陈 岗

（甘肃烟草工业有限责任公司天水卷烟厂，甘肃天水 741024）

0 引言

智能配电监控系统是运用现代控制技术、网络技术、通讯技术，实现数据监控。智能配电监控系统结构比较灵魂，促使系统管理模式得到进一步升级。自动化水平不断提高，已经成为烟草行业必不可少的控制技术。

1 现状分析

1.1 烟厂智能配电系统应用动态

智能配电监控系统使用开放、分布式网络结构，整个系统主要划分为网络通讯层、设备层，系统具有灵活的组态，展现出良好的可扩展性、维护性。智能配电监控系统结构比较灵活，促使系统管理模式得到进一步升级。自动化水平不断提高，已经成为烟草行业必不可少的控制技术。

1.2 改造内容

甘肃烟草工业有限责任公司天水卷烟厂易地技术改造系统工程包含5 个变电所子站。分别为：10 kV 高压变电所、动力中心变电所、制丝车间变电所、卷接包车间变电所、生产管理用房变电所，每个子站变电所现场设人机界面操作监控系统，在动力能管中心进行总监控，子站变电所现场实行无人值守。

1.3 改造目的

天水卷烟厂易地技改智能配电监控系统的总体实现的功能如下。

（1）满足智能化电力监控的要求，实现各变电站的四遥功能（遥测、遥信、遥控、遥调），以及变压器经济运行、需量控制、无功综合控制等高级功能。

（2）系统内部可以顺利实现统一监控，能获取系统内部各项参数；对于整个供配电系统实施智能化管理，可以实时监控系统所有电气设备运行状态，并设置故障追忆功能，确保可以对系统故障进行及时的报警。在能管中心设置电力监控主机及服务器，在每个变电所各设子站系统1 套。子站包括数据终端管理控制器及触摸式本地监控站，同时配置PLC 控制系统，用于低压开关的控制和信号采集。

（3）设置电气火灾报警系统，用于监视低压配电系统中与电气火灾发生隐患相关的电气参数，如果被保护线路内被探测参数大于报警设定值，可以及时发布报警信息，并指出相应的报警位置。

（4）智能配电系统将完成与高压保护测控装置、变压器温度、无功补偿控制装置、有源滤波系统、低压智能仪表、直流屏和UPS（Uninterruptable Power Supply，不停电电源）设备的通讯接入并预留足够的通讯接口，使之与智能配电系统实现统一的运行与管理。

（5）智能配电系统具备通讯接口，预留相应的工业以太网网络接口，实现与上级能源管理系统的无缝接入。

（6）在满足变配电监控系统基本功能的基础上，系统实时监测和显示高低压柜的柜内温度，以便于操作和维护人员及时了解高低压柜的柜内环境情况。各变配电室安装环境温湿度监测传感器，一并接入到智能配电监控系统中，实时监测和显示变配电室的环境温湿度。

（7）同时包含对烟草企业变配电运行中实际生产需要的谐波监测功能、峰谷控制功能、变压器经济运行功能、VQC（Voltage and Reactive Power Integrated Control，电压无功综合控制）功能、需量控制节能方法。

2 智能配电系统介绍及实施方案

2.1 智能配电监控系统

（1）设备层是实现系统各项功能的前提，主要由多个相对独立的子系统组合而成，依次完成不同变配电室的变配电系统数据采集、监测与控制命令的执行。主要由智能电力仪表、智能开关、控制设备组成。对系统设备的状态、传感器参数实施监测，并将监测出来的信息进行上传，接受控制级指令完成相应的控制操作。为站控层提供基础数据，并完成站控层发出的操作命令。

（2）网络通讯层是站控层和设备层之间的枢纽层。主要功能是将设备层采集到的数据经过数据处理器上传至网络通讯层，最后送至监控中心供客户管理、查询。他接收设备层发出的各种断路器状况及电力数据，依据上述信息展开分析、处理，结合站级层（或网络通讯层操作人员）发布的命令（或设定参数），发布的操作指令到设备层，并把一系列数据上传到站级层。

（3）站控层是整个工厂配电系统的核心部分，完成对电力监控过程中各部分的管理和控制。中央监控层配置具有数据存储功能的数据服务器、管理级的人机接口，系统软件采用选用因泰莱公司的电力专用软件平台INT-SCADA，软件为满足电力系统使用的应用设备多、纵向与横向联系紧密等特征，这一监控软件由分析、设计至相应的编程操作，均使用面向对象方法，融合全新的计算机编程技术，在达到可靠性、实时性要求前提下，促使系统在可扩展性、可维护性方面有新的突破。

2.2 系统总体网络结构

系统主干网采用工业以太网，选用Siemens SCALANCE X系列光环网工业以太网交换机。现场低压柜塑壳开关、框架开关的状态和控制通过就地PLC 数据监控系统完成，就地PLC 数据监控站主站配置有以太网接口，可通过工业以太网交换机接入光纤以太环网。现场仪表通过数据终端控制器由工业以太网交换机接入光纤以太环网，并且在每个变电所子站内就地PLC 数据监控系统、数据终端控制器和交换机又组成一个局域以太网。

2.3 子站网络结构设计

各个子站网络结构基本相同，只是设备配置数量有一定差异。系统总体网络平台基于PROFINET 控制网络，网络中的PLC、以太网交换机、现场触摸屏、监控软件均采用支持PROFINET 技术的相关产品，智能仪表、电气火灾探测器、变压器温控器、直流屏、UPS 等设备通过通讯模块或RS485 接入到数据终端管理控制器后，再经PROFINET 控制网络上传至智能配电系统。

3 方案及实现功能

3.1 系统平台选择

（1）系统使用的软件平台选择南京因泰莱电器股份有限公司自主知识产权的INT-SCADA（INT-Supervisory Control And Data Acquisition，因泰莱数据采集与监视控制系统）电力行业专用组态系统平台软件，充分考虑到天水卷烟厂能源监控管理信息系统的信息和画面无缝集成的需求，平台做起所用功能的支持框架，可以由底层实时数据采集、生产监控、转向数据分析需求。

（2）这个平台通用性比较强，方便在引入设备、流程过程中，可以及时处理业务管理情况，并迅速在异地快速复制已有系统。

（3）保证系统内部使用相同的网络通信协议；利用共同的数据结构和事件通报模型；采用相同的设备及应用软件接口；通过共同的应用程序实施整合。极大地简化应用软件和接口的设计、维护和管理。

集成化保护监控系统依托Windows 7 平台设计而成，为满足电力系统具有较多的应用设备、纵向与横向之间联系紧密要求，所设计监控系统由分析至编程，整个环节均面向对象方法，融合新的计算机编码技术，在达到可靠性、实时性要求前提下，设计具有较强可扩展性、维护性的系统。此外，采用INT-SCADA监控系统平台能够提升应用开发速度，在一定程度上降低成本及其运维周期，真正意义上实现“人与设备之间的机结合”。加之，该系统支持最新的IEC61850 协议体系标准，能够在设备层实现互操作。

3.2 网络通讯层构建方案

智能配电系统采用分层分布式网络结构，具有良好的可维护性、兼容性及可扩展性。使用双机单网的分布式光纤网络结构，具有较强的抗干扰性能，通过标准、网络化的体系结构，促使软件、硬件展现出良好的扩充能力，促使系统结构功能得以扩展和快速升级。

智能配电系统提供标准的网络接口和通信协议，实现与其他系统的联接，同时支持第三方非标准的协议，系统具有很好的兼容性。系统还具有与天水卷烟厂动力能源管理监控系统接口，可选择标准数据库调用和OPC（OLE for Process Control，用于过程控制的OLE）协议传送两种方法，保证数据能够被能管系统调用。

甘肃烟草工业有限责任公司天水卷烟厂易地技术改造项目智能配电系统网络通讯层包括1 个高压变电所和4 个低压配电室。根据系统整体规划，将设置5 个配电智能化监控子系统，分为：动力中心高压变电所智能化监控子系统、动力中心低压变电所配电智能化监控子系统、联合工房制丝车间配电智能化监控子系统、联合工房卷接包车间配电智能化监控子系统、生产管理用房变电所配电智能化监控子系统。其中，由于动力中心高压变电所智能化监控子系统与动力中心低压变电所配电监控子系统位于同一地理位置，因此合并为动力中心变电所智能化监控子系统。

动力中心变电所配电智能监控系统包括19 台微机保护单元和108 台智能计量仪表，各回路及控制器的电力参数需要通过PLC 控制器和数据终端管理控制器整合后，在本地监控站中进行集中监控。

联合工房卷接包车间变电所智能配电子系统包括2 台微机保护单元和183 台智能计量仪表，各回路及控制器的电力参数需要通过PLC 控制器和数据终端管理控制器整合后，在本地监控站中进行集中监控。

联合工房制丝车间变电所智能配电子系统包括2 台微机保护单元和144 台智能计量仪表，各回路及控制器的电力参数需要通过PLC 控制器和数据终端管理控制器整合后，在本地监控站中进行集中监控。

生产管理用房变电所智能配电子系统包括2 台微机保护单元和89 台智能计量仪表，各回路及控制器的电力参数需要通过PLC 控制器和数据终端管理控制器整合后，在本地监控站中进行集中监控。

3.3 与能源监控系统集成

智能配电系统作为能源监控系统的1 个子系统，提供相关的接口与能源监控系统之间完成无缝连接。

EMS（Energy management system，能源管理系统）作为烟草企业信息化建设不可缺少的一部分，通过对能源数据展开采集、加工促使其在能源计划、能源平衡、预测等发挥着关键的作用。

4 结束语

以甘肃烟草工业有限责任公司天水卷烟厂易地技术改造项目智能配电系统工程为例，介绍智能配电监控系统网络结构、功能等内容，严格按照“分散控制、实施集中管理、开展综合监控、计量精确、高效可靠”的原则，在满足企业生产所需的基本功能条件下，将环境温度监测、电气火灾报警等纳入到智能配电监控系统中，同时对烟草企业变配电运行中实际生产需要的变压器经济运行、谐波监测功能、无功补偿、峰谷控制功能、需量控制等节能方法进行研究和实践。