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摘要：随着现代电网建设步伐的加快，对电网监控的质量要求越来越高。作为电网监控的SCADA调度系统，其作用也日益凸显出来。提高SCADA调度系统的安全，保障调度自动化系统的稳定运行，离不开电力的可靠供应。因此，如何加强对UPS电源的监控，成为保障SCADA运行的重要方式。对此，本文以iTrust UL33作为研究对象，从UPS电源在线监控的可行性入手，就UPS电源的在线监控的具体实现进行详细分析和阐述，从而为SCADA的稳定运行提供参考。
关键词：UPS；在线监控；SCADA
利用电网系统或者其他各种方式，对UPS运行状态的持续实时监控，保证能够第一时间了解UPS运行过程中存在的隐患，并加以处理，从而为SCADA调度自动化系统的良好运行提供铺垫。
1 UPS型号选择
对UPS型号的选择，本文则以艾默生iTrust UL33 UPS作为研究对象。而对于艾默生iTrust UL33 UPS的特点，其主要可以概括为以下几点：
第一，可以通过自身系统中的智能模块，来实现内部远程信号、遥测信号数据的采集处理。艾默生iTrust UL33 UPS有好几种通信接口，因此可以根据不同情况的实际需求，来进行合适的数据传送通信方式的选择。艾默生iTrust UL33 UPS用电缆将电网系统的通讯终端和UPS的通信接口进行连接，从而接入电网系统的采集网。
第二，艾默生iTrust UL33 UPS前置主机和UPS之间有专用的通信协议，将来自UPS的远程信号、遥测数据进行汇集和转换，然后传送到电网自动化系统的服务器中，实现UPS各类数据的收集和储存。
电网系统对接受到的UPS各类数据进行分析，依照已经确定的策略完成对UPS状态量变位、模拟量越限报警等功能。当UPS的运行出现异常，电网系统会立即发出警报，且将UPS的各类数据保存到系统的数据库当中。
2 UPS 在线监控设计
艾默生iTrust UL33 UPS主要由整流模块和逆变模块组成的交—直—交转换回路、由反向并联的可控硅组成的旁路静止开关、维修空气开关、输入、输出空气开关、输出隔离变压器和逆变静止开关、蓄电池组等组成。逆变器、整流器等智能采集设备具有数据采集、数据控制和逻辑组合的作用。它可以实现和监控系统进行各类数据的通信，将UPS的各类信号传送到监控系统。艾默生iTrust UL33 UPS是由两台容量为30kVA的UPS并机运行，从而大幅度的减轻了每台UPS的负载，相对于一台UPS单独运行可靠性有所提高；当其中一台UPS损坏时会自动退出，而另一台UPS会主动承担全部负载，又提高了整体的可靠性。同时艾默生iTrust UL33 UPS的主机会根据UPS的周期性，在特定的时间内采集本机和备用主机的监控传来的各类信号，通过通信接口将这些信号传到后台系统，完成监控系统和后台系统之间各类信号和数据的传输。
2.1接线设计
UL33UPS可以采用三种不同的通信方式：RS-485、RS-232、MODEM。经过对这三种信号的比较发现，RS-232在通信稳定性和系统实用性方面，都可满足用户需求，实现UPS和电网系统之间的信息传输。同时在操作性方面，RS-232通信方式相对来说要简单直接很多，具体原理就是把不间断电源当成一个远程终端控制系统装置，然后接入电网系统的前置信息采集网；通过电网系统的前置主机，与电网系统的主要网络交点换机连接，实现不间断电源与电网系统之间各类信息的相互传输和交流。但是，当不间断电源的安装区和电网系统机房之间的距离超过五十米的时候，RS-232就不能再满足超过十五米范围内的信号的传输。为了处理这一问题，我们将一对MODEL232D/3型串口距离延长器接入到RS-232与电网系统前置服务器。MODEL232D/3型串口距离延长器的原理是利用电流环技术和光电隔离相结合，通过串口RS-232/RS-422转换，将RS-232的通讯距离延长到一千米，这大大的满足了UPS和电网系统对长距离通信传输的要求。
MODEL232D/3型串口距离延长器可以在电源与用电回路作电气上的隔离的状态下，以光作为媒介来实现信号的传输，对输入、出电路隔离，可以在有效的对电网系统产生的噪音起到压制的作用。在电隔离的情况下，以光为媒介传送信号。而通过这种方式，可有效地抑制系统噪声，消除Ground Loop的干扰，同时具有浪涌保护功能。
因此，根据上述的分析，设计如图1所示的接线方式。
图 1 UPS 接入调度自动化系统接线图
2.2UPS数据采集设计
UPS通过异步的方式对信息进行传递，其传输的速率通常可达到4800B/s。同时，UPS与前置主机的通信通常采用三进三出问答式作为通信协议，通过前置主机不间断的对不间断电源各类信号的传输，完成不间断电源各类信息的收集和储存。
而对UPS通信协议来讲，对模拟量量化数据的传送则采用浮点数的形式。这种形式可以让信息传输起来更加方便、灵活。在传输的过程中，通常将模拟量分成六个模拟帧来进行数据的传送。
对远程信号传送的方式，则采用Character形式，全部的远程信号分为四个帧进行数据的传输，U P S 通信协议传送遥信数据采用字符型数据形式。所有遥信数据分成4 个帧进行传送，有一个开关状态帧、一个电总标准告警帧、两个厂家自定义告警帧。而UPS通信协议传送遥信位置的报文与传统的报文形式又有所不同。传统的通信方式中，通常用1个字节00H、01H来表示遥信数据的位置，而UPS则采用多种，如供电方式报文则01H、02H、E9H三种。
2.3UPS 数据处理设计
在对数据的处理中，通常对UPS进行单独的数据建模，具体包括遥信参数、遥测参数、报警方法与管理等。
遥信参数定义：在对不间断电源的数据路进行参数设置时，应该对应UPS电源协议发送参数的顺序，设置数个不同的远程信号点。同时对重要的远程信号，设置权限值和储存功能，使远程信号能在特定的时间被存入数据库。
电源报警的方法及管理：当系统感应到远程信号变位或模拟量变化超值后，电脑页面弹出警告提示和并发出声音警告。通过通讯协议将警报发给维修人员，使维修人员能在第一时间掌握UPS的运行状况，并将其存入系统。系统可以通过对警报和远程信号发生的最大和最小值进行统计，让维护人员对UPS各方面信息有更全面的了解。
3结束语
总之， 在线监控作为对SCADA系统稳定运行的一种保障，通过RS-232和MODEL232D/3两种接入方式，可满足短距离和长距离的通信，同时结合不同的报文方式和参数设置，完成对不同数据的采集和处理，最终达到对 目标指标的采集和分析，以此更好的实现对 的监控。
参考文献：
[1]陈戈. 调度自动化系统UPS电源在线监控[J]. 中国城市经济，2012，03：172-173.
[2]宫正. UPS电源在电力调度自动化系统中的应用与维护[J]. 通讯世界，2016，09：214-216.
论文作者:严小东, 孙仙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
标签：电网论文; 系统论文; 信号论文; 数据论文; 在线论文; 通信论文; 方式论文; 《电力设备》2017年第22期论文;