引言
丰枯峰谷电价是我国新的电价政策，这对用电大户的钢铁企业影响很大。为了适应电力部门的丰枯峰谷分时电价，特别是峰谷分时电价，攀钢加快了对电量的分时计量开发工作，在SCADA系统的基础上，利用软件分时法，建立了电量分时计量系统。 1 攀钢SCADA系统介绍
监视控制和数据采集SCADA(Super-visory Control And Data Acquisition)系统特别适用于对地理位置分散、相对距离较远的系统的监控，广泛应用于电力、铁路等领域。
攀钢在二期工程建设中，建有装机36MW的热电厂和装机300MW的发电厂，并形成了自己的供电网络。攀钢电网主要由2个电厂、3个110kV变电所、9个35kV变电所及众多的10kV、6kV配电所组成。为了对攀钢电网进行监控，攀钢建立了SCADA电网调度自动化系统，其整体功能按电力部门的大型地区调度设计，主站计算机系统采用MICROVAX3300为主机的以太网结构，最多可对64个厂站进行监控。
攀钢SCADA系统由厂站远动系统、数据通道、主站计算机系统组成。系统配置见图1。
1.1厂站远动系统
厂站远动系统完成对电网重要运行数据的采集，并输出控制、调节信号。
数据采集主要是对各变电所的受电、母线联络、站间联络线、重要配出开路的开关位置、功率、电流、各母线电压、各重要继电保护动作信号等信息进行采集、处理并远传到主站。
攀钢电网SCADA系统目前对2个电厂、28个变配电所的信号进行了采集，共采集遥信量(开关量)1200余个，遥测量(模拟量)800余个。数采的工作过程如下：
.变送器将电气二次回路的交流信号按一定规则转换成适合于RTU(Remote Terminal Unit，其实质是一种多输入、多输出、多任务的在线工业控制微机系统)处理的低压(低电流)的直流信号。
.遥信采集是根据开关(刀闸)辅助接点、保护继电器接点的开合来判断开关(刀闸)、继电保护的动作情况。
.RTU将变送器、开关(保护)接点等传来的信号进行变换、综合处理，按通信规约要求组装成便于主站接收、分析的信息报文，然后传送到主站端。
1.2数据通道
数据通道是厂站远动系统和主站计算机系统间信息传输的纽带。为了完成双向信息的传递，远动通信均采用全双工方式(四线制)。攀钢SCADA系统中，由于大多数厂站与主站的距离不远，除攀钢电厂采用数字微波和电力载波通道外，其它站所均采用音频通信电缆。
1.3主站计算机系统
主站计算机系统是SCADA的核心，主要由前置机(4台Compaq微机)、主机(2台 MICRO VAX 3300机)、工作站(4台Compaq微机)、调度模拟屏等组成，在拓扑结构上是一个Decnet细缆以太局域网。前置机主要负责与厂站RTU的通信，数据的处理主要由VAX主机完成，工作站提供丰富的人机接口，调度模拟屏在大幅面上展现了攀钢电网的全貌。
前置机、主机在主备方式下工作，当主用系统出故障时，即刻由软件和硬件切换到备用系统继续工作，切换时间小于30s。
系统为电网调度运行管理人员提供实时的电网运行数据，从而有效地进行调度管理。 2 分时电量计量系统的开发
系统开发的指导思想是要充分利用现有SCADA系统的硬件和软件资源，用软件实现电量的分时计量，重点是要解决计量的准确性和分时的准确性。
2.1厂站电量数据的采集
完整、准确地采集电网中各关键点的电能数据，是完成电量分时计量准确的关键。为充分利用原远动系统的硬件资源，本系统采用脉冲计数法对电量进行采集。该方法是利用脉冲电能表将检测到的二次电能量成正比地转化为离散的电脉冲(如1000个脉冲/(kW.h))，再由RTU的脉冲检测电路检入RTU进行脉冲计数。脉冲电能表与传统的机械式电能表相比，仅是多了一个脉冲输出电路，一般的机械式电能表的铝盘每转一圈，脉冲电路就发一个脉冲，供RTU直接计数或使外部光耦管导通而产生脉冲供RTU计数，我们选用的05级脉冲电能表的精度能满足计量要求。
脉冲计数有两种方法：
.脉冲计数值——有一个脉冲即加1，直至溢出回零(24位或32位二进制码)；
.电度表窗口值——有N个(对于常规电度表N=10)脉冲后加1，直至溢出回零(十进制999999)，这个计数值的变化与电度表上窗口显示值是同步的。
为使数据统一，实际中我们采用电度表窗口值计数。
2.2脉冲电量的传送
RTU对脉冲进行计数后，将脉冲累计值按原电力部部颁循环式远动规约CDT(Cyclic Data Transmission)发送到主站计算机系统。
CDT规约规定了电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等。主要适用于点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统。它采用可变帧长度、多种帧类别循环传送、变位遥信优先传送，重要遥测量更新循环时间短，区分循环量、随机量和插入量采用不同形式传送信息，以满足电网调度安全监控系统对远动信息的实时性和可靠性的要求。
电能量是慢变化量，以几min至几十min循环传送，一般安排在D帧中定时传送。它与重要遥测帧(A帧，循环时间不大于3s)、次要遥测帧(B帧，循环时间不大于6s)的组合方式为：…AABAABAAD…，每帧传送4个脉冲电量，每次每个电量连传3遍。
远动RTU在整点的0min、15min、30min、45min的绝对时刻将电量数据发往主站前置机，由于各厂站的脉冲电量数量不等，RTU与前置机的通信速率仅为600b/s，前置机收到全部脉冲电量就有一个时延ΔT。
为保证SCADA系统时间的统一，采取了电视时钟对时的方法，即由对时装置从中央电视台的电视信号中取出时钟信号，然后每秒对4台前置机、2台主机对时，前置机每5min与所有RTU对时一次，主机每小时与工作站对时一次，这样，SCADA系统的时钟是准确一致的。
通过对RTU与前置机通信方式的分析，考虑现在脉冲电量最多的站所为24个，计算结果ΔT最小为80.4s，可取ΔT=81s。
在前置机的程序设计中，我们采用循环检测前置机时钟，在整点的0min＋ΔT、15min＋ΔT、30min＋ΔT、45min＋ΔT，周期地将收到的脉冲电量发送给VAX值班主机处理。这样，实现了电量的统一接收。
2.3电量的分时处理
SCADA数据的处理主要由VAX主机完成，VAX机采用VMS操作系统，VAXFORTRAN程序设计语言由多个进程完成SCADA功能，VAX机通过PATHWORKS实现与前置机、工作站的通信。
由于VAX主机要将前置机传来的脉冲计数值转换为工程电量，因此，必须考虑RTU故障、远动通道中断、前置机复位、脉冲计数归零等对数据的影响。具体程序设计时，我们在S－UPDATEPR更新进程中通过对前后两次收到的脉冲计数的比较及与设定的阈值判断，来滤掉不良数据。之后，将脉冲总计数、小时电量累计值(工程值)等相关数据存入实时脉冲电量库WACCBASE，WACCBASE是分时电量的数据来源。
电量的分时主要由分时电量处理进程完成，其模块组成见图2。
首先建立一个分时电量库WACFSBASE，用以保存各电量的“峰谷平”分时值，为便于数据的管理和报表的制作，对每个电量，WACFSBASE库中保存了其日、月、年的“峰谷平”分时值。
其次，为便于管理，建立两个文本文件WACFSDEF.TAB、WACFSSEG.TAB，WACFSDEF.TAB定义需要进行分时计量的电量名，WACFSSEG.TAB定义每天24h所属时段标识，根据分时电量时段的变化，可人工设置时段，最小时段间隔为1h，一天24h可分为24个时段。
根据具体的时段划分定义WACFSSEG.TAB的内容，将时段标识值用校验程序校验入WACFSBASE库的WACFSSEG[24>数组。
WACFSDEF.TAB用于定义需进行分时计量的电量，其说明要符合SCADA的命名规则，亦用校验程序将其校验入WACFSBASE库的电量标识项。
在WACFSBASE中，每个电量用3个数组DVALUE(4，3)，MVALUE(4，3)，YVALUE(4，3)分别表示其日、月、年的高峰、低谷、平段、合计值，上述项还分别保存其今天、昨天、历史的值，以便与SCADA的数据保持一致。
整个分时功能由S－WACFSPRO进程完成，其设计思想是：整点后ΔT(ΔT=81s，与前述ΔT一致)时刻唤醒本进程，根据WACFSBASE中的时段标识值，确定当前主机时刻所处时段，将WACCBASE脉冲电量库中的电量数据(工程值)按当前时刻所在时段，存入WACFSBASE分时电量库中的相应时段中，根据求和定义计算累加值，并将值班VAX机的分时电量数据通信到备用VAX机，以使两机数据保持一致。零点时将昨日分时电量数据保存到历史数据文件中，将今日数据保存到昨日缓冲区中，以便历史查询和打印。
对WACFSBASE库中的分时电量数据，可利用SCADA的处理方式，在工作站上显示、在打印机上打印，并能对历史数据查询。
2.4分时电量的准确性评估
计量的准确性主要由脉冲电度表的精度和SCADA系统的稳定可靠性决定。系统采用的是05级的脉冲电度表，精度满足计量要求，而SCADA系统仅对电量脉冲进行计数和工程值转换，其处理本身不会增大计量误差，攀钢SCADA经过多年的运行考验，稳定可靠性亦能满足要求，故数据的准确性是有保障的。
分时的准确性由远动RTU的时钟、前置机时钟、VAX主机时钟决定。由上述可以看出，由于采用电视同步钟为SCADA全系统对时，整个SCADA系统的时钟是统一和准确的，因而分时是准确的。因此，分时电量也是准确的，这在实际运行中也得到了验证。
这样，从厂站RTU的脉冲计数，到前置机的同时接收、统一发送，到VAX主机的分时处理及存储，做到了电量的准确计量、准确分时，达到了对电量进行分时计量的目的。 3 结束语
本系统的主要特点是充分利用SCADA监控系统的软硬件资源，用软件对电量进行分时，而且与SCADA系统容为一体，使电网的运行管理人员能实时查看“峰谷平”电量的使用情况，进而对生产实时调整，尽量做到高峰时段少用电，低谷时段多用电。1997年底该系统开发完成，通过公司鉴定并投入运行，近一年的运行表明，电量的计量和分时都是准确的，每年可降低峰谷电费70余万元，且进一步提高了攀钢的电量管理水平，具有明显的经济效益和社会效益。今后，还将在该系统的基础上进一步完善，不断提高SCADA系统的稳定可靠性，扩大电量采集面，在攀钢内部全面实行电量分时计量、峰谷电价，以获得更大的经济效益。 | 
