電力監控系統軟體架構
圖1所示為電力監控系統軟體架構圖，由校園網路、配電模擬盤電力監控系統、二曲樓配電站及配電模擬盤資料擷取系統、與SQL Sever所組成；SQL Sever主要用來儲存上述場所之即時或歷史電力資料、使用電能資料、開關狀態值及警報與事件訊息等。另有多台教學電腦，用來撰寫應用程式，從SQL Sever取得所需之電力資料、開關狀態值及警報與事件訊息等之，來做各種應用。
圖1 系統軟體架構圖
由於既有圖控軟體之價格高昂（如美國Intellution公司之iFix 3.0圖控軟體，一套約新台幣30萬元整），且監控技術不易取得，圖控軟體於應用時須受限於其既有規定，所以在應用時較無彈性。Visual Basic 6.0除使用者廣泛外，有價格便宜、人機介面頗具親和性、應用程式易於撰寫等特點；加以微軟公司亦提供ADO物件(ActiveX Data Object)，使Visual Basic 6.0所發展之應用程式可利用他，透過OLEDB Provider連結資料庫，來做各種運用。因而本電力監控系統以Visual Basic 6.0做為監控軟體發展的工具，以增強應用程式設計的靈巧性。
為便於說明，分為二曲樓配電站及配電模擬盤資料擷取系統與配電模擬盤監控系統之軟體架構分述如下：
二曲樓配電站及配電模擬盤資料擷取系統之軟體架構
二曲樓配電站及配電模擬盤資料擷取系統，如圖2所示。其用來擷取上述場所之電力資料、使用電能、開關狀態值、警報訊息、及功率因數、電壓與電力需量之事件訊息。對於即時與歷史電力資料系以定時的方式，將擷取之資料透過網路上傳至SQL Sever其對應的資料庫；對於功率因數、電壓與電力需量等事件的訊息與開關狀態值改變時，則將擷取之資料透過網路即時上傳至SQL Sever其對應的資料庫；另本校為二段式時間電價，本擷取系統對各場所使用的電能分為尖峰、半尖峰與離峰電能，對各時間所使用之電能，於各時段起始時由SQL Sever之資料庫取得初始值，並在各時段終止時依各場所使用之累積電能數值透過網路上傳至SQL Sever其對應的資料庫，以供日後查詢使用電能與計算電費之依據。
為使非星期日之例假日得以依離峰電能計算電費，另設計一個表單得，由應用程式從SQL Sever讀取非星期日之例假日資料，並將非星期日之例假日日期顯示於表單，亦可由表單設定非星期日之例假日，並將資料透過網路上傳至SQL Sever其對應的資料庫。
圖2 二曲樓配電站及配電模擬盤資料擷取系統之軟體架構圖
控制器與配電模擬盤電力監控系統之軟體架構
本監控系統以PC-Based控制器為中心，由高階語言模組經其RS422連接埠，讀取多功能電力表頭所收集之電力參數，透過校園網路將電力數據傳回監控電腦及資料擷取電腦。為有一變動負載做電力監控系統與電力需量的模擬，本系統對各負載之平時、星期六與星期日或例假日的運轉分別做排程。為便於說明，分為控制器之程式設計與配電模擬盤電力監控系統軟體設計。
一、控制器之程式設計
對於配電模擬盤之數位與類比電力資料之擷取，在Fama PC-Based控制器係以階梯圖撰寫程式。關於電力表頭電力資料之讀取，則採用自訂功能方塊(User Defined Function Blocks)的方式，並以C語言撰寫讀取電力表頭電力資料之程式，撰寫完成之階梯圖如圖3所示；至於控制電容器組開關投入與切除之FBe-40MC控制器，其內部程式規劃情形，則如圖4所示。
圖3 Fama PC-Based內部程式
圖4 FBe
二、 配電模擬盤電力監控系統軟體架構
圖5所示為配電模擬盤其電力監控系統之軟體架構。對歷史電力資料、各區間使用之電能資料、警報與事件、歷史最大與最小電壓及最大電力需量等資料之儲存，皆以Access建構其資料庫。將本系統之各表單功能分述如下：
圖5 配電模擬盤電力監控系統軟體架構圖
(一)電力資料與開關狀態值動態資料交換表單：利用文字盒陣列物件與Fama DDE及Facon Sever作動態資料交換，以取得各電力表頭之即時電力資料及各開關的狀態值。其情形如圖6所示。
圖6 電力資料與開關狀態值動態資料交換表單
(二)控制各開關開啟、閉合之遠端接點動態資料交換表單：電力監控應用程式將各開關啟、閉之命令訊息傳送給文字盒，經Fama DDE及FaconSever將命令訊息傳送給控制器，使控制器內部接點依命令訊息做開啟或閉合，以達成主電路、負載及電容器組開關的開啟或閉合。其情形如圖7所示。
圖7 控制各開關開啟、閉合之遠端接點動態資料交換表單
(三)主電路監控系統表單：除顯示主電路之運轉情形外，亦可由監控圖面對主電路各開關作遠端控制。
(四)低壓負載與電容器組監控表單：除顯示低壓負載與電容器組之運轉情形外，亦可由監控圖面，對低壓負載與電容器組各開關作遠端控制。
(五)即時電力資料表單：顯示各電力盤之即時電力參數與各時段之初始及至現在的累積電能，與今日各時段由開始至目前所使用的電能。
(六)今日趨勢圖表單：以定時的方式(30秒)，由應用程式以今日凌晨至目前之日期時間為查詢範圍，由歷史電力資料庫取得高壓盤及各負載箱之電力資料，以繪製電壓、電流、功率因數、電力與15分鐘需量電力之趨勢圖。
(七)歷史趨勢圖表單：依查詢之日期與時間，由歷史電力資料庫取得高壓盤及各負載箱之歷史電力資料，以繪製電壓、電流、功率因數、電力與15分鐘電力需量之歷史趨勢圖。
(八)電力需量管理系統：於尖峰負載時做電力需量管理，依序地切除可切除型負載，並依系統電力使用狀況，依序地將可切除型負載加入系統，使在尖峰負載之15分鐘電力需量週期內可維持系平均電力於665Kw以下。
(九)最大與最小電壓及最大電力需量歷史趨勢圖表單：依查詢之日期與時間，由資料庫取得高壓盤每日之最大與最小電壓及高壓盤與各負載箱之每日15分鐘歷史最大電力需量資料，以繪製各歷史趨勢圖。透過歷史趨勢圖，除可了解電力品質外，亦可明白電力使用情形。
(十)使用電能與報表：依查詢之日期與時間，由使用電能資料庫取得查詢期間高壓盤及各負載箱所使用電能的資料，以計算於尖峰、半尖峰與離峰等時段各電力盤所使用之電能與無效電能，除可顯示於表單之DataGrid控制項外，且資料亦可由報表作輸出。
(十一)警報與事件查詢表單：當配電模擬盤之保護電驛動作或復歸時，對保護電驛的狀態將自動偵測，並將訊息寫入資料庫，且保護電驛動作時亦有警鈴以告知監控人員；對於事件則有功因、電壓與電力需量等三種事件，當事件發生時將自動偵測，並將事件訊息寫入資料庫。對歷史警報與事件的查詢，經點選日曆控制項之日期後，再點選事件或警報查詢鈕，便可由DataGrid控制項顯示所要之警報或事件訊息，且訊息亦可由報表輸出。
(十二)電費單製作：依查詢之日期與時間，由使用電能與電力需量資料庫取得所需之資料，將資料做處理以找出尖峰、半尖峰與離峰時段之最大電力需量及計算各時段所使用電能與無效電能、功率因數值，將上述資料或數據依二段式電價，計算其電費與製作電費單。
(十三)遠程視訊系統表單：控制攝影機之位置與角度，取得設備運轉畫面，以了解設備運轉情形與電力表頭之電力參數。