一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，它包括信息管理MIS層、主控層、中控層和現(xiàn)場層，信息管理MIS層包括電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)和抄表計費管理系統(tǒng)，電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)對監(jiān)控主站進行管理和指揮，抄表計費管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程自動抄表，并對用電數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、計算和分析；主控層包括監(jiān)控主站和電子值班系統(tǒng)，監(jiān)控主站負(fù)責(zé)集中管理控制各監(jiān)控站，電子值班系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常故障報警表進行值班管理；中控層包括控制站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站與一個或多個控制站連接；現(xiàn)場層包括現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)和現(xiàn)場設(shè)備。本發(fā)明集中統(tǒng)一管理變電站電力設(shè)備和鐵路站房機電設(shè)備，具有良好的節(jié)能控制和能源管理功能，能提供實施視頻數(shù)據(jù)和歷史視頻數(shù)據(jù)。
【專利說明】—種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)管理與控制領(lǐng)域，特別涉及一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路規(guī)模的不斷擴大，鐵路電力監(jiān)控以及運行維護的工作量日益增大，因此需要對變電站內(nèi)的電力設(shè)備和鐵路站房的機電設(shè)備實行遠(yuǎn)程控制管理，以便減少電網(wǎng)日常維護的工作量，從而減少維護費用。目前，電力調(diào)度系統(tǒng)對于電力設(shè)備的遙控操作等技術(shù)也日趨普及，但是現(xiàn)有的電力調(diào)度系統(tǒng)對與實現(xiàn)鐵路站房的機電設(shè)備和變電站內(nèi)電力設(shè)備的可視化操作還未成熟，系統(tǒng)也無法實時獲取設(shè)備的視頻信息，對與電網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程操作時不到位或者錯位的情況無法及時更正，從而影響電網(wǎng)的安全運行。鐵路沿線的電力設(shè)備特別多，各功能系統(tǒng)對設(shè)備用電的要求也不一樣，分別單獨管理各系統(tǒng)，并不會起到良好的節(jié)能控制作用，反而增加了管理和維護成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，集中統(tǒng)一管理變電站電力設(shè)備和鐵路站房機電設(shè)備，具有良好的節(jié)能控制和能源管理功能，并能提供實施視頻數(shù)據(jù)和歷史視頻數(shù)據(jù)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，它包括信息管理MIS層、主控層、中控層和現(xiàn)場層。
[0005]信息管理MIS層包括電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)和抄表計費管理系統(tǒng)，電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)、抄表計費管理系統(tǒng)和監(jiān)控主站相互連接，電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)對監(jiān)控主站進行管理和指揮，抄表計費管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程自動抄表，并對用電數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、計算和分析。
[0006]主控層包括監(jiān)控主站和電子值班系統(tǒng)，監(jiān)控主站與電子值班系統(tǒng)和監(jiān)控站連接，監(jiān)控主站負(fù)責(zé)集中管理控制各監(jiān)控站，電子值班系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常故障報警表進行值班管理。
[0007]中控層包括控制站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站與一個或多個控制站連接，控制站與現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)連接，控制站負(fù)責(zé)與現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)交換信息，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站提供人機交互管理，便于值班人員和巡視人員在當(dāng)?shù)貓?zhí)行監(jiān)視、控制任務(wù)，為維護人員提供交互服務(wù)。
[0008]現(xiàn)場層包括現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)和現(xiàn)場設(shè)備，現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)采集現(xiàn)場設(shè)備信息，并執(zhí)行控制站發(fā)來的控制命令。
[0009]它還包括通信網(wǎng)絡(luò)，所述的通信網(wǎng)絡(luò)包括光纖環(huán)型自愈工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線和GSM無線網(wǎng)絡(luò)。
[0010]所述的光纖環(huán)型自愈工業(yè)以太網(wǎng)用于連接監(jiān)控主站和控制站。
[0011]所述的現(xiàn)場總線用于連接當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站所連的一個或多個控制站，所述的現(xiàn)場總線為CAN總線、Lonfforks總線或RS-485總線。
[0012]所述的GSM無線網(wǎng)絡(luò)包括GSM/GPRS收發(fā)器，GSM/GPRS收發(fā)器設(shè)置于抄表計費管理系統(tǒng)、監(jiān)控主站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站，通過GSM無線網(wǎng)絡(luò)使抄表計費管理系統(tǒng)、監(jiān)控主站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站相互無線連接，GSM無線網(wǎng)絡(luò)還與GSM移動設(shè)備連接，GSM移動設(shè)備通過密碼驗證后，可與監(jiān)控主站或抄表計費管理系統(tǒng)通信。
[0013]所述的現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)至少包括智能儀表、微機保護裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置和遙信裝置。
[0014]所述的無功補償電容器控制器為無功補償裝置的監(jiān)控裝置，在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗。
[0015]所述的遙控裝置為遠(yuǎn)程繼電器輸出模塊，用于接受計算機指令執(zhí)行系統(tǒng)的遙控操作或自動控制。
[0016]所述的遙信裝置為開關(guān)量采集模塊，用于采集開關(guān)量信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)通訊連接實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
[0017]所述的遙測裝置為模擬量采集模塊，通過配接電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的電壓互感器、、電流互感器、變送器，用于采集模擬量信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)通訊連接實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，所述的模擬量信號至少包括電流、電壓、功率、溫度、濕度、壓力和流量。
[0018]所述的微機保護裝置包括電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、電力參數(shù)測量儀和多回路監(jiān)控單
J Li ο
[0019]所述的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的進線開關(guān)和變壓器的過流、過負(fù)荷、溫度等保護及監(jiān)控。
[0020]所述的電力參數(shù)測量儀負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的變壓器低壓側(cè)開關(guān)監(jiān)視和控制。
[0021]所述的多回路監(jiān)控單元負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的消防電源和非消防電源聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)監(jiān)視機控制。
[0022]所述的控制站包括遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置包括機柜、通信單元、遠(yuǎn)程測控終端RTU、接線端子、開關(guān)電源和尾纖盒，通信單元與尾纖盒連接，通信單元與遠(yuǎn)程測控終端RTU連接，開關(guān)電源與遠(yuǎn)程測控終端RTU連接，接口端子與遠(yuǎn)程測控終端RTU上的端子對應(yīng)連接。
[0023]所述的通信單元為有自愈功能的光端機。
[0024]所述的接線端子包括遙信端子、遙控端子、電壓端子、電流端子、直流端子和通信端子。
[0025]它還包括繼電器、空氣開關(guān)和避雷器。
[0026]所述的通信單元、遠(yuǎn)程測控終端RTU、接線端子、開關(guān)電源、尾纖盒、繼電器、空氣開關(guān)和避雷器采用底板螺絲安裝方式或標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝方式。
[0027]所述的抄表計費管理系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)、負(fù)荷統(tǒng)計與分析系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
[0028]所述的遠(yuǎn)程自動抄表主要是指智能儀表的遙測抄表，遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)向監(jiān)控主站發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，監(jiān)控主站將命令轉(zhuǎn)發(fā)給控制站，控制站控制現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋到遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)，遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行保存。
[0029]所示的負(fù)荷統(tǒng)計與分析系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的計算規(guī)則，調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)或控制站采集的實時數(shù)據(jù)，自動完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，自動生成曲線圖表，統(tǒng)計用電消耗模式，生成整個監(jiān)控系統(tǒng)的最大負(fù)荷表、日平均負(fù)荷表和分時段負(fù)荷表，生成各監(jiān)控設(shè)備的最大負(fù)荷表、日平均負(fù)荷表和分時段負(fù)荷表，統(tǒng)計主要的電能消耗源，并根據(jù)設(shè)置的用電價格，自動計算出用電費用帳單。
[0030]所述的負(fù)荷控制主要指對用電開關(guān)或智能儀表開關(guān)的遠(yuǎn)程跳跳閘、合閘控制，它包括遙控跳閘、電量控制和功率控制三種方式。
[0031]所述的遙控跳閘方式為:主站下發(fā)跳閘或合閘命令，終端立即執(zhí)行跳閘或合閘。
[0032]所述的電量控制方式為:用戶用電超過規(guī)定的有功電量定值時被自動跳閘，按電量設(shè)定值進行控制；電量控制包括用電量控制、時間-電量控制、電費控制和保電形式。
[0033]所述的功率控制方式為:用戶用電實時功率超過規(guī)定功率值時被自動跳閘，按功率設(shè)定值進行控制，功率控制包括按時段控制、廠休控制和緊急壓負(fù)荷控制。
[0034]所述的電子值班系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常故障報警表進行值班管理，當(dāng)系統(tǒng)故障報警時，電子值班系統(tǒng)自動通過電話撥號、GPRS或短信方式，遠(yuǎn)程通知值班人員或相關(guān)人員。
[0035]所述的現(xiàn)場設(shè)備至少包括空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、制冷站系統(tǒng)設(shè)備、熱交換設(shè)備和給排水系統(tǒng)設(shè)備。
[0036]它還包括火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS的聯(lián)動接口，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS通過火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS的聯(lián)動接口指示變電站綜合自動化系統(tǒng)進入防災(zāi)模式，微機保護裝置和自動化監(jiān)控裝置控制聯(lián)絡(luò)開關(guān)使現(xiàn)場設(shè)備與消防電源連接，斷開現(xiàn)場設(shè)備與非消防電源的連接。
[0037]它還包括防火墻，所述的防火墻設(shè)于監(jiān)控層與信息管理MIS層之間，保護監(jiān)控主站與電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)和抄表計費管理系統(tǒng)之間安全通信，保護監(jiān)控主站不被非法用戶訪問。
[0038]它還包括打印機，所述的打印機包括配置針式打印機和噴墨打印機，打印機負(fù)責(zé)打印統(tǒng)計報表和報警信息，打印方式包括事件打印、定期打印和召喚打印。
[0039]它還包括視頻監(jiān)控器，視頻監(jiān)控器拍攝現(xiàn)場設(shè)備運行畫面，視頻監(jiān)控器與控制站連接。
[0040]本發(fā)明的有益效果是:一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，集中統(tǒng)一管理變電站電力設(shè)備和鐵路站房機電設(shè)備，具有良好的節(jié)能控制和能源管理功能，并能提供實施視頻數(shù)據(jù)和歷史視頻數(shù)據(jù)。
[0041]一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)適用于如下場合:
(1)鐵路電力、牽引供電調(diào)度自動化、電力遠(yuǎn)動、隔離開關(guān)遠(yuǎn)動等；
(2)地鐵電力SCADA，PSCADA ；
(3)地方電力企業(yè)電力調(diào)度自動化；
(4)大型變電站綜合自動化；
(5)工廠企業(yè)電力自動化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖；
圖2為本發(fā)明控制站裝置結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖進一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0044]如圖1所示，一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，它包括信息管理MIS層、主控層、中控層和現(xiàn)場層。
[0045]信息管理MIS層包括電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)和抄表計費管理系統(tǒng)，電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)、抄表計費管理系統(tǒng)和監(jiān)控主站相互連接，電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)對監(jiān)控主站進行管理和指揮，抄表計費管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程自動抄表，并對用電數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、計算和分析。
[0046]主控層包括監(jiān)控主站和電子值班系統(tǒng)，監(jiān)控主站與電子值班系統(tǒng)和監(jiān)控站連接，監(jiān)控主站負(fù)責(zé)集中管理控制各監(jiān)控站，電子值班系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常故障報警表進行值班管理。
[0047]中控層包括控制站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站與一個或多個控制站連接，控制站與現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)連接，控制站負(fù)責(zé)與現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)交換信息，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站提供人機交互管理，便于值班人員和巡視人員在當(dāng)?shù)貓?zhí)行監(jiān)視、控制任務(wù)，為維護人員提供交互服務(wù)。
[0048]現(xiàn)場層包括現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)和現(xiàn)場設(shè)備，現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)采集現(xiàn)場設(shè)備信息，并執(zhí)行控制站發(fā)來的控制命令。
[0049]它還包括通信網(wǎng)絡(luò)，所述的通信網(wǎng)絡(luò)包括光纖環(huán)型自愈工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線和GSM無線網(wǎng)絡(luò)。
[0050]所述的光纖環(huán)型自愈工業(yè)以太網(wǎng)用于連接監(jiān)控主站和控制站。
[0051]所述的現(xiàn)場總線用于連接當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站所連的一個或多個控制站，所述的現(xiàn)場總線為CAN總線、Lonfforks總線或RS-485總線。
[0052]所述的GSM無線網(wǎng)絡(luò)包括GSM/GPRS收發(fā)器，GSM/GPRS收發(fā)器設(shè)置于抄表計費管理系統(tǒng)、監(jiān)控主站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站，通過GSM無線網(wǎng)絡(luò)使抄表計費管理系統(tǒng)、監(jiān)控主站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站相互無線連接，GSM無線網(wǎng)絡(luò)還與GSM移動設(shè)備連接，GSM移動設(shè)備通過密碼驗證后，可與監(jiān)控主站或抄表計費管理系統(tǒng)通信。
[0053]所述的現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)至少包括智能儀表、微機保護裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置和遙信裝置。
[0054]所述的無功補償電容器控制器為無功補償裝置的監(jiān)控裝置，在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗。
[0055]所述的遙控裝置為遠(yuǎn)程繼電器輸出模塊，用于接受計算機指令執(zhí)行系統(tǒng)的遙控操作或自動控制。
[0056]所述的遙信裝置為開關(guān)量采集模塊，用于采集開關(guān)量信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)通訊連接實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
[0057]所述的遙測裝置為模擬量采集模塊，通過配接電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的電壓互感器、、電流互感器、變送器，用于采集模擬量信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)通訊連接實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，所述的模擬量信號至少包括電流、電壓、功率、溫度、濕度、壓力和流量。
[0058]所述的微機保護裝置包括電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、電力參數(shù)測量儀和多回路監(jiān)控單
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[0059]所述的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的進線開關(guān)和變壓器的過流、過負(fù)荷、溫度等保護及監(jiān)控。
[0060]所述的電力參數(shù)測量儀負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的變壓器低壓側(cè)開關(guān)監(jiān)視和控制。
[0061]所述的多回路監(jiān)控單元負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的消防電源和非消防電源聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)監(jiān)視機控制。
[0062]如圖2所示，所述的控制站為遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置包括機柜、通信單元、遠(yuǎn)程測控終端RTU、接線端子、開關(guān)電源和尾纖盒，通信單元與尾纖盒連接，通信單元與遠(yuǎn)程測控終端RTU連接，開關(guān)電源與遠(yuǎn)程測控終端RTU連接，接口端子與遠(yuǎn)程測控終端RTU上的端子對應(yīng)連接。
[0063]所述的通信單元為有自愈功能的光端機。
[0064]所述的接線端子包括遙信端子、遙控端子、電壓端子、電流端子、直流端子和通信端子。
[0065]它還包括繼電器、空氣開關(guān)和避雷器。
[0066]所述的通信單元、遠(yuǎn)程測控終端RTU、接線端子、開關(guān)電源、尾纖盒、繼電器、空氣開關(guān)和避雷器采用底板螺絲安裝方式或標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝方式。
[0067]所述的抄表計費管理系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)、負(fù)荷統(tǒng)計與分析系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
[0068]所述的遠(yuǎn)程自動抄表主要是指智能儀表的遙測抄表，遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)向監(jiān)控主站發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，監(jiān)控主站將命令轉(zhuǎn)發(fā)給控制站，控制站控制現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋到遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)，遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行保存。
[0069]所示的負(fù)荷統(tǒng)計與分析系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的計算規(guī)則，調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)或控制站采集的實時數(shù)據(jù)，自動完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，自動生成曲線圖表，統(tǒng)計用電消耗模式，生成整個監(jiān)控系統(tǒng)的最大負(fù)荷表、日平均負(fù)荷表和分時段負(fù)荷表，生成各監(jiān)控設(shè)備的最大負(fù)荷表、日平均負(fù)荷表和分時段負(fù)荷表，統(tǒng)計主要的電能消耗源，并根據(jù)設(shè)置的用電價格，自動計算出用電費用帳單。
[0070]所述的負(fù)荷控制主要指對用電開關(guān)或智能儀表開關(guān)的遠(yuǎn)程跳跳閘、合閘控制，它包括遙控跳閘、電量控制和功率控制三種方式。
[0071]所述的遙控跳閘方式為:主站下發(fā)跳閘或合閘命令，終端立即執(zhí)行跳閘或合閘。
[0072]所述的電量控制方式為:用戶用電超過規(guī)定的有功電量定值時被自動跳閘，按電量設(shè)定值進行控制；電量控制包括用電量控制、時間-電量控制、電費控制和保電形式。
[0073]所述的功率控制方式為:用戶用電實時功率超過規(guī)定功率值時被自動跳閘，按功率設(shè)定值進行控制，功率控制包括按時段控制、廠休控制和緊急壓負(fù)荷控制。
[0074]所述的電子值班系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常故障報警表進行值班管理，當(dāng)系統(tǒng)故障報警時，電子值班系統(tǒng)自動通過電話撥號、GPRS或短信方式，遠(yuǎn)程通知值班人員或相關(guān)人員。
[0075]所述的現(xiàn)場設(shè)備至少包括空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、制冷站系統(tǒng)設(shè)備、熱交換設(shè)備和給排水系統(tǒng)設(shè)備。
[0076]它還包括火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS的聯(lián)動接口，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS通過火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS的聯(lián)動接口指示變電站綜合自動化系統(tǒng)進入防災(zāi)模式，微機保護裝置和自動化監(jiān)控裝置控制聯(lián)絡(luò)開關(guān)使現(xiàn)場設(shè)備與消防電源連接，斷開現(xiàn)場設(shè)備與非消防電源的連接。
[0077]它還包括防火墻，所述的防火墻設(shè)于監(jiān)控層與信息管理MIS層之間，保護監(jiān)控主站與電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)和抄表計費管理系統(tǒng)之間安全通信，保護監(jiān)控主站不被非法用戶訪問。
[0078]它還包括打印機，所述的打印機包括配置針式打印機和噴墨打印機，打印機負(fù)責(zé)打印統(tǒng)計報表和報警信息，打印方式包括事件打印、定期打印和召喚打印。
[0079]它還包括視頻監(jiān)控器，視頻監(jiān)控器拍攝現(xiàn)場設(shè)備運行畫面，視頻監(jiān)控器與控制站連接，提供實時的視頻信息，也可將視頻信息保存在服務(wù)器上，以便事故發(fā)生時，更加直觀清楚地了解當(dāng)時的現(xiàn)場情況。
[0080]監(jiān)控主站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站都配備有顯示器，可以直觀的查詢和控制，提供更好的人機交互功能。
[0081]一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)主要包括變電站綜合自動化系統(tǒng)、配電網(wǎng)管理系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。
[0082]變電站綜合自動化系統(tǒng)是指:通過執(zhí)行規(guī)定功能來實現(xiàn)某一給定目標(biāo)的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合，變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息、數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩(wěn)定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。功能的綜合是變電站綜合自動化系統(tǒng)區(qū)別于常規(guī)變電站的最大特點，變電站綜合自動化系統(tǒng)以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)通訊為手段，以信息共享為目標(biāo)。
[0083]變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的兩個原則:
一是中低壓變電站采用自動化系統(tǒng)，以便更好地實施無人值班，達到減人增效的目的；
二是對高壓變電站(220kV及以上)的建設(shè)和設(shè)計來說，是要求用先進的控制方式，解決各專業(yè)在技術(shù)上分散、自成系統(tǒng)，保證運行可靠性。
[0084]變配電系統(tǒng)中有兩個供電系統(tǒng)，即作為消防電源的低壓變配電系統(tǒng)和作為非消防電源的低壓變配電系統(tǒng)，消防電源連接的回路為重要回路，非消防電源連接的回路為一般回路，消防電源和非消防電源通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)隔離連接。
[0085]配電網(wǎng)管理系統(tǒng)是一種對變電、配電到用電過程進行監(jiān)視、控制、管理的綜合自動化系統(tǒng)。
[0086]能源管理系統(tǒng)具有良好的開放性，既可以與機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)接口，也可以和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)接口。機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)可以是空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、送排風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、制冷站監(jiān)控系統(tǒng)、熱交換監(jiān)控系統(tǒng)、電扶梯監(jiān)控系統(tǒng)和照明監(jiān)控系統(tǒng)。
[0087]所述的空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)能源管理方法，它包括以下一個或多個步驟:
(1)間歇運行:根據(jù)環(huán)境溫濕度參數(shù)，使設(shè)備合理間歇啟停，在不影響環(huán)境舒適程度的前提下節(jié)能控制；
(2)最佳啟動:根據(jù)建筑物人員使用情況，預(yù)先開啟空調(diào)設(shè)備，晚間之后，不啟動空調(diào)設(shè)備;
(3)最佳關(guān)機:根據(jù)建筑物人員上、下班情況，提前開啟或停止空調(diào)設(shè)備；
(4)調(diào)整設(shè)定值:根據(jù)室外空氣溫度對設(shè)定值進行調(diào)整，減少空調(diào)設(shè)備能量消耗；
(5)夜間風(fēng):在涼爽季節(jié)，用夜間新風(fēng)充滿建筑物，以節(jié)約空調(diào)能量。
[0088]所述的新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)能源管理方法，它包括以下一個或多個步驟:
(1)間歇運行:根據(jù)環(huán)境溫濕度參數(shù)，使設(shè)備合理間歇啟停，在不影響環(huán)境舒適程度的前提下節(jié)能控制；
(2)最佳啟動:根據(jù)建筑物人員使用情況，預(yù)先開啟空調(diào)設(shè)備，晚間之后，不啟動空調(diào)設(shè)備;
(3)最佳關(guān)機:根據(jù)建筑物人員上、下班情況，提前開啟或停止空調(diào)設(shè)備；
(4)調(diào)整設(shè)定值:根據(jù)室外空氣溫度對設(shè)定值進行調(diào)整，減少空調(diào)設(shè)備能量消耗；
(5)夜間風(fēng):在涼爽季節(jié)，用夜間新風(fēng)充滿建筑物，以節(jié)約空調(diào)能量。
[0089]所述的送排風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)能源管理方法，包括以下一個或多個步驟:
(1)按時間程序自動啟停送風(fēng)機，具有任意周期的實時時間控制功能；
(2 )在封閉式建筑屋內(nèi)設(shè)置一氧化碳C0濃度傳感器，通過監(jiān)測一氧化碳C0濃度啟停送排風(fēng)機，并相應(yīng)開啟新風(fēng)門，保證空氣質(zhì)量的同時有效節(jié)能。
[0090]所述的制冷站監(jiān)控系統(tǒng)能源管理方法，包括以下一個或多個步驟:
(1)冷負(fù)荷需求計算:根據(jù)冷凍水供、回水溫度和供水流量測量值，計算建筑空調(diào)實際所需的冷負(fù)荷量，并可決定開啟冷水機組的數(shù)量，達到節(jié)能的目的；
(2)冷卻水溫度檢測:根據(jù)冷卻水供回水溫度，自動控制冷卻塔風(fēng)機的啟停臺數(shù)。
[0091]所述的熱交換監(jiān)控系統(tǒng)能源管理方法，包括以下一個或多個步驟:
(1)熱水供水溫度控制:由熱水溫度設(shè)定值與供水管的溫度值比較作PID運算，控制電動蒸汽閥的開度，保持熱水供水溫度；
(2)水泵的監(jiān)測與控制:根據(jù)實際熱水量需求控制熱交換器及水泵運行臺數(shù)；
(3 )可根據(jù)程序安排，每次啟動不同的熱交換器及水泵，從而增加設(shè)備壽命。
[0092]所述的電扶梯監(jiān)控系統(tǒng)能源管理方法，它包括通過監(jiān)測電扶梯上是否有人，自動控制電扶梯的啟?；蜻\行速度。
[0093]所述的負(fù)荷控制能源管理方法，它包括以下一個或多個步驟:
(1)遙控跳閘:主站下發(fā)跳閘或合閘命令，終端立即執(zhí)行跳閘或合閘；
(2)電量控制:用戶用電超過規(guī)定的有功電量定值時被自動跳閘，按電量設(shè)定值進行控制；電量控制包括用電量控制、時間-電量控制、電費控制和保電形式； (3)功率控制:用戶用電實時功率超過規(guī)定功率值時被自動跳閘，按功率設(shè)定值進行控制，功率控制包括按時段控制、廠休控制和緊急壓負(fù)荷控制。
[0094]所述的照明監(jiān)控系統(tǒng)能源管理方法，它包括以下一個或多個步驟:
(1)根據(jù)日程表自動控制燈光系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉；
(2)根據(jù)時間程序控制燈光開啟的時間；
(3)當(dāng)用電量過大時自動切斷并進行顯示警報；
(4)應(yīng)急電源EPS蓄電池遠(yuǎn)程遙控活化，延長電池使用壽命；
(5)當(dāng)列車通過或在隧道內(nèi)停留時，自動開啟照明系統(tǒng)，以保證工作人員和乘客的安全；當(dāng)列車離開隧道后，自動關(guān)閉照明系統(tǒng)，以達到節(jié)省電能的目的。
[0095]電力調(diào)度自動化系統(tǒng)具有以下幾個功能:
(1)實時監(jiān)測站房機電設(shè)備及變電所的各開關(guān)輸出線路電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電度以及開關(guān)分閘/合閘狀態(tài)等電力參數(shù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到管理中心進行信號顯示、存儲、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布；
(2)在供電管理部門的監(jiān)控計算機上可開關(guān)報警或動作整定參數(shù)值等遙調(diào)信號進行在線修改；
(3)可定時采集現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)斷路器位置、刀閘位置、各種保護動作等信號，對事件進行順序記錄；
(4)在供電管理部門或變電所監(jiān)控站可遙控開關(guān)的分閘和合閘；
(5)可對鐵路沿線站房及各變電所環(huán)境和設(shè)備進行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視，并可在監(jiān)控主機上進行視頻圖像嵌入顯示、人員非法進入、火災(zāi)等報警視頻聯(lián)動顯示以及圖像數(shù)字化硬盤記錄及查詢；
(6)當(dāng)發(fā)生超級跳閘、供電故障等非正常事件時，系統(tǒng)監(jiān)控主機能發(fā)出聲音報警，同時在報警信息窗口顯示其報警類型、報警狀態(tài)、報警時間等；
(7)系統(tǒng)可對故障記錄、事故記錄等信號進行存儲，供工程師技術(shù)分析，進行供電事故定位;
(8)系統(tǒng)對可區(qū)隊用電分班考核管理；
(9)UPS、EPS、備用電源等也納入監(jiān)控范圍。監(jiān)視內(nèi)容包括電源工作狀態(tài)、逆變器狀態(tài)、充電狀態(tài)、電池狀態(tài)及故障信息等。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:它包括信息管理Mis層、主控層、中控層和現(xiàn)場層； 信息管理MIS層包括電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)和抄表計費管理系統(tǒng)，電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)、抄表計費管理系統(tǒng)和監(jiān)控主站相互連接，電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)對監(jiān)控主站進行管理和指揮，抄表計費管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程自動抄表，并對用電數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、計算和分析； 主控層包括監(jiān)控主站和電子值班系統(tǒng)，監(jiān)控主站與電子值班系統(tǒng)和監(jiān)控站連接，監(jiān)控主站負(fù)責(zé)集中管理控制各監(jiān)控站，電子值班系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常故障報警表進行值班管理； 中控層包括控制站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站與一個或多個控制站連接，控制站與現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)連接，控制站負(fù)責(zé)與現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)交換信息，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站提供人機交互管理，便于值班人員和巡視人員在當(dāng)?shù)貓?zhí)行監(jiān)視、控制任務(wù)，為維護人員提供交互服務(wù)； 現(xiàn)場層包括現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)和現(xiàn)場設(shè)備，現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)采集現(xiàn)場設(shè)備信息，并執(zhí)行控制站發(fā)來的控制命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:它還包括通信網(wǎng)絡(luò)，所述的通信網(wǎng)絡(luò)包括光纖環(huán)型自愈工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線和GSM無線網(wǎng)絡(luò)； 所述的光纖環(huán)型自愈工業(yè)以太網(wǎng)用于連接監(jiān)控主站和控制站； 所述的現(xiàn)場總線用于連接當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站所連的一個或多個控制站，所述的現(xiàn)場總線為CAN總線、Lonfforks總線或RS-485總線； 所述的GSM無線網(wǎng)絡(luò)包括GSM/GPRS收發(fā)器，GSM/GPRS收發(fā)器設(shè)置于抄表計費管理系統(tǒng)、監(jiān)控主站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站，通過GSM無線網(wǎng)絡(luò)使抄表計費管理系統(tǒng)、監(jiān)控主站和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站相互無線連接，GSM無線網(wǎng)絡(luò)還與GSM移動設(shè)備連接，GSM移動設(shè)備通過密碼驗證后，可與監(jiān)控主站或抄表計費管理系統(tǒng)通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)至少包括智能儀表、微機保護裝置、無功補償控制器、遙控裝置、遙測裝置和遙信裝置； 所述的無功補償電容器控制器為無功補償裝置的監(jiān)控裝置，在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗； 所述的遙控裝置為遠(yuǎn)程繼電器輸出模塊，用于接受計算機指令執(zhí)行系統(tǒng)的遙控操作或自動控制； 所述的遙信裝置為開關(guān)量采集模塊，用于采集開關(guān)量信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)通訊連接實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換； 所述的遙測裝置為模擬量采集模塊，通過配接電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的電壓互感器、、電流互感器、變送器，用于采集模擬量信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)通訊連接實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，所述的模擬量信號至少包括電流、電壓、功率、溫度、濕度、壓力和流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的微機保護裝置包括電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、電力參數(shù)測量儀和多回路監(jiān)控單元； 所述的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的進線開關(guān)和變壓器的過流、過負(fù)荷、溫度等保護及監(jiān)控； 所述的電力參數(shù)測量儀負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的變壓器低壓側(cè)開關(guān)監(jiān)視和控制； 所述的多回路監(jiān)控單元負(fù)責(zé)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的消防電源和非消防電源聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)監(jiān)視機控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制站包括遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置包括機柜、通信單元、遠(yuǎn)程測控終端RTU、接線端子、開關(guān)電源和尾纖盒，通信單元與尾纖盒連接，通信單元與遠(yuǎn)程測控終端RTU連接，開關(guān)電源與遠(yuǎn)程測控終端RTU連接，接口端子與遠(yuǎn)程測控終端RTU上的端子對應(yīng)連接； 所述的通信單元為有自愈功能的光端機； 所述的接線端子包括遙信端子、遙控端子、電壓端子、電流端子、直流端子和通信端子; 它還包括繼電器、空氣開關(guān)和避雷器； 所述的通信單元、遠(yuǎn)程測控終端RTU、接線端子、開關(guān)電源、尾纖盒、繼電器、空氣開關(guān)和避雷器采用底板螺絲安裝方式或標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的抄表計費管理系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)、負(fù)荷統(tǒng)計與分析系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器； 所述的遠(yuǎn)程自動抄表主要是指智能儀表的遙測抄表，遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)向監(jiān)控主站發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，監(jiān)控主站將命令轉(zhuǎn)發(fā)給控制站，控制站控制現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋到遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)，遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行保存；所示的負(fù)荷統(tǒng)計與分析系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的計算規(guī)則，調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)或控制站采集的實時數(shù)據(jù)，自動完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，自動生成曲線圖表，統(tǒng)計用電消耗模式，生成整個監(jiān)控系統(tǒng)的最大負(fù)荷表、日平均負(fù)荷表和分時段負(fù)荷表，生成各監(jiān)控設(shè)備的最大負(fù)荷表、日平均負(fù)荷表和分時段負(fù)荷表，統(tǒng)計主要的電能消耗源，并根據(jù)設(shè)置的用電價格，自動計算出用電費用帳單； 所述的負(fù)荷控制主要指對用電開關(guān)或智能儀表開關(guān)的遠(yuǎn)程跳跳閘、合閘控制，它包括遙控跳閘、電量控制和功率控制三種方式； 所述的遙控跳閘方式為:主站下發(fā)跳閘或合閘命令，終端立即執(zhí)行跳閘或合閘； 所述的電量控制方式為:用戶用電超過規(guī)定的有功電量定值時被自動跳閘，按電量設(shè)定值進行控制；電量控制包括用電量控制、時間-電量控制、電費控制和保電形式； 所述的功率控制方式為:用戶用電實時功率超過規(guī)定功率值時被自動跳閘，按功率設(shè)定值進行控制，功率控制包括按時段控制、廠休控制和緊急壓負(fù)荷控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子值班系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的異常故障報警表進行值班管理，當(dāng)系統(tǒng)故障報警時，電子值班系統(tǒng)自動通過電話撥號、GPRS或短信方式，遠(yuǎn)程通知值班人員或相關(guān)人員。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的現(xiàn)場設(shè)備至少包括空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、制冷站系統(tǒng)設(shè)備、熱交換設(shè)備和給排水系統(tǒng)設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:它還包括火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS的聯(lián)動接口，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS通過火災(zāi)報警系統(tǒng)FAS的聯(lián)動接口指示變電站綜合自動化系統(tǒng)進入防災(zāi)模式，微機保護裝置和自動化監(jiān)控裝置控制聯(lián)絡(luò)開關(guān)使現(xiàn)場設(shè)備與消防電源連接，斷開現(xiàn)場設(shè)備與非消防電源的連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其特征在于:它還包括防火墻，所述的防火墻設(shè)于監(jiān)控層與信息管理MIS層之間，保護監(jiān)控主站與電路調(diào)度管理信息系統(tǒng)和抄表計費管理系統(tǒng)之間安全通信，保護監(jiān)控主站不被非法用戶訪問； 它還包括打印機，所述的打印機包括配置針式打印機和噴墨打印機，打印機負(fù)責(zé)打印統(tǒng)計報表和報警信息，打印方式包括事件打印、定期打印和召喚打??； 它還包括視頻監(jiān)控器，視頻監(jiān)控器拍攝現(xiàn)場設(shè)備運行畫面，視頻監(jiān)控器與控制站連接。
【文檔編號】G05B19/418GK104407575SQ201410549974
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】翟純玉, 付明, 張軍, 毛虎林 申請人:成都四為電子信息股份有限公司