孫建紅 高 捷

中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢430064

船舶配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

孫建紅 高 捷

中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢430064

針對(duì)船舶配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)手段和管理水平相對(duì)落后的問(wèn)題，構(gòu)建了船舶配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，提出了配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)系統(tǒng)的組成和功能進(jìn)行了說(shuō)明。該系統(tǒng)采用集中數(shù)據(jù)管理，分層、分布式監(jiān)測(cè)控制，采集全船配電網(wǎng)絡(luò)的電量參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)CAN總線向系統(tǒng)終端傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全船配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)和故障定位。

船舶配電；監(jiān)測(cè)；信息采集；故障定位

1 引 言

配電系統(tǒng)是介于船舶電源系統(tǒng)和用電設(shè)備之間傳輸與分配電能的全部配電裝置和網(wǎng)絡(luò)的總稱。配電系統(tǒng)是船舶電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，能將全船電源裝置產(chǎn)生的電能通過(guò)配電設(shè)備及電纜輸送給電力用戶，是全船其他系統(tǒng)及設(shè)備功能發(fā)揮的基本保障。然而，目前，我國(guó)水面船舶配電監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)均采用傳統(tǒng)的分散監(jiān)測(cè)方法，并沒(méi)有對(duì)全船主要配電設(shè)備的信息進(jìn)行較為全面的采集，獲取信息的手段主要采用人工測(cè)量和判斷。這樣既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，不能對(duì)故障情況作出快速反應(yīng)，不利于全船整體功能的提升，更不能完全滿足現(xiàn)代新型船舶用電設(shè)備的需求［1］。

隨著大型水面船舶用電負(fù)荷需求量不斷增加，全船配電線路和配電設(shè)備分布點(diǎn)多、涉及面廣、布置分散，對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)的故障檢測(cè)和維護(hù)的要求越來(lái)越高。此外，配電結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，所需監(jiān)視控制的實(shí)時(shí)配電信息越來(lái)越多，檢測(cè)工作量大，僅憑人的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越難于應(yīng)付。這些特點(diǎn)使得以往船舶配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的傳統(tǒng)、分散的監(jiān)測(cè)、故障處理等一系列方法不能完全滿足現(xiàn)代新型船舶用電設(shè)備的需求。同時(shí)，船舶電力系統(tǒng)正在不斷向自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與控制理論相結(jié)合構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為配電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向，船舶配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化亦已成為必然趨勢(shì)。

2 配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施的意義

全船配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的配電網(wǎng)絡(luò)信息采集設(shè)備，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)中主要配電設(shè)備信息，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)和管理。在正常運(yùn)行情況下，配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集各配電支路的電壓、電流、功率、功率因數(shù)及支路斷路器通斷狀態(tài)等電量參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)視配電網(wǎng)絡(luò)中各配電設(shè)備的運(yùn)行工況，優(yōu)化配網(wǎng)的運(yùn)行方式。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時(shí)，全船配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠迅速地查出故障區(qū)域及異常情況，以便及時(shí)處理故障，減少斷電時(shí)間，及時(shí)恢復(fù)正常供電，提高故障處理效率。因而，該系統(tǒng)能夠很好地解決配電網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)及配網(wǎng)各支路電量參數(shù)的采集、存儲(chǔ)等問(wèn)題［2－3］。 全船配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)，實(shí)施配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要意義在于：

1）提高配電網(wǎng)可靠性

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時(shí)，配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)迅速查出故障區(qū)域及故障類型，可及時(shí)處理事故，保證用電設(shè)備的供電并盡量縮短用電設(shè)備的斷電時(shí)間、縮小斷電范圍。同時(shí)，能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口上報(bào)到上級(jí)管理部門，從而及時(shí)調(diào)度，將影響供電的范圍控制到最小。

2）改善電能品質(zhì)

通過(guò)配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和負(fù)荷預(yù)測(cè)、負(fù)荷管理與控制、狀態(tài)估計(jì)及配合供電系統(tǒng)電壓和無(wú)功優(yōu)化調(diào)度等功能，及時(shí)收集電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，采用最佳的運(yùn)行方式，改善供電質(zhì)量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

3）減少調(diào)度管理人員及勞動(dòng)強(qiáng)度

配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在人力盡量少介入的情況下完成大量的重復(fù)性工作，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，有利于船員較全面地掌握配電狀態(tài)，便于管理和維護(hù)，從而減輕船員日常檢測(cè)工作量，提高船舶的現(xiàn)代化管理水平。

3 配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能定位

結(jié)合我國(guó)船舶配電系統(tǒng)的發(fā)展情況，針對(duì)目前在現(xiàn)代船舶上實(shí)施配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案，首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的可視化集中監(jiān)測(cè)和故障自動(dòng)檢測(cè)、定位、報(bào)警，提供故障恢復(fù)建議的功能，而斷路器操作、隔離故障和轉(zhuǎn)移負(fù)荷等仍通過(guò)人工方式實(shí)現(xiàn)。然后，在此配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分階段逐步向全船配電自動(dòng)化的方向發(fā)展。因此，現(xiàn)階段配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)全船交流配電一次網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、顯示，對(duì)配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，并對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警、定位和記錄，同時(shí)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和回放。

4 船舶配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

全船配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由4個(gè)部分組成：配電饋線終端設(shè)備、子站、主站和通信網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)全船配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理、存儲(chǔ)、顯示、故障定位和報(bào)警。其中：配電饋線終端設(shè)備為配合框架、塑殼式斷路器的電量參數(shù)采集設(shè)備，主要完成其配網(wǎng)支路中各種參數(shù)的采集工作；子站為信息處理裝置，是配電系統(tǒng)的中間層，主要實(shí)現(xiàn)所管轄區(qū)域的配電終端的信息集中處理、故障檢測(cè)及通信等功能；主站是整個(gè)配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控和管理的最高層，負(fù)責(zé)全船配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視和控制；通信網(wǎng)絡(luò)則是信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)。

圖1 配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用硬件、軟件和優(yōu)化控制算法設(shè)計(jì)，突破了傳統(tǒng)的配電檢測(cè)方式，運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)傳輸電量數(shù)據(jù)，使得電量的采集更為簡(jiǎn)潔，高效。此外，該系統(tǒng)具有可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸速度快的特點(diǎn)，有效地提高了船舶配電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

4.2.1 配電終端設(shè)備

配電終端設(shè)備完成對(duì)各配電支路斷路器的三相電流、電壓有效值、有功功率（功率因數(shù)）、頻率、相序等電量參數(shù)的監(jiān)測(cè)，并采用標(biāo)準(zhǔn)RS232或RS485通信接口輸出。通過(guò)運(yùn)用遙測(cè)等技術(shù)，配電終端設(shè)備能夠采用數(shù)字計(jì)算的測(cè)量方式完成對(duì)各斷路器支路電量參數(shù)和非電量信號(hào)的采集和處理工作［4］。此設(shè)備可與塑殼斷路器和框架斷路器配套使用，安裝于斷路器和插入式安裝臺(tái)中間。其集傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、鎖相環(huán)電路、外圍擴(kuò)展存儲(chǔ)器、微處理器等主要元器件于一身［5－6］，具有體積小、重量輕、安裝方便等特點(diǎn)。圖2為智能電量參數(shù)采集設(shè)備原理框圖［7］。

圖2 智能電量參數(shù)采集設(shè)備工作原理

目前，國(guó)內(nèi)已成功研制了滿足船用條件的斷路器智能電量參數(shù)采集設(shè)備，即STJ18型智能控制器和DL型電量監(jiān)測(cè)附件。將其與相應(yīng)的船用框架式斷路器和塑殼斷路器的殼架配套，能夠通過(guò)通信接口向信息處理裝置子站傳送各配電支路實(shí)時(shí)的三相電流、電壓有效值、功率因數(shù)、頻率及故障信息。

4.2.2 配電監(jiān)測(cè)子站

配電監(jiān)測(cè)子站是整個(gè)配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要層次，它主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)主配電板負(fù)載屏、區(qū)域配電板、專用配電板內(nèi)多路配電終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、集中、處理、傳輸至上層主站的功能。針對(duì)船舶配電電壓低、電流大、分路多等問(wèn)題，子站設(shè)計(jì)應(yīng)具有檢測(cè)通道多、配置簡(jiǎn)單靈活、體積小、可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。通過(guò)分布式安裝該設(shè)備，各配電板之間僅通過(guò)一條雙絞屏蔽電纜即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸各種電量數(shù)據(jù)，從而適應(yīng)了船舶空間小、配電支路多的特點(diǎn)。

為配合STJ18型智能控制器和DL型電量監(jiān)測(cè)附件等配電終端設(shè)備，國(guó)內(nèi)相應(yīng)研制了信息處理裝置，其由A型設(shè)備和B型設(shè)備組成，分別安裝在主配電板負(fù)載屏內(nèi)和區(qū)域配電板 （或?qū)Ｓ门潆姲澹﹥?nèi)，與主配電板負(fù)載屏內(nèi)60路框架斷路器的STJ18智能控制器和區(qū)域配電板 （或?qū)Ｓ门潆姲澹﹥?nèi)14路塑殼斷路器的DL型電量監(jiān)測(cè)附件相配合。兩型信息處理裝置將檢測(cè)到的多路電量數(shù)據(jù)、斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息進(jìn)行集中、處理后，通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，再經(jīng)CAN總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，從而使得配電信息上傳至配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站。智能信息處理裝置原理如圖3所示。

4.2.3 信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

為保證配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和命令及時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞，其通信是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)配電監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。因此，根據(jù)不同噸位船舶配電網(wǎng)絡(luò)的配置情況，在各種信息采集設(shè)備的基礎(chǔ)上，制定好傳輸網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃，才能準(zhǔn)確地在配電終端設(shè)備與配電監(jiān)測(cè)主站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)交換。同時(shí)，規(guī)劃配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式時(shí)，盡可能與全船電力系統(tǒng)監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)保持一致，以提高網(wǎng)絡(luò)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。

圖3 信息處理裝置工作原理

由于配電監(jiān)測(cè)涉及的設(shè)備數(shù)量多、范圍廣，如果所有的數(shù)據(jù)量都發(fā)送到配電監(jiān)測(cè)主站，容易造成信息擁擠和瓶頸現(xiàn)象，發(fā)生故障時(shí)難以及時(shí)處理和控制，因此宜采用分層處理的方式。全船配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式可分為上、下兩層［8］。上層網(wǎng)絡(luò)為提供監(jiān)測(cè)信息和控制指令的傳輸通道，其傳輸信息量大、實(shí)時(shí)控制要求相對(duì)不高，要求信息的完整、可靠和高速傳遞。因而，上層網(wǎng)設(shè)計(jì)可選用冗余的高速交換式工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)采用環(huán)形方式，保證系統(tǒng)的可靠性與生命力。下層網(wǎng)絡(luò)則為數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的傳輸通道，根據(jù)需要可按區(qū)域分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的配電子網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備就近接入網(wǎng)內(nèi)。因而，下層網(wǎng)可設(shè)計(jì)為雙冗余CAN現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)采用總線方式，保證系統(tǒng)的可靠性與實(shí)時(shí)性。兩層網(wǎng)絡(luò)使得系統(tǒng)的可靠性及實(shí)時(shí)性均得到保證，網(wǎng)絡(luò)之間由智能網(wǎng)關(guān)連接。這樣一來(lái)，就能夠?qū)⒏髋潆妳^(qū)域子站處理后的各種信息首先接入?yún)^(qū)域子網(wǎng)，然后通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入上層網(wǎng)傳輸至配電監(jiān)測(cè)主站。

4.2.4 配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站

配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站作為人機(jī)交互的窗口，可完成各種圖形顯示、系統(tǒng)保護(hù)、設(shè)備管理、報(bào)表打印、與其他系統(tǒng)的信息交換等功能，整個(gè)系統(tǒng)采用一體化的設(shè)計(jì)思想，將配電網(wǎng)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）、配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）、配網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件等各子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起［9］。主站設(shè)計(jì)基于友好的人機(jī)界面，以簡(jiǎn)捷、直觀、快速的方式監(jiān)視與控制配電系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)線路某一處發(fā)生故障時(shí)，事故信號(hào)既能反映到SCADA部分，同時(shí)在GIS的畫面上也能反映出事故發(fā)生的情況及其影響的區(qū)域。

主站設(shè)計(jì)主要包括：建立一個(gè)能為各種子系統(tǒng)的實(shí)施和執(zhí)行提供強(qiáng)大功能的環(huán)境和開(kāi)放式的基礎(chǔ)平臺(tái)，該平臺(tái)除提供基本的硬件技術(shù)和操作系統(tǒng)的基本服務(wù)外，還能提供諸如數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、信息交互、人機(jī)界面、實(shí)時(shí)環(huán)境應(yīng)用程序等服務(wù)。鑒于現(xiàn)階段配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能定位，基于此平臺(tái)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)2個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)的功能：SCADA和GIS，這些子系統(tǒng)之間在開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有機(jī)的橫向和縱向的集成，形成一個(gè)較完整的配網(wǎng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行可視化，故障自動(dòng)定位、報(bào)警功能。

通過(guò)對(duì)圖集（原理單線圖、通信線路圖等）、靜態(tài)數(shù)據(jù) （配電設(shè)備數(shù)據(jù)，如配電板名稱和布置艙室、支路負(fù)載名稱等）和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（支路電壓，電流，功率，線路故障等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和斷路器狀態(tài)等）進(jìn)行有機(jī)合成，實(shí)時(shí)地將各種變化反映到圖集上，可以提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可管理性和直觀性。這樣一來(lái)船員在集控室即可完成對(duì)每一條支路的管理。在發(fā)生配電支路故障時(shí)，船員能在第一時(shí)間了解情況，提高故障處理效率。多功能主站以人機(jī)界面形式可對(duì)全船電力系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行如下管理［9］：

1）實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與顯示

在LCD顯示屏上以圖形、曲線、表格等形式顯示配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

2）電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)查看

在LCD顯示屏上顯示一次配電網(wǎng)絡(luò)及各斷路器、母聯(lián)開(kāi)關(guān)、跨接開(kāi)關(guān)狀態(tài)；顯示電網(wǎng)運(yùn)行方式、顯示岸電接入狀態(tài)；顯示交流配電網(wǎng)絡(luò)各段母排配電支路斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，支路的電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)，如圖4所示。

圖4 配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)顯示界面圖

3）歷史數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)

對(duì)配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、回放等管理。

4）故障報(bào)警處理

發(fā)生通信故障或支路故障時(shí)，系統(tǒng)將出現(xiàn)的報(bào)警信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中保存以備查看。用戶可以切換至報(bào)警列表畫面查詢各配電支路故障發(fā)生時(shí)間及故障類型，如圖5所示。

5）電網(wǎng)運(yùn)行安全管理

在配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站上可對(duì)全船所有交流配電網(wǎng)絡(luò)一次網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。

圖5 報(bào)警列表顯示界面圖

4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與分析3個(gè)程序模塊組成。

4.3.1 數(shù)據(jù)采集程序

數(shù)據(jù)采集程序通過(guò)CAN總線從現(xiàn)場(chǎng)配電監(jiān)測(cè)子站獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。子站程序主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號(hào)處理、存儲(chǔ)、顯示、通信處理等功能，軟件由主程序、外部中斷程序、串行口中斷程序等模塊組成。主程序完成中斷方式、串行口方式、定時(shí)器方式等初始化和RAM、ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)判斷等工作，并進(jìn)行I／O檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集處理、本地顯示等。

4.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包含兩個(gè)部分：歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行在主站數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，可采用商用數(shù)據(jù)庫(kù)，如SQL Server等，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義和描述；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)分布式運(yùn)行在每個(gè)子站上，主要用于反映當(dāng)前配網(wǎng)的狀態(tài)，存放實(shí)時(shí)性要求比較高的數(shù)據(jù)。

4.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析程序

數(shù)據(jù)處理與分析程序運(yùn)行在配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主站上，主要提供用戶操作界面，包括參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)運(yùn)行、系統(tǒng)管理3項(xiàng)功能［10］。其軟件主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、曲線繪制、報(bào)表顯示以及打印輸出等功能。

1）參數(shù)設(shè)置主要是指設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)通道的系統(tǒng)參數(shù)，標(biāo)定等功能，便于采集子站標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)需要?jiǎng)h除或修改的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行編輯管理。

2）數(shù)據(jù)運(yùn)行主要是指設(shè)置定時(shí)采集的參數(shù)，可實(shí)時(shí)采集歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，并生成曲線報(bào)表及事件報(bào)告，并可打印輸出。

3）系統(tǒng)管理是指對(duì)使用此系統(tǒng)的用戶進(jìn)行維護(hù)，它可以設(shè)置、修改、刪除用戶帳號(hào)、密碼，維護(hù)用戶的使用權(quán)限。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)船舶配電網(wǎng)絡(luò)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、位置分散、管理手段落后等問(wèn)題，本文構(gòu)建了船舶分布式的配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用集中數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)分層、分布式監(jiān)測(cè)，采集配電系統(tǒng)一次網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及各支路的電量參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口向配電監(jiān)測(cè)主站傳輸信息，實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)和對(duì)故障準(zhǔn)確、及時(shí)定位的功能。此系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)船舶領(lǐng)域首次應(yīng)用，能夠極大地減少配電系統(tǒng)的運(yùn)行和管理工作量，提高系統(tǒng)的可靠性，也便于存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)及故障分析，對(duì)促進(jìn)配電自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)船舶上的應(yīng)用和發(fā)展具有一定的意義。

［1］劉德輝，廖高華，朱杰斌.低壓配電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.低壓電器，2007（5）：44-47.

［2］孫麗成，李學(xué)山，張戰(zhàn)勝.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制［J］.科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2003，13（6）：160-161.

［3］孟祥忠，王博主編.電力系統(tǒng)自動(dòng)化［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社；北京大學(xué)出版社，2006.8.

［4］佟為明，李鳳閣，林景波.基于CAN總線的電力監(jiān)控器的研究［J］.電工技術(shù)雜志，2004（8）：68-71，73.

［5］曹建平.配電網(wǎng)電力參數(shù)交流采樣的研究與實(shí)現(xiàn)［M］.中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2007，33（6）：55-57，74.

［6］王義輝，陸豐勤，陳慶偉.現(xiàn)代電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.江蘇：淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，15（5）：51-54.

［7］李中年.控制電器及應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2006.5.

［8］王斌.CAN總線在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］.水利電力機(jī)械，2007，29（7）：76-78，103.

［9］許建中.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的配電監(jiān)控系統(tǒng) ［J］.電力學(xué)報(bào)，2004，19（2）：136-138.

［10］王立.低壓配電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng) ［J］.河北電力技術(shù)，2005，24（3）：31-32，39.

Research and Design of Power Distribution Monitoring System on Ships

Sun Jian-hong Gao Jie
China Ship Development and Design Center，Wuhan 430064，China

The monitoring and management of the power distribution network on ships have not been fully developed.In this paper， architecture and design of a power distribution monitoring system are presented， together with the descriptions of the element contained and functions of the system.The system has several features： centralized data management， multi－level and distributed monitoring and controlling，and the collected system data transmitted to terminal through CAN field bus.Therefore， centralized monitoring and fault location of the power distribution network on a whole ship are achieved in a realtime manner.

marine power distribution system； monitoring； information collection； fault location

U665.14

A

1673－3185（2010）02－69－05

2009－12-19

孫建紅（1976－），女，工程師。研究方向：船舶電氣。E-mail：sjh94＠ 163.com