng)單位的正常經(jīng)營(yíng)，任何電力中斷均有可能給交通安全和管理運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不可估量的損失，而高速公路的供配電系統(tǒng)又隨著負(fù)荷點(diǎn)的分散呈現(xiàn)出沿著高速公路呈狹長(zhǎng)的帶狀分布的特點(diǎn)，供配電所數(shù)量大，位置分散，按運(yùn)營(yíng)管理單位的不同可能面臨幾十公里和幾百公里不等的供電范圍，給整個(gè)供配電系統(tǒng)的管理提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，供配電管理部門常常不得不面臨人員少、維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題以及供配電網(wǎng)常期處于山區(qū)或鄉(xiāng)村所面臨的高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)、大責(zé)任的電力專業(yè)管理需求和人員素質(zhì)之間的矛盾，設(shè)計(jì)一套能有效的減低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率、避免人為事故發(fā)生的供配電遠(yuǎn)程監(jiān)控及其維護(hù)管理系統(tǒng)意義重大，為此，我們結(jié)合電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)高速公路的供電運(yùn)營(yíng)實(shí)際，使ACREL-2000供配電監(jiān)控系統(tǒng)更好的為高速公路供配電監(jiān)控服務(wù)。 1 分層分布式結(jié)構(gòu) 我們將具有從當(dāng)?shù)毓┡潆娤到y(tǒng)直接引入電源的變電所（或開閉所）稱為中心變電所，一條高速公路往往由幾個(gè)中心變電所組成，各收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、隧道或辦公樓從中心變電所取電源經(jīng)變壓后給相應(yīng)負(fù)荷供電。 　　根據(jù)供配電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和設(shè)備安裝的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)了三層分布式供配電監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模式，即在高速公路管理中心設(shè)立供配電監(jiān)控中心，為分層設(shè)計(jì)的最高層，也是全網(wǎng)數(shù)據(jù)匯流中心，負(fù)責(zé)全段高速公路供配電系統(tǒng)的電網(wǎng)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制和設(shè)備維護(hù)管理，在各中心變電所設(shè)立監(jiān)控分中心，負(fù)責(zé)本所轄區(qū)各配電所的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制和設(shè)備維護(hù)管理，在各收費(fèi)站、隧道、高速公路服務(wù)區(qū)等配電所設(shè)立第三層監(jiān)控站，負(fù)責(zé)相應(yīng)配電所的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和當(dāng)?shù)卦O(shè)備維護(hù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程傳送成為現(xiàn)實(shí)，因此我們所有的數(shù)據(jù)采集裝置均隨著一次系統(tǒng)的布置就地安裝，各監(jiān)控站、不同監(jiān)控分中心之間功能分布、互不影響，構(gòu)成了一套系統(tǒng)分層、功能分布、安裝分散的高速公路供配電監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心、監(jiān)控站之間以及監(jiān)控站各采集裝置間均采用高速工業(yè)以太網(wǎng)通信，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)式遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約IEC870-5-103規(guī)約進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。 2 組網(wǎng)設(shè)計(jì) 　　要真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分層分布式運(yùn)行，使得系統(tǒng)各單元間相互影響程度達(dá)到最小，還必須建立一個(gè)良好的通訊網(wǎng)絡(luò)。在高速公路的通信網(wǎng)絡(luò)中，可提供用于供配電監(jiān)控的組網(wǎng)通常有電話專線組網(wǎng)和光纖直接組網(wǎng)。電話專線組網(wǎng)利用高速公路運(yùn)營(yíng)企業(yè)自身的電話交換網(wǎng)絡(luò)，在需要通信的監(jiān)控中心和各監(jiān)控分中心之間、監(jiān)控分中心和各監(jiān)控站之間申請(qǐng)?jiān)O(shè)置若干對(duì)音頻專線（條件許可也可以租用地方音頻專線），通過(guò)音頻MODEM將采集來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制成音頻信號(hào)在專線電話上傳播，并在數(shù)據(jù)接收時(shí)將音頻信號(hào)還原成數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)串口服務(wù)器或計(jì)算機(jī)多串口卡送給監(jiān)控中心或分中心的計(jì)算機(jī)處理。這種方式的特點(diǎn)是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)展方便，在目前數(shù)據(jù)量小的監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，但其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)的傳輸采用RS232接口模式，傳輸速率和傳輸可靠性較低，各站間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式，占用通信資源大，維護(hù)也較為困難，特別是在底層監(jiān)控站數(shù)量較多時(shí)，將占用大量的電話線路資源，且受串口服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理能力限制，也很容易在監(jiān)控中心點(diǎn)造成數(shù)據(jù)通信的瓶頸。 　　另外一種可以選擇的通信模式為直接利用光纖組建供配電監(jiān)控局域網(wǎng)。由于通信需要，沿高速公路兩側(cè)往往鋪設(shè)數(shù)量不等的光纜，我們可以利用光纜中的少數(shù)光芯組建供配電系統(tǒng)專用的監(jiān)控局域網(wǎng)。由于局域網(wǎng)通信可以很方便的達(dá)到10M或100M以上的通信速率，因此這種組網(wǎng)方式不存在供配電監(jiān)控的任何瓶頸，且由于局域網(wǎng)通信可以方便的組建成總線結(jié)構(gòu)，所以在未來(lái)的擴(kuò)容和維護(hù)上能給用戶帶來(lái)很大的方便。在京珠高速粵境北段供配電監(jiān)控系統(tǒng)中采用了光纖局域網(wǎng)通信模式，為了節(jié)省主干光纜，在網(wǎng)絡(luò)組建時(shí)可以大量使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)級(jí)聯(lián)技術(shù)，如附圖。 　　由附圖可以看出，整個(gè)系統(tǒng)組網(wǎng)可最多占用兩對(duì)主干光纖完成。
3 ACREL-2000（高速公路）供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能 　　以ACREL-2000供配電監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合ACREL-2000供配電監(jiān)控系統(tǒng)在其他行業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，綜合當(dāng)今電力自動(dòng)化研究新成果和高速公路供配電管理運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況，經(jīng)多次設(shè)計(jì)、研討、改進(jìn)，使得ACREL-2000供配電監(jiān)控在高速公路供配電監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能： 3.1友好的人機(jī)交互界面（HMI） 標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新。 3.2用戶管理 本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。 3.3數(shù)據(jù)采集處理 ACREL-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。 3.4趨勢(shì)曲線分析 系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析界面，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。 3.5報(bào)表管理 系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。 3.6事件記錄和故障報(bào)警