城市轨道交通电力综合监控系统的结构与网络通信（共5篇）

第一篇：城市轨道交通电力综合监控系统的结构与网络通信

城市轨道交通电力综合监控系统的结构与网络通信 1引言

目前我国城市轨道交通建设正在快速的发展，到2010年我国计划新建城市轨道交通项目总长度将近1300公里，总投资约5000亿元。城市轨道交通系统是一种高密度、大运量的交通系统，必须保证其高度的安全性和可靠性，而电力综合监控自动化系统则为整个轨道交通的安全运行提供了基础保障。电力综合监控系统简称SCADA 系统，它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节及各类信号报警等各项功能，使调度中心实时掌握各个变电所设备的运行情况，直接对设备进行操作。

电力综合监控系统早期广泛应用在铁道电气化远动系统上，如今随着城市轨道交通的迅猛发展，它走入了一个新的发展时期，并逐渐形成了具有城市轨道交通特色的电力综合监控系统，和以往的系统相比其具备以下特点：

（1）具有更强大的接口通讯处理能力；

（2）具有更快速准确的实时数据运算和传送功能；

（3）具有单控、程控、时间控制等更灵活多样控制功能

（4）具有更强大集中的数据监视平台，提供更丰富的调度管理功能。

随着计算机等通信技术的飞速发展和广泛应用，地铁电力综合监控系统网络及其通信协议正向着开放、高速、综合的网络化方向发展，采用统一的国际标准，提高所内设备的互操作性，是今后电力综合监控系统的方向，也是设计新的大型综合监控系统的出发点。

本文结合国内外城市轨道交通对电力综合监控系统的功能需求和工程实际详细分析和阐述了城市轨道交通电力综合监控系统的结构和网络通信体系，分析了IEC61850标准在城市轨道交通电力综合监控系统上的良好应用前景。电力综合监控系统结构

电力综合监控系统是利用计算机控制、网络、数据库、现代通信等技术将变电站所有二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等），经过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调来提高变电站运行效率和管理水平的一种综合性的自动化系统。

电力综合监控系统主要有集中式和分布式两种结构，集中式系统结构按信息类型划分功能。其信息是集中采集、处理和运算的。此类结构对监控主机的性能要求较高，且系统处理能力有限，开发手段少，系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差，抗干扰能力不强。而分布式系统结构则按功能设计，如按保护和监控等功能划分单元，分布实施。其结构采用主从 CPU协同工作方式，各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信。分布式结构有助于系统扩展和维护，可靠性好，局部故障不影响系统其它模块正常运行。

以广州地铁为例，其供电系统主要由110 kV/33kV主变电所及分布于沿线各站的牵引降压混合变电所、降压变电所组成，各车站变电所进线电源均采用33kV，地铁内部由33kV电压组成一个独立开环供电网络，该网络以双回路馈电电缆向各牵引降压混合变电所和降压变电所供电。针对该供电系统特点，广州地铁电力综合监控系统采用了集中管理，分散布置的模式，分层、分布式的系统结构，系统由管理层，网络通信层、间隔层设备组成。变电所管理层通过通讯网络与所内各供电系统智能设备进行接口数据交互，完成数据采集与控制功能。其电力综合监控系统对全线上述各类变电所的供电设备进行监视控制、数据采集以及对接触网电动开关设备的运行状态监视控制，负责全线牵引及电力供电系统的运行管理、正常检修及事故抢修的调度指挥，以确保整个供电系统及设备安全、可靠地运行。其典型系统结构图如图1所示，地铁的间隔层设备接入系统的网络主要有三种方式：

（1）间隔层设备直接接入到变电站的管理层网络中，如交直流屏、再生制动装置等间隔层设备。

（2）间隔层设备先联网后再接入到管理层网络中，如33kV保护测控单元、1500V保护测控单元、低压智能测控单元等间隔层设备。

（3）通过转换单元接入管理层网络，如轨电位、上网隔离开关、排流柜等间隔层设备。

图1

典型城市轨道交通电力综合监控系统结构图

该系统采用三级控制方式，即控制中心远方控制、所内控制信号盘上集中控制、设备本体控制。三种控制方式互相闭锁，以达到安全控制的目的。中央监控中心主要有控制、数据采集处理、显示、报警、维修及事故抢修调度等功能。调度人员在此进行日常控制、监视和调度管理等工作。设在变电所的就地监控系统由控制信号盘（包括通迅控制器、测控单元、馈线隔离开关控制回路、交换机等）、下位单元、维护机及所内通信网络等部分组成。城市轨道交通电力综合监控系统的网络通信

随着计算机技术、现场总线、快速工业以太网等技术的飞速发展和广泛应用，地铁电力综合监控系统网络及其通信协议也正发生着深刻的变化，传统的集中、低速、专用封闭式的自动化系统正向着开放、高速、综合的网络化方向发展，通过局域网的互联，实现系统信息资源的共享利用。

从目前地铁工程建设实施的经验以及国内外设备和技术条件来看，地铁电力综合监控系统安全稳定运行的关键在于如何有效解决各种设备间的接口通信。由于各大传统的间隔层电力设备和监控系统厂商几乎都有适用于自家设备的通信协议，各种协议之间无法直接通信使得电力综合监控系统厂商集成的时候增加了很大的技术难度和很高的技术成本，因此要从根本上解决接口问题，就只有要求各个厂家采用开放式的接口和通信协议，构建一个开放的系统。目前，地铁电力综合监控系统也正向着通信接口标准化、提高设备间的互操作性方面发展。研制开发符合国际和国家标准通信规约的各种通信软件对于提高地铁变电站综合自动化系统的技术水平和管理水平显得非常重要，也是地铁电力综合监控系统发展的主要发展方向之一。

IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)的 3个工作组10,11,12(WG10/11/12)负责制定的。它能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用,节约大量时间,增加了自动化系统使用期间的灵活性。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用（Plug and Play）的特性，极大的方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用。

IEC61850通信标准通过对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口（ACSI），并支持TCP/IP协议，是一个开放的，代表了未来变电站自动化技术发展方向的通信协议，IEC61850标准强调了变电站自动化系统中信息的数字化，既包括在管理层和间隔层实现基于高速以太网的实时通信，也包括在过程层（包括数字化的电气量采集装置、合并单元等）实现基于网络的通信。这种基于以太网的通信架构的采用，统一了通信系统的物理介质，减少了因为不同的物理介质而导致的互连问题，同时在过程层中采用以太网进行二次电气量（包括模拟量、开关量）的数字化传输，将大大减少变电站的接线，方便工程设计和维护。IEC61850协议将变电站通信体系分为3层：变电站层（管理层）、间隔层及过程层。在管理层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范、传输控制协议/网际协议（TCP/IP）、传输GSE/GOOSE信息的无连接网络协议CNNP，传输网络是冗余以太网或光纤环网。在间隔层和过程层之间的网络采用点对点的单向传输以太网或者交换式实时以太网。

在广州地铁五号线电力监控系统中，在和底层间隔层设备的通信协议上首次采用了国际先进的IEC61850协议，广州地铁在全国同行业率先采用IEC61850标准极大地推动了轨道交通电力综合监控系统向国际标准前进的步伐，同时也敦促和坚定了设备厂家开发IEC61850规约，向国际统一标准发展的决心。可以说为轨道交通乃至全国电力综合监控系统接口的标准化开发带一个好头。

4结束语

本文分析了城市轨道交通电力综合监控系统功能、通信网络结构，介绍了IEC61850国际通用标准协议，它为改进信息技术和自动化技术的设备数据集成提供可能，极大的方便了系统集成，保证了系统运营的稳定安全。随着网络技术、通信技术以及计算机软硬件技术的发展，地铁电力综合监控系统将是一个融合了当今最新的网络技术、符合最新的国际变电站自动化通信体系标准、结构以及功能上完全分布的开放式系统。

第二篇：PowerLogic电力监控系统

PowerLogic电力监控系统

作为世界领先的电气产品供应商，针对客户需求，提供了专业的电力监控解决方案。它基于先进的现场总线方式实现电力系统信息的交换和管理，系统集保护、测量、控制、信号采集、故障录波、谐波分析、用电管理、电能质量分析、负荷控制和运行管理为一体，通过通讯网络、计算机和专业的电力监控软件使用户的电力系统透明化，是一套提高电力系统安全性、可靠性和管理水平的智能化系统。

PowerLogic电力监控系统充分运用了现代电子技术、计算机技术、网络通讯技术、控制技术的最新发展，实现了对变配电系统的中压系统、低压系统、变压器、直流屏、发电机组、应急电源等设备的分散数据采集和集中监控管理。

施耐德电力监控系统的主要功能：

·电力系统运行监视

·电能消耗管理：分析电能消耗、设备电能分配、电能流向

·电能质量管理：谐波分析、波形捕捉、扰动和波动监测等

·报警和事件管理

·历史数据管理

·远程控制

·报表管理

·用户管理

PowerLogic电力监控系统为用户提供了完整的电力监控解决方案，同时具有良好的开放性，可以方便地与其它自动化系统和智能装置进行通讯，如DCS系统、楼宇自控系统、消防控制系统等，实现自动化系统间相互通讯和信息共享。

北京合众科林公司和施耐德电气不仅为用户提供了专业的电力监控系统解决方案，同时提供了专业的系统集成服务：协助进行需求的分析、监控方案的制定、系统费用的预算、设计和施工图纸的制作、现场的施工和调试、用户的培训、售后服务等。

客户价值：

·提高电气系统运行管理的效率

·减少电能消耗成本

·提高系统运行连续性和可靠性

·缩短停电时间，减少停电损失，避免故障发生

·减少系统运行管理和维护费用

·监视电能质量，发现潜在故障

第三篇：综合监控系统报告

综合监控系统

随着地铁现代化和自动化技术的发展，对运营安全和管理水平要求的不断提高，运营过程中被监控对象之间的关系越来越复杂，对信息采集和处理的实效性要求越来越高，对运营的安全、可靠性越来越受到重视，对资源共享和信息共享提出了更高的要求。

现代化的地铁运营管理要求自动化系统能提供一个可实现信息互通和资源共享的平台。地铁综合监控系统是一个面向调度和车站操作人员的大型计算机集成系统，采用先进的计算机及网络技术，集成和互联多个自动化系统（如电力监控系统、消防报警系统、设备监控系统等），形成一个统一的监控系统平台，实现了各集成和互联系统的信息整合和共享、综合监视与操作。

综合监控系统的主要功能包括对机电设备的实时集中监控功能和各系统之间协调联动功能两大部分。一方面，通过综合监控系统，可实现对电力设备、火灾报警信息及其设备、车站环控设备、区间环控设备、环境参数、屏蔽门设备、防淹门设备、电扶梯设备、照明设备、门禁设备、自动售检票设备、广播和闭路电视设备、乘客信息显示系统的播出信息和时钟信息等进行实时集中监视和控制的基本功能；另一方面，通过综合监控系统，还可实现非运营情况下、正常运营情况下、紧急突发情况下和重要设备故障情况下各相关系统设备之间的调互动。

一、综合监控系统的集成方案。

综合监控系统从集成的深度来划分，有顶层信息集成、深度集成两种集成方案。

1、顶层信息集成

顶层信息集成实质是将早期分立监控模式下各子系统的上下位机结构拆分成两个独立部分进行设计、实施和调试。上位机监控部分功能由综合监控系统来完成，下位控制器部分功能由各集成子系统完成，建立在此结构上的综合监控系统，通常会设置专门的网关接口设备(如前端处理器FEP)来实现与各接入系统的数据通信和信息隔离。

顶层信息集成模式强调对综合监控系统的自身性能保护, 数据处理过程中需要通过网关接口设备(前端处理器FEP)将各接入系统所上传的监控信息进行有选择性的筛选,控制子系统上传点数的总体规模,从而保证自身系统的稳定性和实时性。国内早期的综合监控系统，比如上海地铁3号线主控系统,就是采用这种集成模式的系统构架来进行工程实施的。

顶层信息集成模式受到当时网络传送带宽、计算机软件数据处理能力和各子系统间接口协议不开放等多方面因素的限制，整个数据处理过程中增加了一个转换和再处理环节,造成系统的实时响应性受到拖累。为克服这种不利影响,综合监控系统只能采用控制系统监控点数的方法来解决实时响应性的问题,这样也间接导致被集成子系统的部分原有功能被弱化或舍弃。同时，各重要集成子系统站间通信和远程访问等功能所需的网络通道却无法由综合监控系统提供。为了实现这些站间通信功能,这些子系统只能采用另外再单独组网的方式来解决。

2、深度集成

深度集成是将原来分层设置的多个监控系统作为一个大规模的综合自动化系统，进行统一设计、招标、实施和调试。深度系统集成模式的综合监控系统的内容也相应扩大，包括了顶层集成模式的综合监控系统、电力监控子系统(PSCADA)、环境与设备监控子系统(BAS)、火灾自动报警子系统(FAS)和门禁子系统(ACS)等多个部分。其主要特点为将分立监控系统上下位机结构作为一个整体进行考虑，原来分立系统的功能统一在综合监控系统软硬件平台上完成。深度系统集成模式在接入方式上进行了优化设计，多个控制层设备(如PSCADA控制器、BAS控制器、FAS报警盘和ACS控制器等)皆直接连接到综合监控系统的站级局域网络上，这样的设计在简化网络层次的同时，还满足相关子系统设备异地通信和远程访问等功能需求。

深度集成模式的综合监控系统在上下位机的连接方式上采用主要控制层设备直接接入综合监控系统站级局域网的方式，这样控制层设备之间的站间通信功能和远程访问、下载和维护功能，皆可以通过综合监控系统构建的全线网络来实现，这在以往顶层信息集成模式中是无法实现的。

从软件数据采集和处理方面来看，由于深度集成模式的综合监控系统采用同一厂商的开放性软件集成平台，使得大多数监控数据可以采用一次数据采集、数据处理和数据表示的处理方式，而不需要进行顶端信息方式所需的数据转换和数据再处理等过程，因此减少了中间环节，系统实时响应性得到了保证，系统监控点数的规模也可相应扩大，因此实现功能相对于顶层信息集成来说更加完善和强大，各城市地铁新线综合监控系统皆根据各自的特点采用类似的建设模式。

二、综合监控系统的构成方案

综合监控系统根据运营管理模式、采集信息的处理方式以及中央级存储和管理数据量的大小，在构成上可分为以下三种方案。

方案一：在中央级设置冗余的全局实时和历史数据服务器，将车站级的所有联网子系统的全部数据实时地采集到中央级来进行统一的管理和控制。由于数据量的庞大，处理复杂，需要分别设置实时数据服务器和历史数据库服务器，以便监视和控制全线所有监控对象，实时反映现场状态并进行及时的响应和存储。车站级仅设实时服务器，仅保存本站所需的、常用的、重要的数据和参数。

方案二：综合监控系统不设置全局性控制服务器及实时数据服务器，车站级作为数据收集、处理和保存的核心；中央级综合监控系统仍设置冗余的实时服务器和历史服务器，但其软硬件配置上与车站级服务器属于同一档次。在中心数据库中不收集、保存和管理全局数据，仅保存控制中心监控所需的、常用的、重要的数据和参数，一般数据和参数根据调度员所需临时访问各车站数据库。

方案三：车站分为集中站和分站，中央级综合监控系统设置冗余实时服务器和冗余历史服务器，中心不担负每个车站级实时数据处理，只负责必须由中央级实现的功能，而将大量实时数据处理功能下放到车站一级。车站一级又分为集中

站和分站，每3-4个车站设置一个集中站，其余为分站。集中站设冗余服务器，负责各站的数据处理，分站不设服务器。系统采用分布式数据结构，车站主要负责系统联动与模式控制功能。

集中站与分站的关系：正常情况下，集中站具有本站设备监控功能，对分站设备只有监视功能和数据存储功能；分站监控本站设备，分站授权给集中站后，集中站也可以具有对分站设备的控制功能。中心级与集中站、分站的关系：正常情况下，中心级直接与集中站互传信息，集中站与分站互传信息；经过集中站授权后，中心级综合监控系统可以与分站直接互传信息。

综合以上三个方案，在运营管理方面，方案

一、方案三更适用于OCC集中运营管理，亦即更容易向将来车站无人管理模式过渡，方案二集中管理功能相对较为弱化，不易将来向车站无人管理模式过渡；在系统安全可靠性方面，方案一每一个数据均双重拷贝，当某一车站的服务器宕机时，不会存在数据丢失，且其故障范围只影响本站，方案三每个数据亦双重拷贝，但当集中站宕机时，其故障波及范围包括本站及其分站，方案二多数数据仅储存于车站服务器内，无异地备份；在投资方面，三个方案之间差别不大；在可扩展性方面，三个方案均应采用分布式模块化体系结构，其差别主要在方案一、三中央级结构庞大，扩展代价相对于方案二要高，由于方案三车站级采用集中站/分站结构，其扩展灵活性比方案一、二要低。

三、综合监控系统的基本构成

系统主要由中央综合监控系统、车站综合监控系统（包括综合后备盘）及综合监控骨干网等组成。

1、中央综合监控系统

中央综合监控系统由中央监控网络、运营控制中心（OCC）实时服务器、历史服务器、磁盘阵列、磁带记录装置、各类操作员工作站（总调工作站、电调工作站、环调工作站、维调工作站）、不间断电源、打印机、网络管理系统（NMS）、大屏幕系统（OPS）等组成，用于监视全线各车站（包括车辆段）的各个子系统 的运行状态，完成中央级的操作控制功能。

综合监控系统的中央级对全线重要监控对象的状态、性能等数据进行实时地收集及处理，通过各种调度员工作站和大屏幕以图形、图像、表格和文本的形式显示出来，供调度人员参考和使用。

综合监控系统根据一定的逻辑关系自动向分布在各站点的被监控对象或系统发送模式、程控、点控等控制命令，或由调度员人工发布控制命令，从而完成对全线环境、设备和乘客的集中监控。当系统处于正常工作模式时，中央级的控制级别高于车站级。中央级综合监控系统根据不同的情况启动相应的预设工作模式实现全线与综合监控系统联网的各子系统联动控制。

2、车站综合监控系统

车站综合监控系统由车站监控网络、车站服务器、车站（或车辆段）操作员工作站、前端处理器（FEP）、打印机、综合后备盘（IBP）等组成，用于监视车站各子系统的运行状态，完成车站级的操作控制功能。

车站级综合监控系统对全站监控对象的状态、性能等数据根据中央级综合监控系统的授权进行实时的收集及处理，通过值班员工作站以图形、图像、表格和文本的形式显示出来，供值班员参考和使用。并且根据中央级综合监控系统的授权按一定的逻辑关系自动向分布在站内的被监控对象或子系统发送模式、程控、点控等控制命令，或由值班员人工发布控制命令，从而完成对全站环境、设备和乘客的集中监控。当系统处于正常工作模式时，中央级的控制级别高于车站级。车站级综合监控系统根据不同的情况启动相应的预设工作模式实现全站与综合监控系统联网的各子系统联动控制。

3、综合监控骨干网

综合监控骨干网是连接车站级监控系统和中央级监控系统的主干传输通道，在各车站及控制中心分别设置工业级以太网交换机，利用通信专业设置的以太环网，将中央级监控系统、车站级监控系统和车辆段监控系统连接为一有机整体。

第四篇：电力监控系统软件设计开发计划书

电力监控系统软件开发计划书

项目名称：电力监控系统软件 小组编号: 15 版本号: v1.0 评审日期：2007-5-10软件开发计划书 1.概述

电力监控系统是指通过串口与上位机通信，遵从自定的通信协议，实现监测数据的交换与监测数据显示和监测数据的控制.软件系统采用Client/Server(客户机/服务器)结构。1.1 目的

通过书写开发计划文档，开发小组可以有条不紊地进行开发活动。这样，小组在开发的过程中有章可循，否则会造成混乱而且低的工作效率。1.2 项目范围

本项目负责项目生命周期模型的需求分析，系统设计、原型编码阶段。

2.角色与人员分工 2.1 基本信息

个人详细的任务分工在后面进度计划中描述，这里仅仅说明成员在本项目中担任的角色 人员 角色 职责

孙晓凡 项目经理 管理负责整个项目，协同开发 赵勇 系统分析员 进行系统分析与设计 赵勇 程序员 编程实现原型 赵勇 测试,配置 测试，配置管理 2.2 假设和约束 假设：

（1）需求比较稳定；（2）项目人员按时到位；

（3）项目中遇到的所有新技术能顺利得到解决；

约束：软件需求文档中描述的需求都能实现，保证项目工期 2.3 关键里程碑及其提交产品

里程碑名称 产品名称 提交日期 责任人

对象系统需求规格基线 《用户需求说明书》 2007.5.20 赵勇 对象系统设计规格基线 《软件设计说明书》 2007.5.29赵勇 测试要求 《测试计划》 2007.9.17 赵勇

软件使用说明 《软件使用说明书》 2007.11.27 赵勇

程序包及程序框架文档 程序包以及程序框架文档 2007.11.27 赵勇 3.项目计划

3.1 项目开发过程选择 小组开发所用的开发过程

1）面向对象开发方法中的迭代开发。2）结构化开发方法中的瀑布模型。3.2 项目估算 3.1.1 工作量估算

Stage Percentage of Effort Effort(Person-Hours)需求获取 4 8 需求分析 20 20 设计 40 30 实现（含编程，测试）20 20 项目管理 8 10 其它 4 8 总计 100 96 3.1.2 进度估算

2007-5-20 ~ 2007-6-20 给出详细设计文档草版，模块的具体解析，各模块的接口定义。

2007-6-20 ~ 2007-8-20 实现基本的框架，基本功能实现，给出详细设计文档修正版。

2007-8-20 ~ 2007-11-27

实现全部功能，项目的基本完成给出详细设计文档最终版，及使用手册。

第五篇：电力监控系统的应用实例

电力监控系统在龙岩青年大厦的应用

摘要：基于目前科学技术飞速发展，人们对电力资源的依赖越来越广泛，而现阶段国内电力系统的运营成本还相对较高，因此完善电力系统各方面的工作已经势在必行。电力监控系统在整个电力系统中具有重要的作用，它能够有力的促进电网管理工作效率，降低电力系统的运营成本，本文通过福建龙岩大厦电力监控系统的应用介绍电力监控系统在办公大楼中的应用。

引言

配电自动化，是一项集计算机技术、数据传输技术、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统。其目的是提高供电可靠性，改善电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。

随着电力网络的不断发展，用电负荷的持续增长，各种新型负载不断涌现，用户更加关注电能质量问题，同时也对电能质量提出了更加严格的要求。用户需要更加有效的电力监控管理解决方案来应对上述变化带来的挑战，以实现配电系统持续可靠、高效低耗的运行。本文通过对福建龙岩青年大厦电力监控的建设，介绍电力监控系统在办公建筑中的应用。

1、项目概述及建设目标

福建龙岩青年大厦位于龙岩市商务营运中心J地块，总投资1.8亿元，总建筑面积39500平米，总高为92米，共22层（地下1层，地上21层），其中地下1层为车库及人防，1至3层为商务金融及配套服务用房，4至21层为高端写字楼。整个大楼用电分为10kV和0.4kV，其中10kV部分包括两路进线以及两路变压器出线。0.4kV部分包括两路变压器进线以及74路低压出线回路，负责整栋大楼照明插座、动力、空调等设备供电。

本电力监控系统中，监控要求主要有以下几个方面：

1.远程观测。要求系统能够准确的对电流、电压、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、视在功率、功率因数、频率、开关状态、剩余电流等信息进行检测。

2.远程通信。要求系统能够及时的传递设备运作状态以及故障信息。

3.报警。要求系统能够通过设定，对各种信息进行报警。4.显示。要求系统能够就地显示出各部分运作信息。

2、电力监控系统的设计

在监控系统的设计中，要充分考虑客户的实际需求，以及电力系统的实际结构、电力系统的实际载荷能力等因素，进而合理的选择监控设备，这既有利于减少系统运作的成本，同时也有利于系统功能的实现。

本项目的电力监控系统，可以实现对楼内高低压配电回路的实时监控，有利于电能管理。另一方面，电力监控系统不仅能够准确的表示出回路的用电状况，它还具备网络通讯等功能，能够与计算机、串口服务器等设备进行组合，及时的显示楼内各个配电回路的运作状态，当楼内电力系统的负载越标时，电力监控系统能够迅速报警，发出语音提示。另外，电力监控系统还能够生成报表、曲线图等统计信息，便于有关人员分析楼内各部分的用电状况，使楼内的用电活动更加安全，从而保证楼内人员的生命安全，提高办公人员的工作效率。

2.1 系统结构

依据新建办公楼的配电情况和办公室分布情况，能耗在线监测系统建设采用分层分布式结构，系统包括：站控管理层、网络通讯层、现场设备层。系统网络结构如图2所示：

站控管理层管理人员与计算机进行人机交互的直接窗口，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。

通讯层使用的设备为NPORT5630串口服务器。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

现场设备层主要是连接于网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电系统必要的基本组成元素。根据本项目的实际特点，在本项目方案设计时为低压配电回路每个回路安装ARCM200L-Z智能仪表，实现每个回路剩余电流、温度、三相电流、三相电压、频率、功率、四象限电能等电参量监测；并对每个回路断路器分合闸状态进行监测。

2.2 网络设计

电力监控系统中的网络系统能够及时的对数据进行传输，并迅速传递操作指令，是实现电力监控系统各项功能的基础。对于福建龙岩青年大厦电力监控系统来说，系统中监控设备相对较少，而且大多集中分布于一个配电时内，此时，可以先把每个设备就地与总线连接，之后在把各条总线全部接入通讯网关，来实现与主机的传递。

2.3监控系统软件功能设计

系统依据客户实际需求进行设计，并实现了一次主接线图界面显示；电参量遥测及电参量越限报警；事件记录；系统运行异常监测；故障报警及操作记录；报表查询与打印；系统负荷实时、历史曲线，用户权限管理等主要功能。

2.3.1数据的采集与处理

数据采集主要包括模拟量以及开关量的采集。模拟量的采集主要是对线路电压、电流、功率、功率因数、频率等信息进行采集，开关量的采集则主要是对断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的工作状态，以及断电保护、运行故障等报警信息进行采集，实现远程数据的本地实时显示。数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。

2.3.2数据记录

电力监控系统的数据记录功能主要就是对断路器分合状态以及保护动作的前后顺序进行记录，它要求系统中必须有足够的内存空间，进而长时间的、大量的对数据信息进行记录和存储。其次，电力监控系统的数据记录功能也包括对故障信息的记录，即对故障发生时的实时电流、实时电压等数据进行记录存储。由此可见，数据记录功能可以通过对保护装置工作状态的记录，以及对故障信息的记录，准确的反映出系统中存在的问题，从而便于工作人员解决。

2.3.3远程操作

电力监控系统的远程操作包括远程监视、远程通信、远程调控等环节，实现了电力系统的远程控制，使工作人员可以远程对电流、电压等信息进行观测，对系统故障进行分析，对保护装置的状态进行评估，更便于工作人员在远程对隔离开关等设备进行操作，大大减少了工作人员的工作量，不过，在供配电设计中不仅要有电力监控系统，还要设计人工操作系统，当电力监控系统出现故障时，可以人工进行处理。

2.3.4电能管理

为了实现对本大楼内各回路用电量的监管，系统设计了电能管理报表，系统通过对有功电度的采集，按照回路名称的不同，自动生成日报表、月报表和年报表并有报表打印功能，并可对某一回路的某一时间段内的用电量进行查询，可以帮助物业建立有效的用能管理考核制度。通过系统的建设和制度的建立，使各入驻企业管理办公人员节能意识大大提高，有效的节约了企业管理办公能源消耗。

3、供配电设计中应用电力监控系统的意义

综上所述，电力监控系统帮助用电单位提高效率、减少损失、降低运营成本，电力监 控系统能够有效确保电网管理效率、缩小电力运营成本，也成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。电力监控系统的通信、故障报警、数据存储记录等功能使得工作人员在实际工作中更加方便，可以通过人机操作界面, 直接了解到电力系统的运行状态,并能迅速传递出操作指令，由于监控设备对数据的传递都是通过网络传输来实现，因此，不同的电力监控系统可以设计不同的组网方式,确保数据信息能够迅速、精准的进行传输。另一方面，在供配电设计中运用电力监控系统，应该根据实际情况选择监控设备。一般的电力监控系统通常都采用具有远程通信、远程观测以及远程控制等功能的设备，而一些高端电力监控系统则需要选择功能更加齐全的智能设备。

在商务楼、写字楼等场所设置电力监控系统，可以实现对楼内高低压配电回路的实时监控，有利于电能管理。另一方面，电力监控系统不仅能够准确的表示出回路的用电状况，它还具备网络通讯等功能，能够与计算机、串口服务器等设备进行组合，及时的显示楼内各个配电回路的运作状态，当楼内电力系统的负载越标时，电力监控系统能够迅速报警，发出语音提示。另外，电力监控系统还能够生成报表、曲线图等统计信息，便于有关人员分析楼内各部分的用电状况，使楼内的用电活动更加安全，从而保证楼内人员的生命安全，提高办公人员的工作效率。