供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)-文檔資料

供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基金項目：本文系上海市教委重點(diǎn)學(xué)科資助項目（項目編號：J51301）的研究成果。上海電力學(xué)院（以下簡稱“我?！保?008年開始按“供用電技術(shù)”專業(yè)方向招收本科生,2010年下半年開始該專業(yè)方向的學(xué)生陸續(xù)進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段。為完善該專業(yè)方向的實(shí)驗(yàn)室體系，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)所必須的實(shí)驗(yàn)條件,我校于2010年上半年開始著手建設(shè)供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，并于2010年下半年為學(xué)生開出了有關(guān)電能計量的實(shí)驗(yàn)。即將開設(shè)有關(guān)需求側(cè)用電負(fù)荷管理的實(shí)訓(xùn)課程及課程設(shè)計。一、供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)設(shè)置我校的辦學(xué)理念是培養(yǎng)“立足電力,立足一線，立足應(yīng)用”的應(yīng)用型人才,供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)，是為電力行業(yè)培養(yǎng)熟悉生產(chǎn)一線環(huán)境、生產(chǎn)過程的、動手能力強(qiáng)并能“即來即用”的供用電技術(shù)相關(guān)崗位的人才。供用電技術(shù)專業(yè)方向的學(xué)生，應(yīng)重點(diǎn)掌握供電和用電領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)技能。目前我校電氣工程及其自動化專業(yè)已具備一定規(guī)模和水平的供電類實(shí)驗(yàn)室,故本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)重點(diǎn)建設(shè)用電類的實(shí)驗(yàn)項目。電能計量是電力生產(chǎn)、銷售以及電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，發(fā)電、輸電、供配電和用電均需要對電能進(jìn)行準(zhǔn)確地測量，電能計量裝置是供電企業(yè)向用電戶銷售電能的度量衡器具，其正常運(yùn)行決定著供用電雙方的公平交易。負(fù)荷管理是用電管理的重要內(nèi)容,負(fù)荷管理系統(tǒng)是大客戶用電信息采集與管理系統(tǒng),為供電公司提高大客戶用電管理和決策水平提供有力的技術(shù)支撐，并為電力市場開發(fā)、電力需求側(cè)管理提供信息支持。電能計量和負(fù)荷管理是供用電技術(shù)專業(yè)方向的學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分。根據(jù)已有各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的配置情況和供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室所能爭取到的面積（不足80m2），經(jīng)論證，供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置反竊電程控模擬裝置和負(fù)荷管理系統(tǒng)兩部分。所購置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與工程實(shí)際設(shè)備高度一致，都是在各電力公司的職工培訓(xùn)及用戶需求側(cè)管理中廣泛應(yīng)用的設(shè)備。反竊電程控模擬裝置是型號為CKM-S18的成套設(shè)備，其外形如圖1所示;配套使用的數(shù)字相位伏安表型號為ETCR4000.負(fù)荷管理系統(tǒng)由負(fù)荷管理終端、負(fù)荷管理軟件系統(tǒng)、模擬負(fù)荷開關(guān)柜、走字臺、電能表、學(xué)生端PC機(jī)、服務(wù)器、接入交換機(jī)、服務(wù)器機(jī)柜等裝置組成，其外觀如圖2所示.二、供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的安裝調(diào)試供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的所有設(shè)備共有17種（類），涉及8家供貨單位，各設(shè)備的安裝和調(diào)試相互銜接、相互影響。其中的基礎(chǔ)設(shè)施包括電線、網(wǎng)線、插座、防靜電地板、實(shí)驗(yàn)臺、投影儀等等，安裝調(diào)試相對簡單。反竊電程控模擬裝置因是成套設(shè)備，其安裝調(diào)試只涉及設(shè)備本身及與其聯(lián)網(wǎng)的一臺計算機(jī)，過程不復(fù)雜，復(fù)雜的是負(fù)荷管理系統(tǒng)部分的安裝調(diào)試。負(fù)荷管理系統(tǒng)由負(fù)荷管理終端、負(fù)荷管理軟件系統(tǒng)、模擬負(fù)荷開關(guān)柜、走字臺、電能表、學(xué)生端PC機(jī)、服務(wù)器、接入交換機(jī)、服務(wù)器機(jī)柜等等裝置組成。模擬負(fù)荷開關(guān)柜、走字臺、電能表、學(xué)生端PC機(jī)、服務(wù)器、接入交換機(jī)等設(shè)備的正常運(yùn)行是負(fù)荷管理系統(tǒng)能夠安裝、調(diào)試、運(yùn)行的基礎(chǔ)。模擬負(fù)荷開關(guān)柜經(jīng)安裝調(diào)試后可以供電運(yùn)行，但接入電能表后一直跳閘。經(jīng)檢測分析，開關(guān)柜未按設(shè)計要求安裝三相四線斷路器和漏電保護(hù)器,而是安裝三相三線的電表。經(jīng)更換三相四線斷路器和漏電保護(hù)器,模擬負(fù)荷開關(guān)柜可正常運(yùn)行。負(fù)荷管理終端和負(fù)荷管理軟件安裝后經(jīng)初步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時,測量點(diǎn)若選擇為表計可以招測到相關(guān)數(shù)據(jù)，而測量點(diǎn)若選擇為脈沖則招測不到相關(guān)數(shù)據(jù)。調(diào)試人員在一個終端和一個電能表之間在地面上重拉一根同長的電纜，兩個測量點(diǎn)都可以招測到相關(guān)數(shù)據(jù)。經(jīng)分析,本實(shí)驗(yàn)室的負(fù)荷管理系統(tǒng)采用有線通信方式,終端和電能表之間通過地下電纜連接，且為了和電力生產(chǎn)現(xiàn)場一致，一個終端連接多個電能表,而實(shí)驗(yàn)室的電能表數(shù)量有限；每個電能表又被多個終端連接，而終端電源的驅(qū)動能力有限;后改為一個終端連接1?2個電能表，每個電能表連接1?2個終端，問題得以解決。對負(fù)荷進(jìn)行控制管理是實(shí)現(xiàn)有序用電的重要基礎(chǔ)，負(fù)荷管理系統(tǒng)中的控制管理主要包括各種本地閉環(huán)功率控制、遠(yuǎn)方遙控、電控以及群控管理等功能。本實(shí)驗(yàn)室的負(fù)荷包括虛負(fù)荷和實(shí)負(fù)荷兩部分,虛負(fù)荷即走字臺,實(shí)負(fù)荷即模擬負(fù)荷開關(guān)柜中的功率電阻、大功率白熾燈以及從開關(guān)柜引出插座上所接的各種負(fù)載.本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計要求開關(guān)柜中的每個低壓斷路器可以遠(yuǎn)方遙控分、合，負(fù)荷管理終端的控制對象，即模擬負(fù)荷開關(guān)柜中的各實(shí)負(fù)荷。將低壓斷路器的輔助接點(diǎn)接入負(fù)荷管理終端的有關(guān)控制輸出端后,系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對終端所設(shè)置的各種控制。經(jīng)檢查測試，判斷原因?yàn)榈蛪簲嗦菲鞯慕泳€錯誤，更正接線后，可實(shí)現(xiàn)所設(shè)置的各種控制。三、反竊電程控模擬裝置的開發(fā)使用根據(jù)CKM—S18低壓計量反竊電程控模擬裝置的上述功能,目前開發(fā)出下述幾個電能計量實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)一,實(shí)驗(yàn)裝置認(rèn)識及互感器的測量。通過聽老師介紹及觀察，了解掌握CKM—S18低壓計量反竊電程控模擬裝置的各部分組成，以及裝置柜面各端鈕所對應(yīng)的設(shè)備，學(xué)習(xí)并通過練習(xí)掌握數(shù)字相位伏安計的使用方法.測試電流感器各相一次、二次電流的大小，各電流之間的相位差；測試電壓互感器各相一次、二次電壓的大小、各電壓之間的相位差.該實(shí)驗(yàn)是學(xué)生順利進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)二,正常接線電能計量裝置各電量測量.由計算機(jī)依次統(tǒng)一設(shè)置所有4套模擬裝置中的單相直通電能表、單相帶CT電能表、三相四線帶CT電能表、三相四線直通電能表、三相三線帶CT電能表為正確接線，用數(shù)字相位伏安計依次測量各種電能表表尾各電流、電壓的大小，各相電壓與電流的相位差。通過本實(shí)驗(yàn)，學(xué)生牢固樹立電能表正確接線情況下各電量數(shù)值的概念，為發(fā)現(xiàn)電能表存在錯誤接線打下基礎(chǔ).實(shí)驗(yàn)三，單相電能表存在各種錯接線或竊電方式情況下電能計量裝置各電量測量.由計算機(jī)依次統(tǒng)一設(shè)置所有4套模擬裝置中的單相直通電能表、單相帶CT電能表的接線異常,包括各種欠壓、欠流、移相等等，用數(shù)字相位伏安計依次測量各種電能表表尾各電流、電壓的大小，各相電壓與電流的相位差.本實(shí)驗(yàn)使學(xué)生為發(fā)現(xiàn)三相電能表存在錯誤接線打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)四，三相電能表存在各種錯接線或竊電方式情況下電能計量裝置各電量測量。由計算機(jī)依次統(tǒng)一設(shè)置所有4套模擬裝置中的三相四線帶CT電能表、三相四線直通電能表、三相三線帶CT電能表的接線異常,包括各種欠壓、欠流、移相等等,用數(shù)字相位伏安計依次測量各種電能表表尾各電流、電壓的大小，各相電壓與電流的相位差。本實(shí)驗(yàn)為學(xué)生在將來的用電檢查工作中發(fā)現(xiàn)、分析電能表的錯接線或竊電情況打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。四、負(fù)荷管理系統(tǒng)的開發(fā)使用供用電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室所選用的PS4i用電管理系統(tǒng)采用基于B/S的軟件架構(gòu)技術(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行在J2EE平臺上.系統(tǒng)充分利用了當(dāng)前的軟件架構(gòu)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，將瀏覽器、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器、前端開發(fā)工具等系統(tǒng)軟硬件資源通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有效連接在一起，為應(yīng)用系統(tǒng)建立一個綜合的、分布處理的、靈活安全、操作方便的運(yùn)行環(huán)境。PS4i負(fù)荷管理系統(tǒng)作為供電公司基于用電的綜合應(yīng)用管理系統(tǒng)，除了自身的運(yùn)行維護(hù)外，還包括數(shù)據(jù)采集、業(yè)務(wù)管理以及應(yīng)用分析等相關(guān)功能，具體功能包括：系統(tǒng)管理、采集管理、控制管理、電費(fèi)管理、用電分析、系統(tǒng)報表等6大部分，用電管理系統(tǒng)的首頁如圖4所示.通過學(xué)習(xí)、使用、掌握了負(fù)荷管理系統(tǒng)的功能后，目前開發(fā)出下述幾個負(fù)荷管理系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)一，系統(tǒng)用戶的運(yùn)行管理。本實(shí)驗(yàn)將使學(xué)生了解并掌握PS4i用電管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、主要功能、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境,PS4i用電管理系統(tǒng)啟動、登錄、運(yùn)行等基本操作,系統(tǒng)首頁五大功能區(qū)的操作及作用,系統(tǒng)中對于系統(tǒng)用戶及其操作權(quán)限進(jìn)行有效管理的相關(guān)操作,對系統(tǒng)的終端進(jìn)行設(shè)備類型配置、邏輯分組等相關(guān)操作。實(shí)驗(yàn)二,基于PS4i用電管理系統(tǒng)的終端維護(hù)。在本實(shí)驗(yàn)中學(xué)生將了解并掌握PS4i用電管理系統(tǒng)中“終端維護(hù)”模塊實(shí)現(xiàn)的功能、新增終端時的相關(guān)操作及參數(shù)配置、對終端的各項參數(shù)進(jìn)行配置管理，通過功能參數(shù)設(shè)置、對時復(fù)位等操作，完成數(shù)據(jù)采集前的準(zhǔn)備工作.實(shí)驗(yàn)三，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、巡測管理和定時任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)驗(yàn)中學(xué)生將了解并掌握應(yīng)用數(shù)據(jù)采集功能，獲取所需實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史日數(shù)據(jù)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)；了解巡測管理的功能和相關(guān)操作、用電管理系中定時任務(wù)的意義及任務(wù)配置、失敗補(bǔ)召等操作。實(shí)驗(yàn)四,控制管理。對單個終端或多個終端通過各種本地閉環(huán)功率控制、遠(yuǎn)方遙控、電控以及群控管理等功能，實(shí)現(xiàn)有序用電.實(shí)驗(yàn)五，購電管理與催費(fèi)管理。對選定終端設(shè)置購電參數(shù)后下發(fā),召測購電數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行購電控制和購電記錄查詢，對剩余電量不足設(shè)定天數(shù)的終端發(fā)出購電告警。對選定終端設(shè)置催費(fèi)告警參數(shù)和功能狀態(tài)后下發(fā)，通過數(shù)據(jù)召測功能查看指定終端目前設(shè)置的告警時段信息。根據(jù)設(shè)定投入或者解除催費(fèi)告警功能.實(shí)驗(yàn)六,用電分析.在本實(shí)驗(yàn)中對各條線路、各個行業(yè)和用電戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；對用電戶的用電情況進(jìn)行排行，對用電戶的月用電量波動以及月最大需量進(jìn)行統(tǒng)計分析，對異常用電戶進(jìn)行篩選；對用電戶的超容情況、表計異常情況、回路異常情況等進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)七，系統(tǒng)報表之檔案報表。在本實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)計并生成終端及系統(tǒng)客戶的檔案報表、系統(tǒng)電表的檔案報表，生成時段費(fèi)率報表、時鐘對比報表.實(shí)驗(yàn)八，系統(tǒng)報表之用電報表。通過本實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求對客戶電量、功率、電壓、電流、抄表、電壓合格率等進(jìn)行分類統(tǒng)計，并以Excel