一、系統概述
1.1 概述
RKS3001 變電站電力監控系統，是電力監控專業軟件，英文簡稱 RC-WebScada。系統集成變電站的數據采集、顯示、控 制、監視、通信等多種功能于一體，是實現變電站電力后臺監控的專業平臺系統。適用于 110kV 以下電壓等級的變配電站。 為了適應電力系統使用設備多，縱向橫向聯系緊密，擴建、組建頻繁等特點，RKS3001 變電站電力監控系統軟件全部 采用面向對象的方法和模塊化的設計原則，融合了最新的計算機編程技術，在嚴格滿足可靠性和實時性要求的基礎上，更 在系統的組態靈活性、擴展性、可用性、維護性、操作性等方面做了新的突破。 RKS3001 變電站電力后臺監控系統采用開放式的工作平臺，為多窗口多任務系統，人機交互界面友好，畫面美觀簡潔， 符合電力系統的專業風格和操作習慣。高質量的畫面顯示和人性化的菜單與工具條設計，使操作更加方便快捷，工作更加 輕松。
1.2 標準化設計
本系統向下需要對接各類智能設備，對上需要與其它系統對接或相互集成。為確保對接與集成的順利實施，平臺所 有接口和服務均嚴格按照行業、國內、國際相關標準設計實現。
1.3 跨平臺設計
RKS3001 電力監控系統利用物聯網和云計算相關技術的結合，構建集成變電站本地監控和遠程監控功能為一體的系 統平臺。由于涉及到接入或集成其他各種監控管理平臺，因此，系統構架是按跨平臺設計的。RKS3001 系統采用 B/S 構 架。服務器端采用跨平臺服務框架，客戶訪問端支持主流瀏覽器和操作系統。
1.4 云化設計
RKS3001 系統設計時預留單個變配電站的擴建增容，也考慮多個變配電站的集中監控，以及多地多變配電站的平臺 化監控管理，因此，系統的演進和部署運營的規模可由小到大、功能不斷增強。系統能夠根據監控管理的現場設備的數 量動態調度計算、存儲等相關資源，同時提供上層應用開發的平臺服務和運行管理環境。 應用層內部的系統架構采用 SOA 架構，具有良好的可擴展性。當數據接入量大或者訪問用戶數大的時候，可以通過部署多 個應用實例來提高系統服務能力。同時可根據用戶的使用要求，靈活配置運行的服務組件。
二、適用范圍
適用于各行業 110kV 以下電壓等級的用戶端變電站、配電室的運行監視和控制管理。
辦公/商業樓宇（市政辦公、商務辦公、商場等）；
科教文衛/旅游建筑（文化教育、科研、醫療、體育、會展、賓館、娛樂等）；
通信行業（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）；
交通運輸業（機場、車站、碼頭、道路交通等）；
廠礦企業（石油、化工、煤炭、冶金、建材、電子、機械等）;
新能源建筑（光伏發電、風能發電等）。
三、系統架構
系統完全遵循物聯網分層分布式物理體系，即設備感知層（間隔層）、站內通訊層、本地站控層、云平臺和云端客 戶應用層，構建而成為完全一體化的智慧監控管理系統。
3.1 設備感知層
主要用于變配電站設備的數據采集、信號采集和控制、監視。設備層由高低壓配電監控中所需的各種保護測控裝置、 智能儀表、測溫探測器及其他智能終端組成。
3.2 站內通訊層
主要用于現場設備與系統后臺以及遠程云平臺之間的信號轉換和數據傳遞。通訊層由通訊管理機、網絡交換機、通訊 線纜等設備組成。
3.3 變電站本地站控層
系統采用計算技術架構，由監控主機或多個數據服務器組成，實時進行變電站本地的數據采集、數據存儲、計算與分 析，及本地的應用、操作與顯示等。
3.3 云平臺與云端客戶應用層
利用互聯網和云空間技術，將變電站本地監控上傳到云平臺的云數據服務器和云Web服務器。云端客戶應用層采用跨平臺技 術，通過客戶PC瀏覽器和手機APP 即可訪問，不需要再單獨安裝客戶端專業軟件，為客戶提供遠程訪問、監控、管理與運維等云端 服務。
3.4 系統構架示意圖如下
四、系統功能
RKS3001 變電站監控系統軟件具有完善的功能和很強的可擴展性、兼容性，其主要功能包括：單元組態的配置、圖形 圖片的編輯、實時數據的采集、通訊協議的解釋、歷史數據庫的生成和管理、報表和曲線圖的生成、定值修改、故障錄波、 EXCEL 報表數據存儲等。各功能模塊說明如下：
4.1 實時數據采集
該模塊可以采集變電站運行過程中的各類實時數據，供后臺監控系統的運行使用，它們包括：
母線電壓、系統頻率；
進線、饋線電流、有功功率、無功功率、功率因數、正反向電度、斷路器動作次數統計；
主變高低壓側電流、有功功率、無功功率、功率因數、電度、溫度、檔位高低壓側斷路器動作次數統計；
電容回路電流、無功功率、電度、斷路器動作次數統計；
站用變電壓、電流；
直流系統運行的各種數據；
變電站設備的運行狀態；
斷路器位置、斷路器儲能、刀閘位置、手車位置、控制開關位置、變壓器本體、有載瓦斯、變壓器壓力、PT、CT 等各種一次設備信號；
保護定值、保護測量值、保護事件、保護自診斷信息。
這四種類型數據，系統根據現場情況進行實時采集：
1）遙測量：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、主變溫度與檔位等；
2）遙信量：斷路器位置、斷路器儲能、刀閘位置、主變本體及有載瓦斯、變壓器壓力、事故總信號；
3）累計量：脈沖電度量、數字電度量、計算電度量、斷路器動作次數；
4）保護數據：保護定值、保護測量值、保護事件、保護自診斷信息。
4.2 實時數據處理
越限監視和報警處理
1）越上、下限報警；
2）多級報警方式：顯示報警畫面、聲音、報警值閃爍；
3）告警抑制；
4）告警閉鎖和解除；
5）設置越限值死區,防止在越限值附近頻繁報警；
遙信監視和處理
1）遙信信息實時監視；
2）遙信變位報警：顯示報警畫面、聲音、報警指示閃爍；
3）根據保護事件區分是事故跳閘還是人工拉閘；
4）保護測控設備保護定值自動診斷，定值出錯發出告警信息；
運行數據統計和計算
1）電壓合格率 根據用戶規定的母線電壓上、下限值每兩秒采樣一次，統計出越上限、下限時間，合格時間，最后給出電壓合格 率，其計算公式為：電壓合格率=合格時間*100%/（越上限時間+越下限時間+合格時間）；
2）斷路器動作次數 手動合閘次數； 手動跳閘次數； 遙控合閘次數； 遙控跳閘次數； 保護跳閘次數； 合閘次數統計； 跳閘次數統計；
3）有歷史記錄以來模擬量的最大值、最小值和平均值；
4）主變分接頭升檔次數和降檔次數。
4.3 操作控制
斷路器及刀閘的分合控制；
投入或切除電容器；
變壓器分接頭調節；
保護定值遠方修改。
4.4 運行記錄
遙測越限記錄：越限起止時間、越限設備和越限值；
遙信變位記錄：變位斷路器名稱,變位狀態,變位時間；
SOE 事件記錄：SOE 事件名稱、SOE 發生時間、保護動作值；
操作記錄：
1）遙控記錄：斷路器控制、刀閘控制、操作時間、操作性質、操作人；投入或切除電容器；
2）遙調記錄：變壓器名稱、操作時間、操作性質、操作人；
3）保護定值修改：保護定值組名稱、修改時間、修改人、修改結果；
4）系統維護：進入系統菜單名稱、時間、管理人員名字；
5）軟件系統啟動和結束記錄：系統進入時間、系統自動退出時間、系統人工退出時間和操作人；
6）值班記錄：值班開始時間、值班結束時間、值班人員；
7）變位記錄：各種變位事件記錄名稱、時間；
8）故障記錄：記錄系統故障名稱、時間。
4.5 報表和歷史數據
? 根據用戶需求建立歷史數據庫
1）遙測量歷史數據：保存時間、保存數據、最小值、最大值、平均值、越上限次數、時間、越下限次數、時間；
2）遙信量歷史數據：保存時間、保存狀態、狀態 0 次數、時間、狀態 1 次數、時間；
3）累計量歷史數據：保存時間、保存數據、峰值(電度)、谷值(電度)；
? 根據用戶需求，設計了報表生成器，由用戶進行報表設計
1）日報表：各種遙測量的整點記錄數值記錄；峰、谷值，平均值；
2）月報表：每日指定時刻的指定數值(當前值、平均值、最大值、最小值等)；
3）特殊報表： 開關動作次數統計表； 操作記錄表； SOE 記錄表； 變位記錄表； 告警記錄表；
? 報表操作可分為報表樣式設計、報表變量設定、報表數據關聯、報表顯示和報表打印等，具體的設計說明如下：
1）報表打印幅面的設定和修改；
2）報表標題的設定和修改；
3）報表單元格行列數目設定和修改；
4）報表單元格尺寸的設定和修改；
5）報表單元格變量的鏈接和修改；
6）變量的設定和修改，即設定何種報表數據如何從歷史數據庫中獲得；
7）只需簡單的命令操作，即可按照用戶要求定義所需報表變量；
8）報表以圖片文件格式保存，定制和修改方便，操作歷史數據實時性好；
9）編輯完成后保存退出，只需點擊主控程序面板的日期工具條，相關報表可立即顯示；
10）主控程序面板的打印按鈕，即可打印選定報表。
4.6 棒圖和曲線圖 通過棒圖和曲線圖這兩種圖形工具，用戶可以更直觀和形象地了解模擬量數據的變化情況。
? 用棒圖和曲線圖顯示的模擬量數據種類：電壓、電流、有功功率、無功功率、電度、功率因數、系統周波、溫度。
? 顯示模式：當前數據顯示、歷史數據顯示。
? 顯示方式：
1）棒圖方式：一般用來顯示采樣周期較長的模擬量數據，如果同時觀察該數據的包絡線，采用棒圖的方式較好；
2）曲線圖方式：一般用來顯示采樣周期較短的數據；
3）棒圖方式與曲線圖方式，這兩種顯示方式均要求該數據必須有歷史記錄，用戶在單元組態可選擇數據是否需 要保存。
4.7 遠動通訊規約
與遠方調度通訊采用部頒 CDT 規約，也可以采用 Modbus 規約、IEC61850 規約等國際標準規約。
4.8 GPS/BD 衛星時鐘系統
變電站電力監控系統安裝的微機繼電保護裝置、安全自動裝置、遠動裝置、微機監控主機，以及故障錄波器、事件記 錄儀等，在采用 GPS/BD 衛星時鐘系統統一時間后，有助于分析電力系統故障與操作時各種裝置動作情況及系統行為，搞清 事故的起因與發展過程。 GPS/BD 衛星時鐘系統是保證監控系統安全運行、提高運行水平的一個重要措施。
4.9 定值設置與修改
系統設有定值設置與修改菜單，通過定值菜單，可以查看保護裝置的保護定值，通過授權管理，可以設置與修改保護 裝置定值。
4.10 故障錄波
電力系統在運行中，不可避免地會出現雷電、短路、接地及不可預測的因素導致的各類故障。這些故障具有突發性強、 維持時間短、復雜程度高、破壞力大的特點，因而使得事后對事故原因分析、查找變得尤為困難。 系統對保護裝置采集的電力故障進行自動記錄與分析，為電力系統故障的分析和評估提供數據來源和依據。 用戶能夠選擇、查詢打開故障錄波數據，并以波形的方式顯示，能夠對顯示的波形進行必要的操作。包括錄波通道的 選擇及其波形顯示屬性設置、錄波信息和錄波采樣數據的顯示、錄波數據的備份、故障波形的打印功能、波形曲線的幅值。 另外，考慮到主機監控組態軟件系統，故障波形再現及分析功能模塊應盡量減少對系統體系的影響，便于系統的維護 和升級，保證系統的穩定性。
4.11 EXCEL 報表數據存儲
各種類型的報表圖片對電力控制系統中的重要數據進行顯示，為能夠滿足用戶要求，將報表圖片中顯示的重要運行數 據按照一定的要求打印，通過將報表數據按照一定的格式存入 Excel 中，實現了用戶對報表圖片打印的需求。同時，打印 出來的 Excel 數據報表美觀、簡潔。
4.12 RC-WebScada 云平臺的客戶端登錄界面
打開 IE 瀏覽器,輸入安裝配置時的網址及訪問端口號(如 http://101.42.52.91:8001/)，進入用戶登錄界面。
4.12.1 云端查看實時數據、報表與曲線
輸入用戶名及密碼，登錄進入變配站主頁界面。主頁包含主界線圖實時電力數據查看，實時日月年報表及功率曲線。
4.12.2 遠程遙控
在實時主接線圖包含遠程遙控，用戶雙擊遙控按鈕，在彈出的權限驗證框里輸入對應的權限及密碼，進行局域網或互 聯網遠程遙控，遙控成功后會彈出對應遙控執行成功消息框
4.12.3 遠程報表查看及打印
電力監控下主要包含電力數據及運行常規的報表查看及打印，選擇對應的查詢模板和查詢日期自動查詢對應的電力數 據及報表自動生成如下圖：
歷史數據主要包含歷史日月年報表和對應的曲線圖可查看實時值、最大值最小值平均值并形成對應的曲線和報表。
五、設備選型
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