三峡电厂自动抄表系统的组成原理及应用
成建鹏刘玉川高乘文
（1.中国长江电力股份有限公司三峡电厂宜昌三峡坝443000; 2.烟台东方成思顿电气有限公司烟台芝果264000）
摘要：三峡电厂自动抄表系统采用DF6100主站系统，该系统成热可靠，功能强大.自动抄表系统含括了各类电能计量单元极大地提升了电量管理效率，为实现电厂经济运行精细化管理提供了重要挂术支撑.系统自授入运行以来，总体功能稳定，数据采集正确及时，生产报表数据计算正确，功 能全西，符合电厂电能量管理要求.
关键调：电能量自动抄表主站系统采集终端电量报表厂用电量
中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2013)08-0103-02
1概述
三峡电厂自动抄表系统的数据采集终端采集与之相连的电度表数据，通过光纤和交换机与数据采集服务器相连，数据采集服务 器采集数据终端的数据，将采集到的数据存放至数据库服务器，同时对采集到的电能量数据作基本处理.WEB服务器上安装有高级 应用软件，能提供有关电能量和变损分析等WEB服务，用户可通过览器查阀下载或打印网页及报表.
的需求，为了进一步提高电能计量、电能控制与信息交换的水平，建 随着电力工业的发展和电力体制改革的深人以及电力商业化立一套先进、完善的电能量采集系统已势在必行，参考国内外各电 网公司以及大型电厂近几年的应用情况，电能量自动抄表系统已逐渐成为电量管理不可或缺的平台，是电量数据自动采集、自动计算 分析统计的重要工具和手段，是实现电厂经济运行精细化管理的重要技术支撑.
4软件配置
DF6100主站系统采用模块化、分层分布式开放结构，支持全面的通讯方式，能实现自动、及时、准确、完整、安全的电能量数据采 集、存储和应用.
三峡电厂作为世界装机容量最大的水电厂，需要建立一套安全成熟，稳定可靠的电能量采集管理系统，有效整合各类资源，对其左 岸电站、右岸电站、电源电站、地下电站的发电量、厂用电量、上网电量、变损等进行自动统计及分析计算，并将相应数据自动上传至相降低管理成本，提高电网分析决策的时效性. 关调度中心.系统建成后极大地提升电量管理效率，减轻劳动强度、
用软件三部分. DF6100主站系统软件可分成操作系统、标准系统软件，高级应
据浏览分析、系统管理、网络管理、计量参数维护、结算业务参数维 标准的DF6100主站系统软件包括数据采集、采集参数维护，数集、数据可靠性校验、数据编辑、后台计算和数据基本分析等功能， 护、计算服务、WEB服务、中文报表软件包10大模块，实现电量采实现电能数据综合应用平台，高级应用软件运行在电能数据综合应 用平台之上，充分挖掘电能数据，实现变损分析等高级应用.
集终端，是一套安全可靠而又先进的电能量自动抄表系统.系统完 三峡电厂自动抄表系统按机组、厂用变等配置电能量远方采机组发电量、厂用电量、变损电量等进行精确统计和分析.系统正式 成计量点（包括关口计量点）电能量值的自动采集和抄表，并对投运以来，各项功能运行稳定，大大提高了三峡电厂电能量计算的 效率和准确性.
件中除WEB服务、中文根表之外的八大模块， 主站系统的数据采集服务器上安装有标准DF6100主站系统软
组成及原理
三峡电厂自动抄表系统的WEB服务器上配置有DF6100主站能对变损等自定文变量进行曲线分析，此外，在WEB服务器上还安 系统的WEB服务，不仅能查看电能量基础数据和生成各种报表，还装有两个小接口软件，一个往调度中心送数据，另一个通过分析电 量数据计算机组和线路的最大、最小功率.
2硬件配置
自动抄表系统硬件包括若干电度表、6台数据采集终端、2台FFC关口电量采集装置.3台交换机.2台采集服务器、2台数据库服 务器、1台WEB服务器、正向隔离网关，GPS时钟等，整个抄表系统由主站系统、采集终端和通讯网络三部分组成.
5调试期间若干问题说明
主站系统采用DF6100电能量采集及计费自动化系统（DF6100等计算机组成的网络构成.系统采用全面的跨平台解决方案，设计 主站系统），该系统由数据库服务器、数据采集服务器、业务工作站时充分考虑了对硬件平台和软件平台的多样性兼容，硬件选用Inter Itanium2及x86平台，软件平台支持Unix和Windows，数据库平台务器采用双机汇余模式，双机元余模式为系统运行和数据的完整 采用Oracle，数据库服务集群采用双机、磁盘阵列模式，数据采集服性、安全性、可靠性提供保障
据库中数据异常重复以及计算服务程序、采集终端自动停运等情 三峡电厂自动抄表系统调试期间，出现过数据采集失败导致数况.
5.1数据采集失败导致5分钟间隔的两个时刻数据相同端通讯存在问题，即当终端向电表要数据时，终端与电表通讯失败， 主站数据采集服务器采集兰吉尔终端时，由于某线路电表与终据，终端只好把上一个时刻的数据返回给主站，于是出现了5分钟不 从面导致主站向终端要数据时，终端一直没有该线路这一时刻的数走字的情况，通过推迟主站采集终端的采集时间，将采集时间修改 后可以解决上述间题.
自动抄表系统采集终端共有6台，覆盖计量点（包括关口计端与电表采用RS485网络方式通讯 量点）DF6100主站与采集终端采用TCP/IP网络方式通讯，采集终
5.2DF6100计算服务模块自动停运
为满足电力系统二次安防要求，自动抄表系统采用正向物理隔离网关将采集服务器和数据库服务器所属的Ⅱ区网络与WEB服务 器所属的Ⅲ区网络隔离，口区数据可以送出至Ⅲ区，但Ⅲ区不能对Ⅱ区进行数据写人，以保证Ⅱ区数据的安全.
试运行期间，出现过数据采集服务器上DF6100主站系统标准心同步错误导致，引起此问题的原因与网络快速频繁的断开，连接 系统软件计算服务模块自动停运情况，此由主、备计算任务调度中有关.需要将程序做适当的调整，优化主备计算服务调度中心同步、
3原理介绍
作者简介：成建鹏（1980）.男，硕士，工程师，主要从事大型水电站适行管理工作.刘玉川(1980-），男，助理工程师，主要从事电量系统工程服务和开发工作. 高票文（1967-），男，高级工程师，长期从事大型水电站适行管理工作.
应用研究
判断功能.
6招测数据导致终端死机
手动招测时若招测数据过多，有可能会导致终端死机，此外，如果终端无历史数据从面使得主站招测不到数据，而主站产生的任务等的查询. 由于没招到数据就一直不写成功日志，这样就形成了一个死循环，也有可能导致终端死机.
应用效果
定，重要电能量指标数据正确， 三峡电厂自动抄表系统正式投运以来，系统各项基本功能稳
7采集计算功能的实现
可以根据预先设置的采集方案自动定时召测采集终端的电能量数 数据采集系统主要完成DF6100主站系统与采集终端的通讯，据，也可以人工下发数据召测命令进行人工召测.召测的数据包括历史数据和当前数据.
数据润览实现计量点原始数据、计量点电量、考核对象电量和线损（不平衡）分析数据浏览，可以打印和输出为EXCEL文件.
网络管理子系统实现对DF6100主站系统内主干网络节点的状态监视：实现对主干网络各节点之间的信息交换（包括数据信息和 控制信息）实现数据采集工作站主备通讯资源控制计算服务工作站的主备切换等，实现对节点重要进程的守护，实现系统异常状态 的告警：
量点的分钟、日、月电量，并兼顾考虑换表、旁路电量、修改电量等情 计算服务子系统采用后台服务方式，按设定的统计方案统计计况，同时按设备、管理对象的计算关系统计设备对象、管理对象的输 人.输出电量.
8WEB服务实现
自动抄表系统通过Web服务提供有关电能量和线损分析、电能
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(2)当α= 时突然发生短路，
{=-√21（coso-)当时，短路电流达到最大瞬时值.
周期分量为零，实验回路为标准的正弦波.因此，利用选相合用装 从上述分析可知，当合用角等于实验回路的功率因数角时，非路，可以有效消除非周期分量的影响，提高断路器瞬动实验的准确 置，在电源的相角等于实验回路的功率因数角时合闸接通电源回性.
2选相合闸装置的设计与实现
2.1选相合间装置的设计
连接在主电路中起开关作用的IGBT功率器件.控制器的主要作用 该选相合用装置由执行器和控制器组成，执行器的主要器件是是控制执行器动作，其核心部件是DSP和工控机，电压同步信号为 方波信号，它为选相合用提供时间基准，具体原理如（图2）.
2.2执行器
为了准确的进行相位控制，本文电流是由IGBT组成的道变器产生的，波形产生的相位角初值是精确可控制的，具体电路图如（图 3）.开关元件选用的是绝缘栅双极性品体管IGBT，它是一种MOS结耐压高、电流大、频率高，导通电题小、控制功率小、多功能、使用方 构的新型可关断电力电子器件，它与其它电力电子器件相比，具有便诺多优点，
足交流侧与直流侧电压的等级要求，由于IGBT内设低损耗电流传 本设计中拟采用德国英飞凌公司的IGBT智能功率模块，以满感器，该模块可以对如桥臂直通、对地短路等故障提供良好的保护 功能没，避免功率器件被烧毁的危险.
2.3控制器及控制原理
2.3.1 控制器
系统及外围电路，实现数字化控制，可以用较少的时间完成高质量 DSP微处理器系统采用TMS320F240的DSP芯片开发所需要的
9总结
参考文献
[4]《电力二次系统安全防护》
2.3.2 检制原理
(6)
参考文献
质量等数据的查询测览，用户可通过测览器查阀或打印网页及报 表.
置、关口类型及其换表参数情况，如发生时间、电表型号，TA.TV值 电表数据查询可实现电度表的基本信息，如地址，状态，挂表位
计量点电量查询实现日电量及电表起始表底、终止表底和TV、TA参数等的查询.
曲线测览实现计量点电量及某一电网模型电量在某一时间段的变化分析.
及发电考核指标等的统计和分析. 电站生产日报表实现电站厂用电量、变损电量、电站发送电量
资源，极大地提升了电量管理效率，为实现电厂经济运行精细化管 三峡电厂自动抄表系统功能强大，有效整合了电站各类电能量理提供了重要技术支撑，系统自投人运行以来，总体功能稳定，数据 采集正确及时，生产报表数据计算正确，功能全面，符合电厂电能量管理要求，
[1KDF61001电能量采集及计费自动化系统用户手册X09版）烟台东方威思顿电气有限公司 [2]KCHL064-1J集中界用户手册（G型）3[3KDF6201电能量采集装置用户手册】
的控制任务.TMS320F240芯片将高性能的DSP内核和丰富的微控的多片设计的理想替代. 制器外设功能集于单片之中，从而成为传统的多微处理单元和昂贵
位机进行数据采集存储及合闸控制，工程试验时先用较小的电流 本文采用AD转换速率快，精度高和中断周期短的DSP作为下（例如30%大小的电流）进行较长一点时间的闭环电流试验以求达到 一个稳态，由工控机的Windows程序进行数据处理，通过对采样电抗大小，然后根据要求给DSP发送合闸命令，DSP接到命令后根据 压和电流进行FFT变换，计算出负载的功率因数和阻抗角，以及阻前期测得的合用相角（由FFT变换求得）计算延时时间，驱动IGBT在 合适相位导通，从面使输出的电流波形和给定相一致，精确度可在5%以内，控制系统流程如（图4）所示.
本文通过对选相合闸技术进行理论分析，提出了以TMS320F240的DSP芯片和工控机为核心，以IGBT功率组件为开关 器件的选相合闸装置的设计和实现，将该选相合用装置应用于舰船量得到有效消除，经实验证明试验电流的失真度<0.93%，润足技术 壳式断路器瞬动实验设备中，使输出的试验电流波形的非周期分要求， [1]苗本健，何东升，低压电器试验中选相合闸开关的应用[J].低压电界 2009(17):51 52. [2]杜太行，王晓义，曲炳锋，董志然.塑料外壳式断路器瞬动校验电流选相合用技术[].低压电器，2008（8）：50-53. [3]石立平，方鸿发，交流接触界选相分合闸控制器[3].低压电器，[4]杜太行，强艳芝，刘鑫，等，断路器瞬动特性检测技术的研究[]].电 1991(2).工技术条志，2003（8）：36-39. [5]崔洪庆.选相开关在实际应用中一些间题的探讨[J].华通技术，1 994(4):4547 .
