电力系统能效测试管理系统及测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种电力系统能效测试管理系统及测试方法，整个系统分为三层，第一层为网络管理层，通过服务器集中管理PXI或IPC/PC104主控机，并通过集线器构成以太局域网，级联至其它局域网；第二层为测控层配有嵌入式控制器的PXI系统或IPC/PC104系统，一方面充当集中管理系统的客户机，另一方面又是现场测控设备的主控机，起到了网关的作用；第三层包括各种监测和测试设备单元，安装在被监测设备的运行现场，种类和数量根据监测要求确定。本发明实现对电力系统各级电力设备的远程能耗的实时动态监测、能耗管理及能效分析工作，实现电力系统实时能源管理并降低能耗。
【专利说明】电力系统能效测试管理系统及测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统节能【技术领域】，尤其涉及一种电力系统能效测试管理系统及测试方法。
【背景技术】
[0002]近年来，节约能源、环境保护、气候变化已成为世界各国普遍关注的焦点，节能、提高能效和发展可再生能源也已成为世界各国能源发展基本战略之一。在能源日益短缺的情况下，各个国家都开展了一系列提高能效、节能降耗的措施。
[0003]电力工业是节能降耗的重点领域之一，坚强智能电网通过发挥“削峰填谷”作用，减少电力装机，进而减少发电企业投资；提高发电机组的稳定运行水平和发电效率，增加发电企业的效益；提升发电利用效率、输电效率和电能在终端用户的使用效率。电源侧节能、电网侧节能、需求侧节能在节能降耗中发挥重要作用。
[0004]随着新能源和智能电网的大规模快速应用，电网用户日趋增多，用电设备日趋复杂。大量节能灯、变频器使用，风能、太阳能并网发电等分布式电源增加，电动汽车充电站中直流充电等，造成公用电网中的谐波问题日趋严重。谐波治理刻不容缓。大量的谐波电流会引起电网中的电压畸变，严重危害电网运行的稳定性。同时，大量的谐波在电网中积累叠加导致线路损耗增加，浪费电能。
[0005]电机作为工业用户生产线上的核心部件，对生产过程有着至关重要的作用。根据分析，在电机的整个生命周期内，其采购价格占电机总成本的2%，修费用占其总成本的
0.7%，耗能成本则占到了 97.3%。因此，采用高效电机不仅可以提高生产率和降低电机生命周期成本，还能减少能源消耗并降低二氧化碳的排放量。高效电机采用新型电机设计、新工艺及新材料，通过降低电磁能、热能和机械能的损耗，提高输出效率。与标准电机相比，使用高效电机的节能效果非常明显，通常情况下效率可平均提高4%。
[0006]电网公司作为能源资源优化配置的平台，是关系国家能源安全和国民经济发展的国有重要骨干企业，也是对上下游企业节能减排起着一定引导作用的特殊企业，在节能减排工作中有着义不容辞的责任。作为供电企业，贯彻落实科学发展、节约发展的工作思路，优化、完善电网结构，提高电网输电能力和利用效率，降低输配电损耗，扎实做好节能降耗工作，是义不容辞的社会责任。当前，加强线损管理，落实降损措施，已经成为供电企业经营管理的重要内容之一。针对电力系统所使用的大功率电力设备进行节能降耗潜力评估，研究电力系统中大功率电力设备的节能降损评估方法，实现电网能效测试和管理，为电力系统节能降耗规划和技术改造提供理论基础和工程依据，现实意义重大。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种电力系统能效测试管理系统及测试方法，实现对电力系统各级电力设备的远程能耗的实时动态监测、能耗管理及能效分析工作，实现电力系统实时能源管理并降低能耗。[0008]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]一种电力系统能效测试管理系统，整个系统分为三层:
[0010]第一层为网络管理层，通过服务器集中管理PXI或IPC/PC104主控机，并通过集线器构成以太局域网，级联至其它局域网，用于实现网络管理，包括用户管理、共享资源的分配。
[0011 ] 第二层为测控层，配有嵌入式控制器的PXI系统或IPC/PC104系统，一方面充当集中管理系统的客户机，另一方面又是现场测控设备的主控机，起到了网关的作用。
[0012]第三层为测试设备层，包括各种监测和测试设备单元，安装在被监测设备的运行现场，种类和数量可根据监测要求确定，各种监测和测试设备通常由采样传感器、信号调理电路、Α/D转换电路、嵌入式微处理器、数据通讯及电源管理等模块构成，所述采样传感器将采集的信号传送到信号调理电路，所述信号调理电路的输出端与Α/D转换电路的输入端连接，所述Α/D转换电路的输出端与嵌入式微处理器的输入连接，所述嵌入式微处理器与数据通讯连接；本层直接检测电力系统电气设备的运行状态的特征参量，并通过通讯接口把监测数据传送到上层主控机。
[0013]所述第三层的通讯接口采用了 USB、CAN、PXI和DAQ共4种标准接口总线或标准接□。
[0014]所述服务器软件系统部分通过局域网或英特网自动或手动调度变电站的各种数据，并远程设置工控机各种参数和实时远程采集各测试点数据。
[0015]所述PXI或IPC软件系统部分主要负责现场数据的采集、处理和分析。PXI或IPC通过CAN总线或DAQ数采系统或USB采集系统采集各测试点的检测数据，并对采集数据进行分析和处理。
[0016]一种电力系统能效测试管理系统的测试方法，具体步骤为:
[0017](I)输入变压器、无功补偿装置、发电机、变频器、电动机装置信息；
[0018](2)对键入的装置进行数据采集，同时对其进行参数设置，然后将采集的数据以数据曲线的形式显示并生成报表；
[0019](3)对采集的数据进行数据分析、处理，同时显示并生成报表；
[0020](4)对分析处理后的数据根据判据判定进行效率测试。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]1.本发明的服务器软件系统部分通过局域网或英特网自动或手动调度变电站的各种数据，并远程设置工控机各种参数和实时远程采集各测试点数据，实现无人值守自动运行。
[0023]2.本发明提供WEB服务，通过局域网或英特网对外发布数据和曲线，用户使用IE浏览器直接浏览数据和曲线。
[0024]3.本发明实现用户对测试点的各种相关参数和各类电气设备的诊断参数进行设置，自动或实时手动采集测试点检测数据；灵活设置各类电气设备的采集周期和采样频率。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明系统总体结构图；
[0026]图2为本发明硬件系统结构图；[0027]图3为本发明工作流程图；
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0029]如图1和图2, —种电力系统能效测试管理系统,整个系统分为三层:
[0030]第一层为网络管理层，通过服务器集中管理PXI或IPC/PC104主控机，并通过集线器构成以太局域网，级联至其它局域网，实现网络管理，包括用户管理、共享资源的分配。
[0031]第二层为配有嵌入式控制器的PXI系统或IPC/PC104系统，一方面充当集中管理系统的客户机，另一方面又是现场测控设备的主控机，起到了网关的作用。此层的主要应用程序分为两大类，一类的主要功能是按照试验流程组织并实施试验、处理试验数据、生成试验报告等；另一类属于数据库网络应用程序，负责将试验结果入库存档。
[0032]第二层为测控层，配有嵌入式控制器的PXI系统或IPC/PC104系统，一方面充当集中管理系统的客户机，另一方面又是现场测控设备的主控机，起到了网关的作用。
[0033]第三层为测试设备层，包括各种监测和测试设备单元，安装在被监测设备的运行现场，种类和数量可根据监测要求确定，各种监测和测试设备通常由采样传感器、信号调理电路、Α/D转换电路、嵌入式微处理器、数据通讯及电源管理等模块构成，所述采样传感器将采集的信号传送到信号调理电路，所述信号调理电路的输出端与Α/D转换电路的输入端连接，所述Α/D转换电路的输出端与嵌入式微处理器的输入连接，所述嵌入式微处理器与数据通讯连接；本层直接检测电力系统电气设备的运行状态的特征参量，并通过通讯接口把监测数据传送到上层主控机。
[0034]服务器软件系统部分通过局域网或英特网自动或手动调度变电站的各种数据，并远程设置工控机各种参数和实时远程采集各测试点数据，实现无人值守自动运行。具有操作纪录、故障记录及报警功能，数据通过表格显示、曲线显示和制作报表等。提供WEB服务，通过局域网或英特网对外发布数据和曲线，用户使用IE浏览器直接浏览数据和曲线。
[0035]PXI或IPC软件系统部分主要负责现场数据的采集、处理和分析。PXI或IPC通过CAN总线或DAQ数采系统或USB采集系统采集各测试点的检测数据，并对采集数据进行分析和处理；用户对测试点的各种相关参数和各类电气设备的诊断参数进行设置；自动或实时手动采集测试点检测数据；灵活设置各类电气设备的采集周期和采样频率；各种操作均具有操作纪录、错误记录及故障报警功能；对采集到的各测点数据用表格和曲线显示，并制作报表打印。
[0036]如图3，一种电力系统能效测试管理系统的测试方法，具体步骤为:
[0037](I)载入主程序；
[0038](2)开始循环；
[0039](3)判断循环是否停止了，若已停止，则跳出程序；
[0040](4)若没有停止，则执行按键输入；
[0041](5)输入变压器、无功补偿装置、发电机、变频器、电动机装置信息；
[0042](6)对键入的装置进行数据采集，同时对其进行参数设置，然后将采集的数据以数据曲线的形式显示并生成报表；
[0043](7)对采集的数据进行数据分析、处理，同时显示并生成报表；[0044](8)对分析处理后的数据根据判据判定进行效率测试。
[0045]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种电力系统能效测试管理系统，其特征是，整个系统分为三层: 第一层为网络管理层，通过服务器集中管理PXI或IPC/PC104主控机，并通过集线器构成以太局域网，级联至其它局域网，实现网络管理，包括用户管理、共享资源的分配； 第二层为测控层，配有嵌入式控制器的PXI系统或IPC/PC104系统，一方面充当集中管理系统的客户机，另一方面又是现场测控设备的主控机，起到了网关的作用； 第三层为测试设备层，包括各种监测和测试设备单元，安装在被监测设备的运行现场，种类和数量可根据监测要求确定，各种监测和测试设备通常由采样传感器、信号调理电路、Α/D转换电路、嵌入式微处理器、数据通讯及电源管理等模块构成，所述采样传感器将采集的信号传送到信号调理电路，所述信号调理电路的输出端与Α/D转换电路的输入端连接，所述Α/D转换电路的输出端与嵌入式微处理器的输入连接，所述嵌入式微处理器与数据通讯连接；本层直接检测电力系统电气设备的运行状态的特征参量，并通过通讯接口把监测数据传送到上层主控机。
2.如权利要求1所述一种电力系统能效测试管理系统及测试方法，其特征是，所述第三层的通讯接口采用USB、CAN、PXI和DAQ共4种标准接口总线或标准接口。
3.如权利要求1所述一种电力系统能效测试管理系统及测试方法，其特征是，所述服务器软件系统部分通过局域网或英特网自动或手动调度变电站的各种数据，并远程设置工控机各种参数和实时远程采集各测试点数据。
4.如权利要求1所述一种电力系统能效测试管理系统及测试方法，其特征是，所述PXI或IPC软件系统部分主要负责现场数据的采集、处理和分析；PXI或IPC通过CAN总线或DAQ数采系统或USB采集系统采集各测试点的检测数据，并对采集数据进行分析和处理。
5.采用上述电力系统能效测试管理系统的测试方法，其特征是，具体步骤为: (1)输入变压器、无功补偿装置、发电机、变频器、电动机装置信息； (2)对键入的装置进行数据采集，同时对其进行参数设置，然后将采集的数据以数据曲线的形式显示并生成报表； (3)对采集的数据进行数据分析、处理，同时显示并生成报表； (4)对分析处理后的数据根据判据判定进行效率测试。
【文档编号】G06Q50/06GK103683512SQ201310719742
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】卞峰, 韩小岗 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院, 国网山东节能服务有限公司