【节能学院】安科瑞电力监控系统在中国人民银行金融信息中心数据中心的设计与应用

摘要：采用微机保护和多功能电力仪表、采集变电所内10KV高压柜的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-2000型电力监控系统实现配电所配电回路用电的实时监控和管理。
关键词：数据中心；双机冗余；变电所；Acrel-2000；电力监控系统。

概述

中国人民银行金融信息中心数据中心配电室位于北京市西城区德外大街德胜国际中心，现有电力监控系统已运行7年时间，设备型号老旧，经常死机，故障频繁，操作不方便，且备用主机已坏，需要进行改造。具体情况如下：
配电室供电采用双路供电方式，共有高压柜18个，低压开关柜59个，进线柜8个，电容控制柜 6个，变压器8台。本次改造在不影响机房供电的情况下更换配电室监控系统的软硬件，增加9只环境温湿度传感器。在数据采集点及采集线路不改变的情况下改造，改造后可以降低系统的故障率，操作更便捷，功能更完善，同时提高了系统的安全性，稳定性。

用户需求

1. 对实时数据进行统计、分析、计算，产生所必需的电压合格率、有功、无功、电流、总负荷、功率因数、电量日/月/年最大值、最小值及时间、日期、负荷率、数字输入状态量逻辑运算值等，设备正常/异常变位次数并加以区分等。
2. 为了防止工控机在运行中出现故障要求两台服务器同时工作并且接收数据一样。
3. 为了采集的可靠性本项目采用工业网关做为采集设备，本网关具有数据存储功能且具备两个网口同时给两台服务器转发数据。当其中一个网关有故障时只需要把采集端子更换到另外一台备用网关即可。
4. 全数据备份，能够将数据库中所有信息备份；
5. 定时自动备份，能够设定自动备份周期，对数据库进行自动备份；
6. 历史数据恢复，能够依据历史数据备份文件进行历史数据恢复。

系统方案

本项目客户关心的是系统的稳定性及安全性，要求系统和网络做双机冗余处理，保障数据的安全性。在双网冗余系统中，主机和从机都使用两个网络适配器，并分配在两个不同的网段，主/从机之间存在两个网络连接。两个网络互为备用，可保证主/从机之间的可靠网络通信。双网冗余系统的切换逻辑与单网冗余系统的区别就是在主/从机之间探询对方状态时增加了活动网络与备用网络的切换。以备份站探询活动站状态为例：当备份站通过活动网络向活动站发送探询命令，如果发现没有得到活动站在规定时间内的正确应答，备份站并不立即将活动站判断为故障站，而是自动切换到备用网络再次向活动站发送探询命令。如果备用网络通信正常，则将备用网络切换为活动网络，并将故障的网络状态在报警信息中显示出来。

系统结构拓扑图

1）站控管理层
站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。站控管理设备设置在数据中心地下一层配电值班室内。
2）网络通讯层
通讯层主要是由以总线网络组成。总线网络的主要功能是实现现场微机保护与站控管理层之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。
3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，智能设备通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线连接接入监控主机进行组网，实现远程控制。

系统功能

配电系统实时监测
系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。

在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。

系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询最近更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。

系统以丰富的报表体支撑量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。

系统通讯结构示意图，主要显示系统的组网结构，系统采用分层分布式结构，同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常，绿色表示通讯异常。

系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

结束语

本项目客户是中国人民银行数据中心配电室，客户关心的是系统设备的稳定性及数据的完整性。项目中使用的ACREL2000电力监控系统具有双机冗余功能，两个网络互为备用，可保证主/从机之间的可靠网络通信。系统具有定时自动备份，能够设定自动备份周期。历史数据恢复，能够依据历史数据备份文件进行历史数据恢复。