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電力不能停:巴西變電站設備成功升級

2019/1/7


【30秒看完一整篇】

變電站為電力系統中的重要樞紐,管理良莠關乎供電品質與用電安全,還有大家最關心的停電;從傳統人工操作升級為資料採集監控,勢在必行。但可靠高效的完整解決方案哪裡找?本案例中的巴西電力系統整合廠,採用研華電能專用工業電腦ECU-4784,以及遠程智能採集終端ADAM-3600,成功大幅降低廠商的開發難度,達成快速改版、軟硬整合目標。

可靠高效又多功能的硬體平台何處尋?

一家巴西知名系統整合廠商,專為變電站開發電力監控解決方案,目前正為其電力設備運維管理系統進行升級。該公司希望能加速完成系統改版工程,因此決定選購軟硬體產品再進行二次開發。廠商在採購時考量,為了讓使用者能在監控中心遠端監看與控制電力設備,掌握變電站健康狀況,新系統必須提供的功能包括:

  • 擷取多種資料:擷取底層多種通訊協定與不同廠牌的斷路器、變壓器和電力電表等資料
  • 圖形化顯示:利用圖形化人機介面顯示電力設備資訊、歷史記錄、警報與特殊事件
  • 電力調度:依電力需求與異常事件等情況進行電力調度。

然而,想要導入資料採集與監控系統(SCADA)來汰換傳統人工操作模式,系統必須能將毫秒內取得的大量資料進行運算處理;而變電站內的種種情況亦增添了系統開發的複雜度,像是:囊括種類繁雜的電力設備、使用來自不同廠商的智慧型電子裝置(IED)、未網路化與智能化的裝置等。因此對於系統整合廠商來說,為SCADA系統選配適合變電站應用的硬體平台至關緊要。

控制分散、管理集中

這家電力系統整合商決定採用巴西Elipse Software公司的SCADA軟體,打造分散式控制與集中式管理。為了確保系統不會因為負荷過重而變慢或延遲,該公司針對所需的硬體產品提出了以下需求: 

  • 符合IEC 61850-3電力標準且強固耐用的工業級電腦:利於整個方案符合IEC-61850-3電力通訊協議
  • 運算性能足夠:處理大量電力資料與執行SCADA軟體各種功能 
  • 提供多種I/O介面與靈活的擴充選項:以連接底層電力設備與裝置
  • 提供RTU:對非網路化與非智慧化的裝置進行資料採集與設備遙控

經過調研比較,該公司決定採用研華兩款產品——­­電力能源專用工業電腦ECU-4784多通道遠程智能採集終端ADAM-3600。既能無縫整合電力系統整合商指定使用的Elipse SCADA軟體,又能滿足其硬體規格的要求。  


研華ECU-47845專為電能需求設計:走不走IEC 61850,都行

基於變電站內主要分為兩類的電力設備與裝置:可提供IEC 61850通訊協定網路訊號以及無法提供網路訊號,因此,研華由裝設在監控中心的ECU-4784經由網路埠連結可走網路訊號的設備並取得資料;而無法提供網路訊號的設備資料則另由安裝在現場的ADAM-3600負責採集,並先­進行資料轉換成DNP3.0通訊協定之網路訊號後,再上傳給ECU-4784。   

安裝了Elipse SCADA軟體的ECU-4784,不僅肩負採集資料的任務,同時也是負責執行整套系統的SCADA主機。當變電站內的IED出現異常而自動關閉時,ECU-4784會立即接收到訊號,並發出異常警報,讓使用者第一時間得知並進行緊急應變處理;而若在離尖峰時段需要調度電力時,使用者也可透過ECU-4784直接對電力設備與裝置下達啟停指令。    

ECU-4784是研華針對智慧電網與變電站自動化應用而設計的產品。它不單單只通過德國萊因TUV的IEC 61850-3認證,同時也獲得了IEEE 1613與中國電力四級兩項變電站設備認證,再加上寬溫、無風扇與雙電源設計,都讓這款工業電腦具有極高的穩定性。其內建的高效能處理器能滿足電力設備管理系統高速處理大量資料的需求,而且研華還提供了四款英特爾處理器,供系統整合廠商依軟體所需來選配,藉此確保軟體執行順暢可靠。   

此外,ECU-4784現有規格內即可提供多達10個串列埠與8個網路埠來連接電力設備或裝置;若使用者需要採集更多的設備資料時,還能利用PCIe/PCI擴充插槽為系統增加串列埠與網路埠。  

ADAM-3600是具有採集、通訊、控制多合一功能的遠程智能採集終端,提供多種I/O介面(包括8 AI、8 DI、4 DO、四個擴充槽),可於變電站現場擷取非網路化與非智能化裝置的資料,待轉換成符合此專案所需的DNP3.0通訊協定格式後,再轉發給管理系統,並且也能協助系統執行控制指令。由於使用者只需透過設定即可完成資料轉換而不用額外編寫程式,因此對於早日完成系統設計有極大幫助。

讓軟體充分發揮功能,才是好硬體


簡言之,研華ECU-4784是通過多項電力認證標準的高性能工業電腦,既可滿足電力自動化使用環境的嚴苛要求;更可使SCADA系統運行更為穩定順暢;而其豐富的通訊介面與多種處理器和介面卡擴充選項,則讓系統整合廠商能依變電站現場需求來配置硬體規格。

因此,不論是想要尋找合適的硬體平台以推出完整解決方案的SCADA軟體廠商,亦或是想要自行開發電力監控系統的系統整合廠商,都肯定ECU-4784是整合電力設備與SCADA軟體的最佳硬體平台。再搭配遠程智能採集終端ADAM-3600,更有助於將非網路化與非智能化的裝置整併在系統內。

研華ECU-4784和ADAM-3600這兩款硬體產品,不僅大幅降低了系統整合廠商的開發難度,也讓變電站內絕大部份的設備與裝置,都能併入SCADA系統進行即時監測與控管。

隨著電力通訊標準統一、電力設備技術革新,傳統變電站正加緊腳步利用資訊科技。從以往只監測核心區域的少數電力設備,到如今以遠端監控來節省維護管理的人力,並透過設備資料記錄與分析,確保站內電力設備的運轉效率。但建置變電站電力設備運維管理系統時,若缺乏好的硬體配套,再強大的軟體都將難充分發揮其豐富功能,而研華產品便是最佳夥伴。

目前,此專案的電力設備運維管理系統已設計完成,並成功導入了巴西國內的變電站。未來,在電力監控應用領域,這家電力系統整合商和Elipse Software公司都將繼續與研華合作,共同協助更多變電站設計並優化其電力設備維護管理。


【專案導入產品】

  • ECU-4784: 通過IEC 61850-3認證的電力能源專用工業電腦
  • ADAM-3600:8AI / 8DI / 4DO / 4擴充插槽之遠程智能採集終端RTU

【系統架構圖】



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