基于圖形界面的配電臺區電能質(zhì)量監測分析系統的設計與實(shí)現

在討論配電臺區電能質(zhì)量監測分析必要性的基礎上，給出了一種基于圖形界面的電能質(zhì)量監測分析系統。該系統由電能質(zhì)量數據采集裝置和數據分析工作站組成，其中的數據分析工作站配備有應用Visual C++6.0開(kāi)發(fā)的圖形化后臺信息管理系統軟件。該軟件以配電臺區接線(xiàn)圖為主要的操作界面，不同于以往的以對話(huà)框為主的用戶(hù)界面；人機交互性好，操作直觀(guān)、簡(jiǎn)便。本文主要介紹了系統的組成、功能、設計實(shí)現方法以及系統的應用情況。
關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；監測分析；圖形化；Visual C++6.0

Design and implementation of power quality monitoring and analyzing system for distribution netword based on graphical user interface

LI Guo-qing¹,WANG Zhen-bao¹,LI Hong -zhong²,ZHAO Li³,XU Guo-fu³,WANG Bap-jun³

(1.Northeast China Institute of Electric Power Engineering,Jilin 132012,China;2.Department of Electric Engineering,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030,China;3.Jiamusi Power Bureau,Jiamusi 154002,China)

Abstract: The necessity of power quality monitoring and analyzing for distribution network is discussed, and a monitoring and analyzing system based on graphical user interface is presented, which is composed of data collection unit and data analyzing workstation. An Information management system software based on graphical user interface which is programmed with Visual C++ 6.0 is installed on the workstation. The main user interface of the software is the connection layout of the distribution network, which improves the alternating capability between the user and the computer. The system structure, functions, design and implementation, and application instances are mainly introduced.
Key words: power quality, monitoring and analyzing, graphical user interface, Visual C++ 6.0

0 引言
20世紀90年代以來(lái)，隨著(zhù)電力供應商品化、市場(chǎng)化的發(fā)展，國內電力部門(mén)和電力用戶(hù)對電能質(zhì)量愈發(fā)重視。供電系統的電能質(zhì)量高低，直接關(guān)系到供電系統能否安全運行和用戶(hù)是否能夠安全用電。電力科研工作者們也正力圖根據供電系統的特點(diǎn)將電能質(zhì)量現象視為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行分類(lèi)整理和研究，以給出符合供電系統實(shí)際情況的電能質(zhì)量標準，并逐步開(kāi)展綜合治理^[1-3]。而對配電臺區電能供應質(zhì)量的監測分析正是對供電系統進(jìn)行治理從而提高電能質(zhì)量的前提。此外，對配電臺區電能供應質(zhì)量的監測分析也可以為供電部門(mén)了解配電系統運行狀況，降低電網(wǎng)損耗，制定最優(yōu)供電方案等提供科學(xué)、完整的依據^[4]。因此，實(shí)現配電臺區電能質(zhì)量的自動(dòng)監測與分析具有重要的理論和現實(shí)意義。
本文根據現場(chǎng)的實(shí)際需要，設計并實(shí)現了基于圖形界面的配電臺區電能質(zhì)量監測分析系統；并與佳木斯電業(yè)局合作，將本系統應用到佳木斯供電局的配電系統中，取得了良好的實(shí)際應用效果，同時(shí)也提高了該局供電部門(mén)自動(dòng)化管理水平和配電網(wǎng)運行的安全可靠性。

1 系統的組成
配電臺區電能質(zhì)量監測分析系統由電能質(zhì)量數據采集裝置(下位機)、數據分析工作站(上位機)以及通訊網(wǎng)絡(luò )組成。
數據采集裝置安裝在配電臺區中的每一臺變壓器上。該裝置負責采集、存儲現場(chǎng)變壓器的各項電能質(zhì)量參數，包括三相有功功率、三相無(wú)功功率、三相電壓、三相電流、頻率、三相功率因數、三相有功電度和無(wú)功電度、電流三相諧波和電壓三相諧波等數據。然后采用串行通信方式，通過(guò)有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )與上位機進(jìn)行通信，上傳電能質(zhì)量數據。
數據分析工作站實(shí)質(zhì)上是一套計算機系統。同樣也采用串行通信方式，獲取下位機上傳的數據，并存入數據庫中。然后通過(guò)后臺信息管理系統軟件對所采集到的各種電能質(zhì)量信息數據進(jìn)行統計、分析和圖形化處理，為用戶(hù)提供實(shí)時(shí)數據顯示、歷史數據分析、歷史曲線(xiàn)繪制、極值記錄、電量指標統計、供電可靠率統計、負荷率統計、電壓合格率統計、網(wǎng)損分析等功能，并最終形成報表或曲線(xiàn)圖，打印輸出。該后臺信息管理系統軟件可在Windows9X/2000操作系統下運行，并可以安裝在手提式PC機上運行，構成便攜式電能質(zhì)量監測分析設備。
此外，數據分析工作站還可以向下位機下傳數據，實(shí)現對數據采集裝置的初始化、對時(shí)和遠程參數修改等管理功能。整個(gè)系統的組成如圖1所示。

2 數據采集裝置
該裝置硬件系統主要由十六位單片機MC80C196為控制核心，高精度PT、CT電量變換，高速12位A/D摸數轉換，EPROM、大容量1兆字節FLASH MEMORY、鍵盤(pán)顯示、百年日歷時(shí)鐘、RS232、485串行接口、電源等部分組成。裝置的硬件原理圖如圖2所示。