0 引言
目前，我国船舶电力系统自动化多采用分立元件单元化控制装置，遥测精度、可靠性、性能稳定性都不理想。而国内陆上电力系统能量管理系统已发展成熟。故根据船舶电力系统的特点， 采用SCADA（数据采集与控制系统）系统作为船舶电网调度自动化系统，实现对船舶电网的能量管理。
1 船舶电站SCADA 系统组成
该系统分为主站与分站。分站采集电力系统的遥测量、遥信量、数字量和计数值，经处理后向主站发送，并对电网监视。分站接收并执行主站命令，形成对电网控制。该系统由远动终端（RTU）构成，RTU 以计算机为核心具有多输入/多输出系统，系统硬件在软件的引导下完成规定功能。
主站由前置机、数据库系统、调度工作站组成。
前置机的作用为数据采集与处理，是电网运行时信息进入主站的关口。该机为双机配置，主机经授权可作为前置机，该机接受RTU 发送的报文，按对应的码字结构，提取遥测和遥信数据，遥测数据完成乘系数运算；将遥信数据统一规定：“0”为“开关分”、“1”为“开关合”。状态量处理是对遥信状态信息的处理，系统将该信息送到实时数据库，保证数据库中遥信状态实时性。前置机运行以SCADA 系统正常工作为前提，前置机工作站应具有接收调度工作站送来的遥控和遥调命令，按规约组装出遥控信息字和遥调信息字并向分站发送。
数据库系统由应用程序、数据库管理（DBMS）和数据库组成[2]，为满足SCADA 系统实时性要求，需运行实时数据库管理系统，该系统同通用数据库管理系统相结合，从分站采集的模拟量、数字量、脉冲量等数据，存入实时数据库，并在每次系统扫描周期后刷新，清除数据库中超时间的数据。
调度工作站是调度员直接操作的界面，承担对电网实时监控和操作功能，显示SCADA 服务器的实时数据，即电力系统和重要负荷的运行状态，及各主要开关和重要电气设备实时状态，实现遥控操作。调度员在主接线图上用鼠标选择遥控对象，经内部校核确认开关允许操作，遥控命令经前置机工作站向分站发送，若分站对其校验无误，将其送回SCADA 系统，在该命令返回并校验正确后，调度员再发出遥控执行命令，若其误校验返回，则由系统的超时撤销功能将其撤销。
2 应用实例
以模拟某货轮电力系统为例，系统为三相交流440V、60HZ，有4 台2280KW 和1 台260KW 应急发电机组，电力负荷有推进电机（2200KW）、舵机、锚机、空压机及润滑油泵等，如图1。
2.1 遥测点设置
为监控电力系统的运行，需在发电机、变压器、出线、母联断路器等回路中安装电流互感器（TA），发电机、母线、变压器等处设置电压互感器（TV）。
其电压、电流、功率等电量属交流强电信号，大小由有效值或平均值表示。数据采集模块采用交流采样直接对电流、电压采样，免去变送器[3]，交流系统电压电流使用傅立叶算法计算，原理如下：
使用该方法可求电压的有效值。
采用三相交流电，可用两表法进行三相有功和无功的测量。测量TA 和TV，采用不完全星形接线测量IA、IC 和UAB、UCB。求得三相有功和无功：
上述计算由数据采集装置完成，得到系统运行的电压、电流、有功、无功等运行参数，为值班员掌握系统运行状态提供重要保障。
2.2 SCADA 系统的实现模式
分站系统包括DF1710 面向对象分布式电站自动化系统与DF1725 测控装置。DF1710 采用分布式设计，所有DF1725 测控装置间通过串行现场工业总线连接， 系统互连通信包括异步串行通信（RS232/RS485/RS422）、FDKbus（自定义高速现场控制总线）、CANbus（现场控制局域网络）、以太网等。采用FDK 和CAN 现场总线技术，通过分流备用的通信机制，可实现网络故障的自动切换和自动愈合，提高系统通信的可靠性和实时性。
系统采用分层分布式设计，主站系统通过以太网通信，分站各设备间通过现场总线网或子以太网连接，通讯介质支持屏蔽双绞线和光纤。分站测控单元支持按对象间隔和功能方式或混合设计，以提高系统配置灵活性和可靠性。采用多种抗电磁干扰措施和多层电路板设计，全金属屏蔽外壳，所有测控模块均通过IEC61000-4Ⅳ级电磁兼容多项标准测试，各测控模块均安装开关柜等强电磁干扰。
主站选用DF8002 系统，分支持平台和应用软件。支持平台含数据库、图形和网络管理；应用软件含SCADA、数据采集、报表、调度员界面等。
前置机工作站运行数据处理、前置界面显示及传送数据等程序。系统运行SCADA 处理程序。调度员工作站运行图形界面程序以监视实时数据。历史数据服务器选用2 台HP ML530，内装双网卡，运行数据库管理系统Sybase 2.0。网络由双100M 以太网为通信干线，配备双层网络硬件设备，实行网络级备用，前置机工作站、SCADA 服务器、调度员工作站选用DELL DHM/P4 3.0GHz，内装双网卡。
3 结论
该系统使用后，值班员能准确掌握船舶运行、设备安全状态，保证供配电系统安全、可靠、稳定的运行。该系统需改进如下：① DF8002 系统面向电力系统开发，为防止误操作，在遥控命令下达后，必须进行返校，无误后方可发出执行命令。在正常运行时，返校所延迟时间在允许范围内，如发生事为迅速切断线路，应省去摇控返校步骤，避免事故扩大；② 该系统远动采用CDT 规约，面向300～9600bps 低速通道设计，在高速以太网上运行并不合适。而基于远动任务配套标准IEC60870-5-101和IEC60870-5-104，能传输遥控、遥测、遥信、遥调、保护事件等信息，传输介质采用双胶线、电力线载波或光纤，FT1.2 格式，数据容量是CDT 协议的数倍，能满足电力系统监控实时性要求。
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