一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统及方法，该系统包括数据采集装置、本地PC机、云服务器、远程PC机，数据采集装置包括电压互感器、电流互感器、有功功率变送器、第一下位机、多台多用电子测量仪、第二下位机，该方法为采集电熔镁炉熔炼电流、电熔镁炉熔炼功率和群炉用电需量，根据各台电熔镁炉熔炼电流、各台电熔镁炉熔炼功率和群炉用电需量对各电熔镁炉进行分合闸控制，将底层监视数据发送至本地PC机，并通过Zookeeper技术实现本地PC机和远程PC机的数据交换，实现电熔镁群炉远程监控。

【技术实现步骤摘要】
一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统及方法
本专利技术属于耗能设备用电需量的监控
，具体涉及一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统及方法。
技术介绍
电熔镁炉是以菱镁矿石为原料冶炼电熔镁砂的一种三相交流电弧炉，其作用是提供在高温电弧热作用下原料熔化的物理化学反应空间。通过调节三相石墨电极与熔池液面之间距离形成并保持合适的交流电弧以熔化原料形成MgO熔体，熔体经冷却形成晶体产品。电熔镁砂厂是以多台电熔镁炉在同一时间段内进行生产的，这种电熔镁群炉生产方式导致主变压器在生产期间的总功率很大。在整个生产过程中，电熔镁砂厂由同一主变压器供电的电熔镁群炉的总功率在一段时间内的平均值(即电熔镁群炉用电需量)不能超出电网公司规定的最大允许需量值。一旦电熔镁群炉用电需量超出最大允许需量值时，企业将支付高昂的惩罚性电费。这种“超需量”情况还会严重地影响所在地区电网的供电质量和安全运行。目前国内电熔镁砂企业对电熔镁群炉用电需量的监控主要为本地监控，监控的场所局限在电熔镁砂企业的变电所内，监控手段多以人工监视为主，不仅监控人员工作强度大，而且监控效率低下。电熔镁砂企业的管理者也不能及时地对当前电熔镁群炉用电需量的水平进行一个远距离的在线监视，电熔镁群炉用电需量的管理水平较低，不能对生产进行及时有效地远程指导(电熔镁群炉电能需量监控系统平台设计与开发[D]，东北大学，2013)。
技术实现思路
针对现有技术的不足，提供一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统及方法。本专利技术的技术方案为：一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统，包括数据采集装置、本地PC机、云服务器、远程PC机；所述的数据采集装置包括电压互感器、电流互感器、有功功率变送器、第一下位机、多台多用电子测量仪、第二下位机；所述的电压互感器和电流互感器安装于变电所，电压互感器的输出端和电流互感器的输出端连接有功功率变送器的输入端，有功功率变送器的输出端连接第一下位机的输入端；多用电子测量仪安装于变电所，各多用电子测量仪的输出端连接第二下位机的输入端，第二下位机的输出端连接第一下位机的输入端，第一下位机的输出端连接本地PC机，第一下位机的输出端还连接各电熔镁炉的分闸继电器，本地PC机通过互联网连接云服务器，云服务器通过互联网连接远程PC机；所述的电压互感器，用于将电熔镁群炉主变压器的二次侧的三相高电压交流信号按照电压变比变换成有功功率变送器能接收的三相低电压交流信号，并发送至有功功率变送器；所述的电流互感器，用于将电熔镁群炉主变压器的二次侧的A、C两相高电流交流信号按照电流变比变换成有功功率变送器能接收的A、C两相低电流交流信号，并发送至有功功率变送器；所述的有功功率变送器，用于将三相低电压交流信号和A、C两相的低电流交流信号转换为表示主变压器功率的直流信号，并发送给第一下位机；所述的多用电子测量仪，用于采集各电熔镁炉熔炼电流和各电熔镁炉熔炼功率，并发送至第二下位机；所述的第二下位机，用于将各电熔镁炉熔炼电流和各电熔镁炉熔炼功率发送至第一下位机；所述的第一下位机，用于设定需量周期、滑差时间、电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、电熔镁群炉用电需量全跳设定值；根据电压变比和电流变比对表示主变压器功率的直流信号进行换算，得到主变压器功率实际值；根据主变压器功率实际值在需量周期内进行滑动平均计算，得到电熔镁群炉用电需量，并且每隔一个滑差时间，重新计算得到新的电熔镁群炉用电需量；根据各台电熔镁炉熔炼功率是否为零来判断各台电熔镁炉的生产状态，并标记；通过比较各台电熔镁炉熔炼电流的大小对各台电熔镁炉分闸进行优先级排序；统计当前本月最大用电需量、当前本月全跳次数、上月最大用电需量、上月全跳次数；按照采样周期将底层监视数据发送至本地PC机，根据各台电熔镁炉熔炼电流、各台电熔镁炉熔炼功率、电熔镁群炉用电需量、电熔镁群炉用电需量全跳设定值、电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、全跳时间设定值和分闸时间设定值对各台电熔镁炉进行分合闸控制；根据需量参数调节数据修改电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、电熔镁群炉用电需量全跳设定值；所述的底层监视数据包括：主变压器功率、各台电熔镁炉熔炼电流、各台电熔镁炉熔炼功率、电压变比、电流变比、需量周期、滑差时间、电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、电熔镁群炉用电需量全跳设定值、当前本月最大用电需量、上月最大用电需量、当前本月全跳次数、上月全跳次数、电熔镁群炉用电需量、各台电熔镁炉生产状态标志、各台电熔镁炉分闸优先级；所述的需量参数调节数据包括：时间戳、调节后的电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、调节后的电熔镁群炉用电需量全跳设定值；所述的本地PC机，用于按照采样周期接收第一下位机的底层监视数据；将采集底层监视数据时刻的时间戳和底层监视数据作为需量监视数据，并将需量监视数据序列化后发送至云服务器；接收云服务器发送的序列化后的需量参数调节数据，将其反序列化后发送至第一下位机；提供本地监控画面并显示需量监视数据；所述的本地PC机安装有本地监控单元，包括：本地监控模块、本地数据发送模块和本地数据接收模块；所述的本地监控模块，用于将采集底层监视数据时刻的时间戳和底层监视数据作为需量监视数据，并发送至本地数据发送模块；将接收的需量参数调节数据发送至第一下位机；提供本地监控画面并显示需量监视数据；所述的本地数据发送模块，用于将需量监视数据进行序列化，采用Zookeeper技术将序列化后的需量监视数据发送至云服务器；所述的本地数据接收模块，用于将序列化后的需量参数调节数据进行反序列化后发送至本地监控模块；所述的云服务器，用于采用Zookeeper技术实现本地PC机与远程PC机之间数据的交换：接收本地PC机发送的序列化后的需量监视数据，并发送至远程PC机，接收远程PC机发送的序列化后的需量参数调节数据，并发送至本地PC机；所述的云服务器，包括两个Znode节点：Znode节点A和Znode节点B；所述的Znode节点A用于采用Zookeeper技术将序列化后的需量监视数据发送至远程PC机；所述的Znode节点B用于采用Zookeeper技术将序列化后的需量参数调节数据发送至本地PC机；所述的远程PC机，用于将接收云服务器发送的序列化后的需量监视数据进行反序列化，提供远程监控画面，并显示需量监视数据，将需量参数调节数据进行序列化后发送至云服务器；所述的远程PC机安装有远程监控单元，包括：远程监控模块、远程数据发送模块和远程数据接收模块；所述的远程监控模块，用于提供远程监控画面、显示需量监视数据，并确定需量参数调节数据，发送至远程数据发送模块；所述的远程数据发送模块，用于将需量参数调节数据进行序列化，采用Zookeeper技术将序列化后的需量参数调节数据发送至云服务器；所述的远程数据接收模块，用于将序列化后的需量监视数据进行反序列化后发送至远程监控模块。采用电熔镁群炉用电需量远程监控系统进行电熔镁群炉用电需量远程监控的方法，包括以下步骤：步骤1：采集电熔镁炉熔炼电流、电熔镁炉熔炼功率和主变压器功率；步骤1.1：多用电子测量仪采集各电熔镁炉熔炼电流和各电熔镁炉熔炼功率，并发送至第二下位机；步骤1.2：第二下位机将各电熔镁炉熔炼电流和各电熔镁炉熔炼功率发送至第一下位机；步骤1.3：电压互感器将电熔镁群炉主变压器的二次侧的三相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统，其特征在于，包括数据采集装置、本地PC机、云服务器、远程PC机；所述的数据采集装置包括电压互感器、电流互感器、有功功率变送器、第一下位机、多台多用电子测量仪、第二下位机；所述的电压互感器和电流互感器安装于变电所，电压互感器的输出端和电流互感器的输出端连接有功功率变送器的输入端，有功功率变送器的输出端连接第一下位机的输入端；多用电子测量仪安装于变电所，各多用电子测量仪的输出端连接第二下位机的输入端，第二下位机的输出端连接第一下位机的输入端，第一下位机的输出端连接本地PC机，第一下位机的输出端还连接各电熔镁炉的分闸继电器，本地PC机通过互联网连接云服务器，云服务器通过互联网连接远程PC机；所述的本地PC机，用于按照采样周期接收第一下位机的底层监视数据；将采集底层监视数据时刻的时间戳和底层监视数据作为需量监视数据，并将需量监视数据序列化后发送至云服务器；接收云服务器发送的序列化后的需量参数调节数据，将其反序列化后发送至第一下位机；提供本地监控画面并显示需量监视数据；所述的云服务器，用于采用Zookeeper技术实现本地PC机与远程PC机之间数据的交换：接收本地PC机发送的序列化后的需量监视数据，并发送至远程PC机，接收远程PC机发送的序列化后的需量参数调节数据，并发送至本地PC机；所述的远程PC机，用于将接收云服务器发送的序列化后的需量监视数据进行反序列化，提供远程监控画面，并显示需量监视数据，将需量参数调节数据进行序列化后发送至云服务器。...

【技术特征摘要】
1.一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统，其特征在于，包括数据采集装置、本地PC机、云服务器、远程PC机；所述的数据采集装置包括电压互感器、电流互感器、有功功率变送器、第一下位机、多台多用电子测量仪、第二下位机；所述的电压互感器和电流互感器安装于变电所，电压互感器的输出端和电流互感器的输出端连接有功功率变送器的输入端，有功功率变送器的输出端连接第一下位机的输入端；多用电子测量仪安装于变电所，各多用电子测量仪的输出端连接第二下位机的输入端，第二下位机的输出端连接第一下位机的输入端，第一下位机的输出端连接本地PC机，第一下位机的输出端还连接各电熔镁炉的分闸继电器，本地PC机通过互联网连接云服务器，云服务器通过互联网连接远程PC机；所述的本地PC机，用于按照采样周期接收第一下位机的底层监视数据；将采集底层监视数据时刻的时间戳和底层监视数据作为需量监视数据，并将需量监视数据序列化后发送至云服务器；接收云服务器发送的序列化后的需量参数调节数据，将其反序列化后发送至第一下位机；提供本地监控画面并显示需量监视数据；所述的云服务器，用于采用Zookeeper技术实现本地PC机与远程PC机之间数据的交换：接收本地PC机发送的序列化后的需量监视数据，并发送至远程PC机，接收远程PC机发送的序列化后的需量参数调节数据，并发送至本地PC机；所述的远程PC机，用于将接收云服务器发送的序列化后的需量监视数据进行反序列化，提供远程监控画面，并显示需量监视数据，将需量参数调节数据进行序列化后发送至云服务器。2.根据权利要求1所述的一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统，其特征在于，所述的电压互感器，用于将电熔镁群炉主变压器的二次侧的三相高电压交流信号按照电压变比变换成有功功率变送器能接收的三相低电压交流信号，并发送至有功功率变送器；所述的电流互感器，用于将电熔镁群炉主变压器的二次侧的A、C两相高电流交流信号按照电流变比变换成有功功率变送器能接收的A、C两相低电流交流信号，并发送至有功功率变送器；所述的有功功率变送器，用于将三相低电压交流信号和A、C两相低电流交流信号转换为表示主变压器功率的直流信号，并发送给第一下位机；所述的多用电子测量仪，用于采集各电熔镁炉熔炼电流和各电熔镁炉熔炼功率，并发送至第二下位机；所述的第二下位机，用于将各电熔镁炉熔炼电流和各电熔镁炉熔炼功率发送至第一下位机；所述的第一下位机，用于设定需量周期、滑差时间、电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、电熔镁群炉用电需量全跳设定值；根据电压变比和电流变比对表示主变压器功率的直流信号进行换算，得到主变压器功率实际值；根据主变压器功率实际值在需量周期内进行滑动平均计算，得到电熔镁群炉用电需量，并且每隔一个滑差时间，重新计算得到新的电熔镁群炉用电需量；根据各台电熔镁炉熔炼功率是否为零来判断各台电熔镁炉的生产状态，并标记；通过比较各台电熔镁炉熔炼电流的大小对各台电熔镁炉分闸进行优先级排序；统计当前本月最大用电需量、当前本月全跳次数、上月最大用电需量、上月全跳次数；按照采样周期将底层监视数据发送至本地PC机，根据各台电熔镁炉熔炼电流、各台电熔镁炉熔炼功率、电熔镁群炉用电需量、电熔镁群炉用电需量全跳设定值、电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、全跳时间设定值和分闸时间设定值对各台电熔镁炉进行分合闸控制；根据需量参数调节数据修改电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、电熔镁群炉用电需量全跳设定值。3.根据权利要求1所述的一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统，其特征在于，所述的底层监视数据包括：主变压器功率、各台电熔镁炉熔炼电流、各台电熔镁炉熔炼功率、电压变比、电流变比、需量周期、滑差时间、电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、电熔镁群炉用电需量全跳设定值、当前本月最大用电需量、上月最大用电需量、当前本月全跳次数、上月全跳次数、电熔镁群炉用电需量、各台电熔镁炉生产状态标志、各台电熔镁炉分闸优先级。4.根据权利要求1所述的一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统，其特征在于，所述的需量参数调节数据包括：时间戳、调节后的电熔镁群炉用电需量轮跳设定值、调节后的电熔镁群炉用电需量全跳设定值。5.根据权利要求1所述的一种电熔镁群炉用电需量远程监控系统，其特征在于，所述的本地PC机安装有本地监控单元，包括：本地监控模块、本地数据发送模块和本地数据接收模块；所述的本地监控模块，用于将采集底层监视数据时刻的时间戳和底层监视数据作为需量监视数据，并发送至本地数据发送模块；将接收的需量参数调节数据发送至第一下位机；提供本地监控画面并显示需量监视数据；所述的本地数据发送模块，用于将需量监视数据进行序列化，采用Zookeeper技术将序列化后的需量监视数据发送至云服务器；所述的本地数据接收模块，用于将序列化后的需量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，王良勇，柴天佑，卢绍文，张广禹，冯彦龙，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21