电能监控与考核系统在黄骅港的应用

怀 全，韩亚慈

（神华黄骅港务公司，河北 沧州 061113）

随着黄骅港的发展，港口的用电负荷不断增长，用电设备越来越多，电能管理系统面临着新的问题。在这样的环境背景下，电能监控与考核系统的应用具有重要意义。

一、系统的结构

电能监控与考核系统硬件包括服务器、交换机、打印设备、采集器、数字电能表等。配电所内各计量点分别装设一台数字电能表，电能表通过485总线组成数据采集网络，由采集器的取数单元进行数据采集，采集到的数据通过局域网交换机传送至服务器，数据的存储考核等功能由服务器完成，系统结构如图1所示。

电能监控与考核系统软件是整个系统的核心，该系统操作平台采用Windows2003，软件开发的环境为面向对象的开发环境ASP．net，数据库采用企业级大型数据库ORACLE，从而在软件方面保证了系统的优越性能。

二、系统的功能

图1 系统结构图

电能分析考核的重点是实现电能量数据的自动采集，并以自动采集回的高精度、高可靠性的原始数据为基础，进行多层次的数据计算、统计和分析，实现作业班组考核、企业的智能化、网络化的电能利用评估。电能监控与考核系统按功能模块分为系统管理、数据录入、计算分析、综合查询、系统诊断5大功能模块，见图2。

1.系统管理系统管理主要实现通信资源管理、用户管理、系统定时任务管理、系统内部参数的定义和修改、数据及档案备份与恢复、系统运行维护等，具体如下。

图2 系统功能结构图

在数据库中设置不同权限的用户和相应密码，保证级别较低用户不能越权操作数据库和非法用户不能使用数据库。应用软件中设置有系统管理员、专业操作员、一般用户和临时用户四个层次，每个用户的操作范围和操作权限可以单独设置和修改，系统的日常操作、参数设定、数据查询等功能根据权限不同而不同，并提供完善的系统操作记录和事件日志。

该系统可以根据使用需要设定抄表方案，即设置抄表时间间隔（如1h），系统即可进行自动抄表，连续、准确地采集到各类数据，也可设定一个较小的时间间隔（如1min）连续跟踪某个或某两个负荷的变化情况，或根据班组作业情况（倒班时间）设定相应的定点抄表时间，以便统计各班组用电情况。

2.数据录入

针对系统计算分析所需的数据，而监控系统又无法自动获得的数据，或系统能自动获得但需要人工调整的数据。此时用户录入相关数据以便系统对采集的数据进行修正和相关统计计算。录入包括班组作业量、人工修改表码数据、人工追加各种电量等事项，班组对应的设备故障、供电故障、计划机械设备检修、计划供电设备检修停电时间等。

3.计算分析

该系统进行多层次的数据计算、统计和分析以实现企业的智能化、网络化的电能综合评估。统计计算包括综合统计计算和单一统计计算。综合统计计算是对企业整体用电状况的把握，单一统计计算是分析各用电单位、各生产班组的电能利用状况。统计计算是根据抄表数据和录入数据由系统自动进行的计算，并根据计算结果绘制图形和制作报表。包括对班组吨煤耗电按月、季、年进行统计，对部门用电量按日、月、季、年进行统计；对全公司整体的用电量按日、月、季、年进行统计；对检修停电或故障停电时间的统计；功能模块所需要的计算，包括电能利用率计算、电能平衡计算、负荷分布计算及其他功能所要求的计算。

4.综合查询

该功能是实现不同操作人员对计算分析、考核结果、系统运行参数等的查询，查询方式包括历史查询和实时查询两种。包括实现电量、负荷、连续跟踪监测等信息的显示和查询；为领导和决策者提供相关信息查询，包括负荷曲线、各计算分析结果等，并可以实现各种曲线图表的显示功能；异常数据的查询；对通信失败的计量点或线路的显示和查询。

5.系统诊断

此功能是实现系统自动检查的功能，可以方便地检查和确认系统是否存在异常，主要包括服务器及数据库自检，通信工作站及通道资源自检，应用工作站及应用程序自检，系统配置表参数自检等，并可实现故障报警。

三、系统的计算方法、过程及结果

1.计算用数据

系统计算所用的数据是电能表采集到的，如整点有功表底、无功表底、功率因数、电压、电流等。

2.部分计算方法

（1）班组平均吨煤耗电量P

电能监控与考核系统根据从各配电所馈线柜上采集到的各班组生产用电量W（kW·h）和录入的各班组作业量Z（t）可以计算出甲、乙、丙、丁各班月、季、年的平均吨煤耗电量P=W/Z。

（2）变压器负载系数β

该系统自动统计出的变压器投入运行的时间T(h)、运行期间变压器负载侧的有功电量Wp（kW·h）、运行期间变压器负载侧的无功电量Wq（kvar·h） 和变压器额定容量Se（kV·A）即可计算出变压器负载系数β

（3）以配电所为一个用电体系的功率因数cosφ

系统根据采集到供给配电所的总有功电量Wrp(kW·h)和供给配电所的总无功电量Wrq(kvar·h)即可计算出配电所体系的功率因数cosφ

（4）配电所的日负荷率Kf

系统根据采集到的日实际用电平均有功负荷Pp（kW，其数值等于实际用电量除以用电小时数）和配电所出现的日最大小时平均有功负荷Pmax（kW）即可计算出日负荷率Kf

（5）配电所内电能利用率η

系统根据采集到的数据自动统计出配电所主变进线电量WP（kW·h） 各所馈线电量Wpi，站内变压器损失电量ΔWP，站用电量Wpz、电容器馈线电量Wpr、接地变及消弧线圈馈电Wpj可生成电能平衡图和电能平衡表及计算出站内电能利用率η。

站内电能利用率η的计算公式为

3.计算报表

电能监控与考核系统可以按用户设定的时间间隔对选定的内容进行滚动数据记录，可设置1、5、10、15、30min等不大于24h的数据采样间隔时间。采样可选择电压、电流、有功功率、无功功率、电能量总量、功率因数等数据信息，并可采用相同的时间间隔或不同的时间间隔，可选择某项作为记录内容。每点记录均有4个字节的时标，记录数据采样式为月、日、时、分。