CAN总线在电力监控系统中的应用--《上海交通大学》2007年硕士论文
CAN总线在电力监控系统中的应用
【摘要】：
本文所描述的电力监控系统是指对配电或用电过程的监视、控制和管理的自动化系统,其基本系统为一个管理中心和若干个远程监控点。常见的远程监控点功能单一,随着供电管理水平的日益提高,电力监控系统功能不断增加,应用范围不断扩大,对远程监控点提出系统功能任意组合,灵活配置的要求,以满足用户不同的需求。为此本文提出了一种基于CAN总线能实现系统功能任意组合,灵活配置的新型远程监控点。
根据电力监控系统的需求,本文对远程监控点提出了功能及性能上的目标,并在此基础上设计了远程监控点的总体方案。本方案采用了模块化的设计思想,将系统划分成主控、信道以及功能三大类基本模块,其中功能模块包括显示、抄表、遥控、遥信脉冲、交流采样、无功补偿等。主控模块与各个功能模块之间均采用CAN总线相连,可以是一个独立的终端形式,也可组成一个分布式、开放性的局域网;模块之间根据需要可以灵活组合,体现了新方案的优异性能。
本文以一个完整的实例论述了基于CAN总线远程监控点设计方案的实现,通过实例分析了主控模块及各个功能模块的硬件配置以及对CAN控制网络接口的软件设计体系。在该实例中,本文还制定了简洁高效的CAN高层协议,并以主控模块软件为例,提出模块化,分层化,实时多任务的设计思想及其在前后台系统实现,从软件角度提出了可靠性、低功耗设计方法。本设计已在一些电力系统中投入应用,应用效果表明,基于CAN总线远程监控点,能有效解决扩展性差的问题,提高产品开发的效率,使得远程监控点的数据采集更为可靠,实时,配置更加灵活,能适应我国电力监控系统新发展。
【学位授予单位】：上海交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TP277
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3秒自动关闭窗口电力监控系统在智能建筑与电气节能中的应用浅析
电力监控系统在智能建筑与电气节能中的应用浅析
[导读]智能建筑是运用计算机自动管控功能实现建筑物的信息、通信等自动化的建筑形式。电力监控系统在智能建筑中占有重要位置，为智能建筑提供安全可靠的配电系统，在电能使用、电能节约上起到非常大的作用。
　　智能建筑是运用计算机自动管控功能实现建筑物的信息、通信等自动化的建筑形式。电力监控系统在智能建筑中占有重要位置，为智能建筑提供安全可靠的配电系统，在电能使用、电能节约上起到非常大的作用。
　　1、智能建筑中电力监控系统的结构
　　电力智能监控系统包括集中监控系统等模式。集中监控系统呈通信层、间隔层、站控层分层分布式结构，包括智能配电仪表、微机综合保护、智能电子设备等装置。所有设备利用通信协议通过屏蔽双绞线对通信管理机进行管理，后台与以太网连接运行，在HMI上看是控制画面、实时运行状态、控制和修改系统配置。
　　通信层主要是采集和测量配电系统的运行参数，然后将数据传输给监控系统。使用到的设备包括多功能继电保护装置、智能型网络多参数测控仪表等。通过配置这些装置和设备，可以不依赖主控计算机而独立运行。
　　间隔层的主要功能是要完成与主控计算机之间的通信联接、数据交换和通信协议转换等，实现系统的兼容性和扩充性。通过以太网交换机、数据服务器和网关服务器与系统进行连接和数据共享。站控层位于中控室或者值班室，配备高性能的计算机、不间断电源、报警装置等。主控计算机内安装有电力监控软件，实现人机界面和管理功能。
　　2、智能建筑中电力监控系统的特点
　　智能建筑中电力监控系统的特点有：①通过电力智能监控系统，技术人员可以实时掌控电流等状态，及时、准确地掌握现场信息、模板等设备运行情况。对故障进行准确的排查和处理，并根据故障和设备的使用情况合理安排维护工作。②电力智能监控系统可以降低能源成本，检测用电异常时的基准、用电量、负载，在各区域之间制订简单的用电负荷，检查出因电能质量问题造成的损耗。③电力智能监控系统能够评估出电网、变压器、配电盘、配电柜等的设置是否合理，并根据评估结果反映出电力资源的质量和运行情况，方便业主根据电力资源的使用和运行制订相应的决策。④电力智能监控系统可以通过保养手段延长电气设备的使用寿命。⑤对于电能质量，智能电力监控系统可以检测出劣质电能的运行，对劣质电能予以报警，并提醒工作人员处理，实时监控智能建筑中电力运行的情况。
　　3、电力监控在智能建筑中的应用
　　电力智能监控系统取代了人工电力监控系统，通过计算机通讯网络实现了电力测量、管控、故障分析、信号管理、电力运行等的智能自动化，提高了配电系统的透明化程度。使其安全、可靠性能优越，管理水平日益现代化。因为电力监控系统的开放性使得智能建筑中的通信变得迅速而便捷，实现了信息通讯的自动化互联互通，例如智能建筑中的办公自动化、通信网络自动化、自动报警系统等。智能建筑电力监控系统网络如图1所示。
　　图1智能建筑电力监控系统网络示意图
　　案例一：某公司的重要设备发生了严重的故障，但这种故障时常出现，并不易被人察觉。因此安装了智能化电力检测系统，在偶尔出现故障时及时捕捉并记录了暂态故障波形。这个信息为公司节省了巨额的设备修理费用。
　　案例二：在某大型园区中，厂房和办公楼为主要建筑物，均采用了智能化设计，包括动力电源、中央空调、安防设备等。每个变电站均配备了变压器，采用两进线一母联的结构。每个变电站系统都使用了电力监控系统，主通讯网采用100mTCP/IP光纤以太网，监控层采用了Mod bus总线通信。这套现代化管理系统对于整个园区建筑物配电系统的全面管理具有极其重要的作用，不仅降低了园区管理运营的成本，也提高了智能建筑的效率和安全性。
　　4、智能电力系统在电气节能中的应用
　　建筑物内部为了提高供电管理效率，必须要进行智能电力监控系统的结构铺设。这是因为智能电力架空系统的电力系统设计是以节能为目标，并拥有巨大的节能应用空间。而且智能软件的设计具有灵活性和先进性的特点，因此在系统运行的同时也降低了成本。
　　智能电力监控系统具有分层监控的特点，对各个点都能做到有效监控。系统建设中，通过智能监控系统的自动化运行，将有关数据和输出进行了记录，并结合建筑物的特点和电力系统供应情况进行智能化监管保证了监控系统的通信连接在低耗能的状态下运行，实现了节能的目标。在系统运行过程中，智能监控系统的优势在于可以对事故发生的地点和故障进行分析。对有关数据按照顺序进行记录。因此，电力系统中的故障，无论是经常发生还是偶然出现，均逃不出智能电力监控系统的监控范围。而且即便是潜在问题，也能够通过智能监控的数据分析及时发现，提前进行风险预估并提出维护和保养方案，实现了集中管理控制，延长了机器寿命，达到了节能的效果。
　　智能建筑的结构设计要符合降低成本、绿色建筑的要求，达到高效率、低能耗、低污染、节约能源、保护环境的可持续发展目标。对于我国建筑行业，设备运行消耗是主要的资金支出项目。通过智能电力系统的运行，将传统的能耗降低到最低，提高效率，削减支出，是电力监控系统的主要功能之一。通过提高管理效率，供应可靠、安全的电力，减少电能花费，降低成本设备投资等，实现节能目标。例如国际上知名品牌power Logic电力监控系统的电气节能体现在：通过对电力参数进行数据分析，建立系统和设备的电能消耗模式，实时检测电能消耗异常；采取有效措施进行设备改造，避免电能损耗；优化配电系统，例如集中控制公共照明，减少电能花费，对配电系统进行电能监控、分配和计量，避免电能浪费。
　　电力监控系统是信息时代人类追求工作高效、生活优化的产物。智能建筑必将在未来得到更加广泛的应用，人们对科技和经济的追求也必然向着智能化和简约化的方向迈进。因此，电力监控系统不仅是现代建筑智能化管理的必要组成部分，而且已经成为新时期智能建筑发展的重点之一。
　　本文来源于《科技与创新》，由千家智客整理
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编辑：张柳婷
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