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關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成發(fā)展應(yīng)用
中圖分類號: U672.7+4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
近年來,隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們越來越關(guān)注供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。利用電力系統(tǒng)進行信息的采集,使用電力監(jiān)控綜合管理整個電力系統(tǒng)都成為了可能。為了進一步完善電力監(jiān)控系統(tǒng),我國不斷加大經(jīng)濟投入,培養(yǎng)優(yōu)秀人才,引進新技術(shù),對電力的良好運行奠定了基礎(chǔ)。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能
電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
電力監(jiān)控系統(tǒng)是一個復(fù)雜多樣的程序,它一般是由信息控制系統(tǒng)、現(xiàn)場控制系統(tǒng)和問題處理系統(tǒng)三方面共同構(gòu)成的。這三部分構(gòu)成了一個整體,共同發(fā)揮作用,全方位的監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行。
信息監(jiān)控系統(tǒng)是電力系統(tǒng)構(gòu)建中必不可少的一部分,由于電力監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中現(xiàn)場端和PLC系統(tǒng)的主控端距離較遠(yuǎn),因此,信息監(jiān)控系統(tǒng)就成為了這個中轉(zhuǎn)站。目前,系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要是以智能設(shè)備為主,負(fù)責(zé)各個網(wǎng)絡(luò)的通信,從機則是由智能變送器、可編程控制器、現(xiàn)場控制單元構(gòu)成的,用來傳輸數(shù)據(jù)。
PLC可編程結(jié)構(gòu)、傳感器、執(zhí)行裝置等一系列設(shè)備共同構(gòu)成了現(xiàn)場控制系統(tǒng)的子系統(tǒng),用于執(zhí)行命令程序,采集現(xiàn)場信息,并進行實時監(jiān)控。同時,它還可以通過傳感器對數(shù)字、開關(guān)量等信息進行處理,從而獲取電力系統(tǒng)現(xiàn)場使用的具體情況。
顧名思義,問題處理系統(tǒng)就是用來處理連接過程中所遇到的困難的。簡單來說,就是在接收到現(xiàn)場控制子系統(tǒng)傳過來的各種信號之后,把它們轉(zhuǎn)化為聲、光、電或者圖像,為工作人員提供信息的指導(dǎo)。具體來說,就是通過報警系統(tǒng)、顯示屏、模擬屏等設(shè)備的運行,幫助工作人員對電力系統(tǒng)運行信息進行及時有效的處理。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能
由電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成可以得知其最主要的功能體現(xiàn)為現(xiàn)場監(jiān)控、信息采集、事件處理和系統(tǒng)控制。監(jiān)控系統(tǒng)可以通過結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)運行,對電力系統(tǒng)現(xiàn)場的設(shè)備進行動態(tài)的監(jiān)控,并了解運行的參數(shù)。然后,系統(tǒng)會對各種數(shù)據(jù)信息進行采集整理,從而進行判斷分析,制定具體的操作指令。最后,系統(tǒng)管理者通過對子系統(tǒng)的控制,使其執(zhí)行一系列功能,進而推動電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。
另外,電力部門的工作人員可以結(jié)合系統(tǒng)運行的具體參數(shù),分析系統(tǒng)功率,并結(jié)合實際情況定期進行調(diào)節(jié)。在功率因數(shù)變動時,還可以對系統(tǒng)功率進行手動調(diào)節(jié)。同時,相關(guān)工作者還能夠借助計算機等設(shè)施,記錄電力系統(tǒng)實時運行的情況、故障狀況、操作、變更等數(shù)據(jù),從而形成有效的信息報表。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備
電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控級設(shè)備
電力監(jiān)控系統(tǒng)的控制級設(shè)備主要是以工業(yè)控制計算機系統(tǒng)為主。該系統(tǒng)主要是由處理器、接口部分、信號傳輸、傳感器等共同構(gòu)成的,并通過計算機進行實時控制與監(jiān)測。
由于工業(yè)控制計算機具有結(jié)構(gòu)擴充性好、電壓適應(yīng)范圍大、抗惡劣環(huán)境能力強等特點,所以電力監(jiān)控系統(tǒng)的控制級多采用此類計算機。它可以通過信息接口將主機和其他設(shè)備相連接,將現(xiàn)場信號數(shù)據(jù)傳送至控制級、監(jiān)控級,形成一個整體的傳輸網(wǎng),最后實現(xiàn)信息資源的共享。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的控制級設(shè)備
電力監(jiān)控系統(tǒng)的控制級設(shè)備是由可編程控制器、智能儀表和通訊介質(zhì)共同組建而成的。可編程控制器大多采用功能強、通用、快速的PLC系統(tǒng),能夠滿足用戶對速度和效能的要求。該系統(tǒng)主要包括電源模塊、中央處理器、信號模塊、通信模塊和功能模塊。它大多數(shù)采用的是光纖或者雙絞線作為通信媒介,而其智能儀表是集遙控、遙信、遙測于一體的電力監(jiān)控裝置。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)
電力監(jiān)控系統(tǒng)一般采用“同等形式”或“主從形式”的基本通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形式。主機負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的通信指揮,并與從設(shè)備之間依靠主站的獨立訪問實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,當(dāng)傳送對象確定后,主站再將信息傳輸至既定的從站。不過,一旦主機發(fā)生故障的時候,整個系統(tǒng)極有可能陷入癱瘓。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用
OPC技術(shù)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的發(fā)展應(yīng)用
OPC技術(shù)之所以能夠應(yīng)用于電力監(jiān)控系統(tǒng),主要是因為其建立了客戶服務(wù)器機制,是連接上位人機界面軟件與監(jiān)控設(shè)備通訊的紐帶。隨著國家電網(wǎng)的建設(shè)與改造,電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用。OPC標(biāo)準(zhǔn)為工業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的利益,目前,它已經(jīng)成為了國家的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此外,OPC技術(shù)帶來的利益還不僅僅如此,它還可以更好地應(yīng)用于電力整體運行中,為電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。
配電綜合監(jiān)控裝置在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的發(fā)展應(yīng)用
隨著我國電力工業(yè)的迅猛發(fā)展,人們對電力的需求量越來越大,對供電質(zhì)量的要求也越來越高,在電力供應(yīng)系統(tǒng)中應(yīng)用配電綜合監(jiān)控裝置就顯得尤為重要。運用現(xiàn)代化的配電裝置,可以進行實時監(jiān)測與控制,可以為用電方提供更加便利的技術(shù)支持。此外,配電綜合監(jiān)控設(shè)備在電力監(jiān)控系統(tǒng)中還發(fā)揮著巨大的作用。第一,可以合理配置電力資源,有效的提供原始數(shù)據(jù)。第二,提高了電力資源的配置效率,從而保證更好的為客戶服務(wù)。第三,利用監(jiān)控裝置進行遠(yuǎn)程通信,加快推動了遠(yuǎn)程抄表的普及。第四,把管理軟件與監(jiān)控裝置系統(tǒng)結(jié)合使用,可以強化計量裝置的工況監(jiān)視,防止竊電行為的發(fā)生。
GPRS技術(shù)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的發(fā)展應(yīng)用
GPRS,即全球定位系統(tǒng)。把GPRS全球移動通信系統(tǒng)應(yīng)用于電力監(jiān)控系統(tǒng),主要是為了提升系統(tǒng)通信工作的準(zhǔn)確性與及時性,提高效率,并幫助系統(tǒng)監(jiān)控部門獲得事故發(fā)生地的準(zhǔn)確位置、地理情形、圖像信息等情況。為電力系統(tǒng)的管理人員及時快速的開展工作提供保障,降低電力系統(tǒng)由于故障造成的損失。GPRS在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用,主要是通過其數(shù)據(jù)終端的傳輸、監(jiān)控端、集中器、BTS傳輸系統(tǒng)、GPRS與Internet的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共同構(gòu)成的。
監(jiān)控終端主要是由信息采集、通訊、控制幾個模塊共同組成的,通過傳感器對信號進行采集,并以串行接口與集中器進行連接。集中器則主要用于對監(jiān)控終端的信息進行集中整合,并把它傳輸給監(jiān)控中心。數(shù)據(jù)傳輸主要借助路由器,將GPRS與網(wǎng)絡(luò)進行連接,進行數(shù)據(jù)傳輸。
故障轉(zhuǎn)移技術(shù)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的發(fā)展應(yīng)用
當(dāng)主機發(fā)生故障的時候,最理想的處理辦法就是將服務(wù)器進行轉(zhuǎn)移,從而使服務(wù)系統(tǒng)能夠繼續(xù)平穩(wěn)的運行。而電力監(jiān)控系統(tǒng)中大多設(shè)有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,在大型電站中充當(dāng)著重要的角色。因此,應(yīng)該最大限度的保證其服務(wù)運行的連續(xù)性和可靠性,進行故障的轉(zhuǎn)移,從而保證電力監(jiān)控系統(tǒng)的運行。
結(jié)束語
總之,電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種智能化、單元化、網(wǎng)絡(luò)化的綜合體系,以電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件、智能配電儀表和計算機通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。依托先進的技術(shù)手段,保證工作人員在現(xiàn)場的任何位置都能夠接收到信息,提高了工作效率。隨著經(jīng)濟科技的飛速發(fā)展,電力監(jiān)控系統(tǒng)以較少的投資取得了極大的效益,在未來的發(fā)展中必然會發(fā)揮更加顯著的作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)監(jiān)控;SCADA自動話軟件;應(yīng)用
中圖分類號:TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)32-0074-02
隨著經(jīng)濟與社會的快速發(fā)展,我國的電力行業(yè)得到前所未有的發(fā)展,各種先進的電力技術(shù)也隨之得到發(fā)展。SCADA自動化軟件是目前我國電力系統(tǒng)監(jiān)控中最常用的軟件系統(tǒng)之一,其具有信息采集全面、完整度高、價值高、對電力系統(tǒng)故障判斷準(zhǔn)確以及反應(yīng)快等特點,致使SCADA自動化軟件成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)監(jiān)控中必不可少的組成部分。
1 SCADA自動化軟件的概念
所謂SCADA自動化軟件,指的是采集和監(jiān)視數(shù)據(jù)的軟件控制系統(tǒng),其是Supervisory Control And Data Acquisition的簡稱,該種自動化軟件是在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的,在生產(chǎn)應(yīng)用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動化調(diào)度和控制。由于SCADA自動化軟件不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備進行實時的監(jiān)視與控制,還能對實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集和處理等功能,致使SCADA自動化軟件在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用非常廣泛,并且不但涉及電力系統(tǒng),還在石油、給水、化工等行業(yè)的信息數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視以及控制等方面具有普遍的應(yīng)用。
2 SCADA自動化軟件在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用分析
2.1 SCADA自動化軟件在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用架構(gòu)
文章某電站為例,該電站的裝機容量為3×1 600 kW,年平均發(fā)電量高達(dá)550萬 kW?h,該電站承擔(dān)著附近城市的用電需求。但是隨著電站的運行,其發(fā)生了一系列的故障,嚴(yán)重的影響了供電的穩(wěn)定性與安全性,該電站通過將SCADA自動化軟件應(yīng)用在電力系統(tǒng)監(jiān)控中,有效的提高了電力調(diào)度的水平與效率,并顯著地提高了供電的安全性與可靠性。
2.1.1 SCADA的數(shù)據(jù)庫
SCADA自動化軟件在電力監(jiān)控中的實踐應(yīng)用,每個軟件系統(tǒng)都需要相應(yīng)完整的數(shù)據(jù)庫做支持。對于SCADA自動化軟件來說,其數(shù)據(jù)庫儲存的數(shù)據(jù)通常包括兩種類型:
①動態(tài)數(shù)據(jù),電力監(jiān)控系統(tǒng)中的動態(tài)數(shù)據(jù)指的是隨時間不斷變化,相關(guān)的數(shù)據(jù)信息頁隨之發(fā)生變化或者更新,該種數(shù)據(jù)類型主要包括在運行電力系統(tǒng)監(jiān)控過程中,對數(shù)據(jù)信息進行的歸檔管理;對該種系統(tǒng)監(jiān)控進行研究和開發(fā)過程中產(chǎn)生的預(yù)算數(shù)據(jù)信息;由電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)采集的實時數(shù)據(jù)信息等。
②靜態(tài)數(shù)據(jù),電力系統(tǒng)中儲存的靜態(tài)數(shù)據(jù)主要包括電力系統(tǒng)監(jiān)控中相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)信息;電力監(jiān)控系統(tǒng)中和軟件、硬件相關(guān)的數(shù)據(jù)信息;設(shè)備參數(shù)信息以及電力系統(tǒng)監(jiān)控中的運行信息。
通過分析電力系統(tǒng)監(jiān)控中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息,能夠?qū)φ麄€電力系統(tǒng)的運行狀況進行模擬分析。
2.1.2 調(diào)度中心的設(shè)置
調(diào)度中心為SCADA系統(tǒng)的控制中心和設(shè)備間,設(shè)備間用來擺放各種硬件設(shè)備,控制中心用來擺放操作員站、工程師站以及操作臺等,便于調(diào)度人員對系統(tǒng)進行管理和監(jiān)控。調(diào)度中心墻上應(yīng)該設(shè)置無縫拼接大屏幕,用來顯示系統(tǒng)監(jiān)控采集的信息,根據(jù)顯示的各個局域系統(tǒng)的運行狀況,分析整個電力系統(tǒng)的運行狀況。
2.1.3 通訊方式的選擇
SCADA系統(tǒng)工作的可靠性和有效性,在很大程度上取決于各個監(jiān)控站和調(diào)度中心之間的信號傳輸狀況,即選擇合適的通訊方式對保證整個SCADA自動化軟件系統(tǒng)的運行質(zhì)量具有非常重要的作用。因此,應(yīng)該從適應(yīng)未來、當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)環(huán)境、運行質(zhì)量、運行費用以及建設(shè)費用等方面進行綜合考慮。通常狀況下采用的通訊方式為CDMA、GPRS、寬帶VPN、DDn線路、光纖以及衛(wèi)星等,常用的通訊類型包括圖像傳輸、語音傳輸以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>
2.1.4 監(jiān)控軟件的選擇
目前,SCADA系統(tǒng)應(yīng)用的監(jiān)控軟件相對較多,主要包括基于Windows的OAsys、Citect、Intouch、Ifix等,應(yīng)該根據(jù)電力系統(tǒng)監(jiān)控的具體狀況選擇合適的監(jiān)控軟件。
2.1.5 電力系統(tǒng)下位機
電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的下位機指的是硬件層設(shè)備,即信息數(shù)據(jù)采集設(shè)備,其主要的作用是實時的采集電力系統(tǒng)的各種運行數(shù)據(jù),同時也能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫信息的傳輸和與之對應(yīng)的后臺控制命令的轉(zhuǎn)發(fā)等。
2.1.6 后臺處理系統(tǒng)
后臺處理指的是控制后臺主機(處理后臺主機即SCADA節(jié)點機),對整個電力系統(tǒng)進行監(jiān)控的中心和關(guān)鍵就是后臺處理主機,其主要的功能是對信息數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息進行分析和處理,由于后臺處理劑具有非常重要的作用,所以調(diào)度電力監(jiān)控主要采用雙重配置技術(shù),該種技術(shù)很容易導(dǎo)致電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的冗余,應(yīng)該謹(jǐn)慎的處理。
2.1.7 維護員和操作員節(jié)點
SCADA操作員和維護員節(jié)點是指在整個電力系統(tǒng)中,通常會設(shè)置軟件維護節(jié)點機,以便于實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)庫進行維護和管理。操作員節(jié)點在電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中的主要作用是對系統(tǒng)監(jiān)視或者對命令等進行操作,通過網(wǎng)絡(luò)適配器或者網(wǎng)絡(luò)連接進行單獨工作。在特殊狀況下,電力系統(tǒng)維護員節(jié)點機能夠?qū)崿F(xiàn)對操作員節(jié)點機全部功能或者部分功能的控制。
2.2 SCADA自動化軟件在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用功能
分析
SCADA自動化軟件在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用功能主要包括以下幾個方面:
①自動檢測與防止干擾功能,SCADA自動化軟件能夠自動管理和控制大量數(shù)據(jù),并通過對管理員進行級別和口令設(shè)置,能夠規(guī)定每個操作員的權(quán)限,防止操作過程受到其他因素的干擾。
②數(shù)據(jù)采集功能,通過控制中心調(diào)度系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)所有運行數(shù)據(jù)信息的采集,并通過顯示器等設(shè)備將各個控制點的信息顯示出來。
③數(shù)據(jù)處理和制表功能,SCADA自動化軟件能夠?qū)崿F(xiàn)報表系統(tǒng)和應(yīng)用數(shù)據(jù)、礫石數(shù)據(jù)等的連接,并形成各種圖文并茂的數(shù)據(jù)信息報表。
④遙控功能,通過對電力系統(tǒng)的載體進行調(diào)節(jié)和控制,能夠?qū)崿F(xiàn)對整個電力監(jiān)控系統(tǒng)的遙控。
⑤復(fù)視功能,復(fù)視功能指的是通過電力系統(tǒng)監(jiān)控復(fù)視系統(tǒng),能夠?qū)φ{(diào)度中心的復(fù)視數(shù)據(jù)信息進行處理和顯示,監(jiān)視與控制整個電力系統(tǒng)的運行狀況。
3 結(jié) 語
總而言之,將SCADA自動化軟件應(yīng)用在電力系統(tǒng)監(jiān)控中,能夠為實現(xiàn)強化監(jiān)控管理、改善運行環(huán)境、提高生產(chǎn)效率、降低能耗、保證生產(chǎn)安全以及保證綜合經(jīng)濟效益等目標(biāo),提供可靠的保障。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉小春.SCADA自動化軟件在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化,2012,(2).
關(guān)鍵詞:電力調(diào)度;監(jiān)控系統(tǒng);設(shè)計;實施
1 電力調(diào)度系統(tǒng)的定義及應(yīng)用效果
(1)定義。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)主要包括電力監(jiān)控、電力數(shù)據(jù)采集及各種應(yīng)用軟件,是一種專門服務(wù)于電力配網(wǎng)調(diào)度運行的一種新型系統(tǒng)。它也是一個新生事物,在推廣過程中,要首先做好設(shè)計規(guī)劃工作,要正確定位系統(tǒng)功能,先試點,后推廣,并定期總結(jié)經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)問題,及時調(diào)整。
(2)應(yīng)用效果。當(dāng)前智能電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控工作的兩大特點是信息可視化和全面化,同時,綜合應(yīng)用當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域主要的先進技術(shù)。良好的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下應(yīng)用效果:a.可以通過當(dāng)前的電力通信網(wǎng)把變電站的實時遠(yuǎn)程圖像及信息傳送到巡檢中心等部門,相關(guān)部門可以利用這些資料進行日常監(jiān)控、現(xiàn)場決策及應(yīng)急分析,確保供應(yīng)電量的可靠性,提高電網(wǎng)設(shè)備運行及維護的效率。b. 在監(jiān)控中心可以遠(yuǎn)程全天候監(jiān)控現(xiàn)場的環(huán)境和設(shè)備,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患,有效處理事故或故障。c. 可以實時傳送監(jiān)控現(xiàn)場的狀況到電力調(diào)度等職能管理部門,實行分專業(yè)管理,減少管理的中間環(huán)節(jié),提高整體自動化水平及供電管理效率,降低供電管理成本。
2 電力調(diào)度設(shè)立綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)計要求
對電力系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)綜合管理的主要目的是全面監(jiān)控電網(wǎng),并統(tǒng)一有效地管理通信設(shè)備。對電力調(diào)度設(shè)立綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)符合以下幾個主要的設(shè)計要求:
(1)確保數(shù)據(jù)正常可靠。由于數(shù)據(jù)是電網(wǎng)正常可靠運行的關(guān)鍵,所以良好的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)保證電網(wǎng)數(shù)據(jù)可以完整地進行交換和傳輸,信息可以有效傳遞,而且也可以全面、完整及統(tǒng)一地記錄和管理設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)資源。
(2)能有序管理與記錄數(shù)據(jù)及信息。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性直接影響著電網(wǎng)的安全運行,良好的監(jiān)控系統(tǒng)可以有序地記錄和管理網(wǎng)絡(luò)通訊中的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源,例如,數(shù)據(jù)傳輸、交換和信息傳遞等。
(3)應(yīng)配備全套的動力設(shè)備。良好的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)需要配備較高要求的硬件,為了確保系統(tǒng)的正常運行,電網(wǎng)中站點機房應(yīng)配備全套的動力設(shè)備,起到準(zhǔn)確、及時地監(jiān)控與管理系統(tǒng)的作用。
(4)應(yīng)滿足各種需求。良好的系統(tǒng)除了能夠滿足電網(wǎng)的全面需求外,還應(yīng)當(dāng)滿足不同層次的工作需求,同時對它們進行有效監(jiān)管。
(5)要兼顧系統(tǒng)的實施條件和經(jīng)濟性。還應(yīng)當(dāng)考慮實施該系統(tǒng)方案需要具備的各類條件,例如,經(jīng)濟條件、技術(shù)條件等。同時應(yīng)根據(jù)實際要求選擇適合的監(jiān)控系統(tǒng)實施條件,并確保將設(shè)計成本控制在合理的預(yù)算范圍內(nèi),保障系統(tǒng)實施的經(jīng)濟性。
3 電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的主要硬件配置
(1)前置服務(wù)器。a. 作用及運作原理。它的主要作用是預(yù)處理它接收到的數(shù)據(jù)。先按照規(guī)定轉(zhuǎn)化上傳的報文,轉(zhuǎn)化的意思是把接收到的原始報文轉(zhuǎn)譯成為變電站遙信及遙測數(shù)據(jù)的原始值,同時把這些轉(zhuǎn)譯后的數(shù)據(jù)傳送給實時服務(wù)器。b. 硬件配置要求。為了確保前置服務(wù)器的正常運作,相關(guān)的硬件應(yīng)符合更高的要求。例如,計算機處理實時通訊的速度要符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),同時,計算機的性能也要滿足工作需求,數(shù)據(jù)的處理質(zhì)量及速度均要達(dá)標(biāo)。
(2)實時服務(wù)器。a. 作用及運作原理。它的主要作用是對實時狀態(tài)數(shù)據(jù)進行記錄并存儲,所以它是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心。接收到前置服務(wù)器傳送過來的數(shù)據(jù)后,實時服務(wù)器進行數(shù)據(jù)處理,通過數(shù)據(jù)獲取變電站遙信及遙測數(shù)據(jù)的實際值,并在固定周期內(nèi)將數(shù)據(jù)記錄入庫,同時,還把這些真實可靠的實時數(shù)據(jù)傳送給其他系統(tǒng)或應(yīng)用模塊。b. 硬件配置要求。為了確保實時服務(wù)器的正常運作,對相關(guān)的硬件也有一定的要求。例如,最主要的要求是計算機有較強的計算能力,同時,計算機的內(nèi)存及CPU還要具備較好的性能,能滿足系統(tǒng)的容量擴展,提升系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。
4 遵循電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)方案的主要設(shè)計原則
(1)重視系統(tǒng)的可靠性原則。為了確保系統(tǒng)在出現(xiàn)問題故障時還可以正常運行,電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有雙機備份,當(dāng)其監(jiān)控設(shè)備發(fā)生異常時,可以通過備份的控制系統(tǒng)獲取信息,繼續(xù)進行操作指令的下達(dá)和發(fā)送。
(2)重視系統(tǒng)兼容性擴展原則。隨著工業(yè)控制技術(shù)及高新科技的不斷發(fā)展及進步,在對電力監(jiān)控系統(tǒng)進行硬件選擇時,要確保系統(tǒng)能同時兼容后期添加的最新設(shè)備及其擴展功能,這樣就可以保障系統(tǒng)與多重更新設(shè)備實現(xiàn)科學(xué)融合。
(3)重視系統(tǒng)分層控制的原則。在設(shè)計電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)方案時,要以變電站、調(diào)度中心及集控中心為核心基礎(chǔ),構(gòu)建好分層次的三級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)機構(gòu),科學(xué)有序地進行最終數(shù)據(jù)的采集和分析,保障信息的可靠性和科學(xué)性,為正常可靠的調(diào)度操作提供數(shù)據(jù)參考。
5 電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的實施重點分析
(1)有機協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)與各大系統(tǒng),建立綜合管理平臺。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)是一項工作量大且操作復(fù)雜的工程,要實現(xiàn)有效監(jiān)控,確保電力調(diào)度的安全穩(wěn)定操作,就需要把各個系統(tǒng)聯(lián)合起來,進行綜合管理。例如,可以把機房環(huán)境監(jiān)測、調(diào)度自動化系統(tǒng)監(jiān)測及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測聯(lián)合起來,建立調(diào)度為主的綜合監(jiān)管平臺,對安全隱患進行多種形式的警告和監(jiān)測。
(2)通過監(jiān)控系統(tǒng)與上下位機聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。監(jiān)控系統(tǒng)與上下位機實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),方便監(jiān)管人員對數(shù)據(jù)進行及時、準(zhǔn)確的分析,了解整w電網(wǎng)的運行情況,及早發(fā)現(xiàn)突發(fā)事故,并及時制定處理方案,減小損失及危害。
(3)安裝自動警報裝置。其實,電力監(jiān)控系統(tǒng)上的很多故障都是可以預(yù)防的,但卻往往未能及時發(fā)現(xiàn)和處理,導(dǎo)致發(fā)生巨大損失。如果在系統(tǒng)上安裝自動報警裝置,就可以及時發(fā)現(xiàn)一些不易被發(fā)現(xiàn)的問題,例如,服務(wù)器內(nèi)存不足、溫度失常等,使問題得到及時解決。
(4)加強運行程序的檢測,保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作。為了合理利用監(jiān)控系統(tǒng)中的資源,應(yīng)建立安全穩(wěn)定的維護機制,同時,還要建立維護系統(tǒng)安全的管理工具,當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)備和硬件設(shè)備出現(xiàn)異常時,可以隨時待命進行修復(fù)。
6 結(jié)束語
綜上所述,隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展,任何一個行業(yè)只有通過不斷完善和不斷創(chuàng)新,才可以生存。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢是自動化、智能化及科技化,這也是世界發(fā)展的必然選擇。通過對電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的全面分析和研究,希望促進電力管理部門進一步改進現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng),真正實現(xiàn)全社會范圍的安全用電。
參考文獻(xiàn)
[1]孫學(xué)黔.電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技風(fēng),2014,01:52.
[2]李學(xué)偉.論電力工程信息通信中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[J].廣東科技,2011,08:20-21.
關(guān)鍵詞:供配電設(shè)計;電力監(jiān)控;系統(tǒng)應(yīng)用
中圖分類號:F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
l電力監(jiān)控系統(tǒng)概述
1.1電力監(jiān)控系統(tǒng)的定義
電力監(jiān)控系統(tǒng)以計算機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具,為變配電系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺,它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng),在變配電監(jiān)控中發(fā)揮了核心作用,可以幫助企業(yè)消除孤島、降低運作成本,提高生產(chǎn)效率,加快變配電過程中異常的反應(yīng)速度。而電網(wǎng)智能化,即現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的運行狀態(tài)是由設(shè)備本身的工作指令來實現(xiàn)的,而與電網(wǎng)運行狀態(tài)無關(guān),此為被動配電網(wǎng)絡(luò):當(dāng)設(shè)備的運行不僅由本身的工作指令來實現(xiàn)還要由配電網(wǎng)絡(luò)在自我診斷后,再根據(jù)電網(wǎng)能力,負(fù)荷重要性,發(fā)出設(shè)備運行指令,按負(fù)荷重要性等級順序控制運行時為主動配電網(wǎng)絡(luò)。正常工作狀態(tài),首先要使系統(tǒng)工作合理,負(fù)荷分配合理,充分地消峰填谷:充分利用變壓器的過負(fù)荷能力:充分地采用各種技術(shù)措施節(jié)能。發(fā)生電力故障狀態(tài),智能系統(tǒng)經(jīng)過監(jiān)測,分析、判斷、確保一、二級負(fù)荷,有效的控制三級負(fù)荷。
1.2電力監(jiān)控系統(tǒng)的特點
(1)先進性
由于電力系統(tǒng)采用了先進的算法,提高了整個電網(wǎng)的運行速度,采用帶寬較低的網(wǎng)絡(luò),節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)費用。同時畫面也非常的清楚,清晰度很高。
(2)靈活性
本文中所談?wù)摰碾娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)具有靈活性,能夠靈活的升級,還能瀏覽網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)絡(luò)連接,可以實現(xiàn)多人同時監(jiān)控,還能夠進行遠(yuǎn)程交流,傳輸各種形式的信息。此外,用戶還可以根據(jù)實際需要,設(shè)計合適的參數(shù)。
(3)保密性
電力監(jiān)控系統(tǒng)的保密性能非常好,獨有的IP地址,不同地址的使用者能夠獲得不同的信息,對于不同等級的客戶,設(shè)定不同的權(quán)限,用戶若想要使用系統(tǒng),必須驗證權(quán)限和密碼。
(4)穩(wěn)定性
電力系統(tǒng)的各個系統(tǒng)相互獨立、互不干擾,各系統(tǒng)實現(xiàn)了模塊化,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。
2電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案
應(yīng)用分布式控制技術(shù),在居民區(qū)內(nèi)安裝獨立控制器,每個控制器的工作是獨立的,通過計算機完成與其他控制器的聯(lián)系,它們之間既彼此獨立又相互聯(lián)系,這樣就構(gòu)建出設(shè)備層。設(shè)備層的智能化傳感器將收集的各類物理信息和參數(shù)轉(zhuǎn)化成電量信號,方便電網(wǎng)系統(tǒng)辨認(rèn),進一步轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后,又可以進行相關(guān)的處理,這就是設(shè)備層的智能化。在整個過程中,執(zhí)行器既能夠?qū)⒂嬎銠C指令轉(zhuǎn)化為電信號,也能實現(xiàn)相應(yīng)的指令動作。
管理層能夠?qū)崟r檢查設(shè)備,并根據(jù)情況通過對計算機進行監(jiān)控和改變運行參數(shù)來實現(xiàn)改變設(shè)備的運行狀態(tài)。管理層利用計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),將居民區(qū)內(nèi)的配電設(shè)備集成到一起,進行信息共享和信息交換,對各個子系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行協(xié)調(diào)。
2.1監(jiān)控組態(tài)軟件基本功能
監(jiān)控組態(tài)軟件具有組態(tài)功能,在對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和采集之后,生成目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)。監(jiān)控組態(tài)軟件可以幫助操作人員對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行獲取并發(fā)出指令,實現(xiàn)實時監(jiān)控的作用。
2.2網(wǎng)絡(luò)方案
依靠現(xiàn)場總線技術(shù)可以實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)的集中管理和控制,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由總線上各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的智能設(shè)備組成。網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計能夠有效地保障電力監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。
方案一:在智能監(jiān)控設(shè)備集中分布而且數(shù)量不多的情況下,可以采用一條總線對設(shè)備進行連接,監(jiān)控主機和監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)交換通過接口轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。
方案二:在智能監(jiān)控設(shè)備分布比較廣而且數(shù)量很多的情況下,可以先用總線就近對監(jiān)控設(shè)備進行連接,再匯總連接到網(wǎng)關(guān)處。
方案三:在規(guī)模比較大,系統(tǒng)包含多個子變電站時,為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對每個子站都設(shè)立獨有的監(jiān)控主機,來進行本站中的設(shè)備管理、數(shù)據(jù)計算、信息篩選等,對重要的信息向監(jiān)控中心主機進行發(fā)送,而監(jiān)控中心主機可以查詢控制子站監(jiān)控主機,這樣可以大幅度提高系統(tǒng)的可靠性和運行效率。
2.3現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備功能
分布在居民區(qū)的智能監(jiān)控設(shè)備獨立存在于電力監(jiān)控系統(tǒng)中,除了負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進行收集和傳輸并執(zhí)行指令操作外,還能實時顯示開關(guān)狀態(tài)、設(shè)備故障等。現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備不受監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的影響,即使監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障也能夠完成獨立的監(jiān)控數(shù)據(jù)的收集和相關(guān)信息的顯示,自身功能依舊正常不受影響。因為設(shè)備的選擇直接影響電力監(jiān)控系統(tǒng)的投入成本以及其能實現(xiàn)的功能,所以在設(shè)計電力監(jiān)控系統(tǒng)方案時,要充分考慮到用戶的實際需求、電力網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷級別等各個方面,在全面考量的基礎(chǔ)上對智能監(jiān)控設(shè)備進行選擇。
3監(jiān)控系統(tǒng)的安全舉措
電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以對電力狀況進行監(jiān)控,而且還能記錄監(jiān)控數(shù)據(jù),對出現(xiàn)的事故進行正向、反向推斷,為操作人員在事故發(fā)生時采取及時行動提供參考依據(jù),并為事后對事故分析說明提供可靠的數(shù)據(jù)支持。電力監(jiān)控系統(tǒng)還可以在無人值守的情況下,通過繼電保護、二次回路等為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障。
4電力監(jiān)控體系在供配電設(shè)計中的使用
監(jiān)控體系不只需求包括高質(zhì)量的監(jiān)控效果,還需求具有必定的通訊才能,便于電力信息收集、傳輸,將其使用到供配電中,穩(wěn)定體系設(shè)計,一方面監(jiān)控供配電的運轉(zhuǎn),另一方面使用監(jiān)控降低供配電的毛病發(fā)生率,所以要點剖析電力監(jiān)控的使用。
4.1完成人機交互
電力監(jiān)控可以構(gòu)成明確、高質(zhì)量的界面,為供配電用戶供給快捷,在界面中,閱讀言語遍及設(shè)置成中文,確保用戶可以直接了解界面內(nèi)容,一起界面實施一致操作,防止用戶出現(xiàn)操作混淆,而且監(jiān)控體系針對不斷更新的界面,及時顯現(xiàn),活躍的為用戶供給不一樣類型的操作界面,界面上可以慣例的顯現(xiàn)方法,顯現(xiàn)供配電的狀況,例如:供配電當(dāng)前時刻的運轉(zhuǎn)內(nèi)容、設(shè)備運轉(zhuǎn)方法、數(shù)據(jù)處理狀況等,經(jīng)過監(jiān)控界面,為用戶供給極大的便利,拉近用戶與供配電的間隔,確保用戶可以明確了解供配電運轉(zhuǎn)情況。
4.2提高權(quán)限管理
權(quán)限主要是為供配電供給嚴(yán)格的環(huán)境,提高供配電設(shè)計的安全度,經(jīng)過電力監(jiān)控,完成供配電的加密設(shè)計,確保數(shù)據(jù)信息處理的質(zhì)量。首先,使用監(jiān)控體系實施權(quán)限設(shè)置,即對監(jiān)控體系進行層次權(quán)限分級,滿足不一樣等級人員的需求,其間要遵循“高權(quán)限包括低權(quán)限”的原則,可是不能完成低權(quán)限的越級處理,由此可以規(guī)則供配電操作人員的作業(yè)范圍,防止出現(xiàn)信息外泄,提高信息保密度;第二,對監(jiān)控體系設(shè)置后臺操作,便利供配電操作人員修正設(shè)計信息,如發(fā)現(xiàn)供配電在設(shè)計中,出現(xiàn)非正常狀況的數(shù)據(jù)時,可以及時登錄后臺體系,操作選項,更改數(shù)據(jù)。
4.3提高供配電信息收集的功率
經(jīng)過電力監(jiān)控,表現(xiàn)供配電信息收集的功率,監(jiān)控體系在對供配電實施監(jiān)督、控制時,最基本的作業(yè)是收集供配電的各類信息,其間包括數(shù)據(jù)信息和參數(shù)信息,監(jiān)控體系在收集信息時,主要是經(jīng)過不一樣功能的儀表,收集結(jié)束后顯現(xiàn),監(jiān)控體系的信息顯現(xiàn)具有必定的特色,不只可以確保顯現(xiàn)全部,最主要的是本地顯現(xiàn),由此,以監(jiān)控體系為布景,供配電可及時抽取所需信息,然后處理信息,得出成果,使用監(jiān)控體系得出的信息,確保時效性和準(zhǔn)確率,防止用戶對信息發(fā)生疑惑。
4.4幫忙供配電記載事情發(fā)生
供配電設(shè)計中,需求對有關(guān)的事情進行要點記載,做好次序存儲的作業(yè),供配電實踐存儲的過程中,有必要預(yù)留不知道空間,因此添加供配電的設(shè)計難度,經(jīng)過監(jiān)控體系,直接對發(fā)生事情進行動態(tài)監(jiān)控,無需進行次序記載,供配電設(shè)計只需求預(yù)留空間即可,不設(shè)定空間大小。
4.5建立供配電設(shè)計的數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫是供配電設(shè)計的中心,很多數(shù)據(jù)來源于數(shù)據(jù)庫,終究還需貯存在數(shù)據(jù)庫內(nèi),所以有必要確保供配電數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的分類,更要確保數(shù)據(jù)庫信息的運轉(zhuǎn),監(jiān)控體系可認(rèn)為數(shù)據(jù)庫供給運轉(zhuǎn)基礎(chǔ),清晰區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)庫內(nèi)部的模塊,確保處理后的信息主動依據(jù)特定途徑,存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi),由此,用戶可在數(shù)據(jù)庫內(nèi)檢索供配電信息,而且依據(jù)供配電的實踐,致使有用數(shù)據(jù),構(gòu)成管理信息,便于查找有關(guān)數(shù)據(jù)。
結(jié)束語
總之,基于能源利用和資源節(jié)約的思想,我國將電力監(jiān)控系統(tǒng)作為管控供配電設(shè)計的主要部分。利用監(jiān)控系統(tǒng),形成供配電的管理平臺,由此,提升供配電的運行質(zhì)量,進而保障其經(jīng)濟效益,迫在眉睫。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】變電站;圖像;遠(yuǎn)程監(jiān)控;計算機
引言
電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)在不斷更新,技術(shù)進步而產(chǎn)生的新功能的能力。實時圖像監(jiān)控防火,防盜功能(包括煙感,溫度、紅外線、門禁等)對特別重要的變電站可使用紅外熱成像攝像機進行高壓設(shè)備的運行溫度監(jiān)控(選項)移動攝像功能(可選項)遠(yuǎn)程視頻傳輸(能適用電力系統(tǒng)常用的多種通信通道)遠(yuǎn)程控制監(jiān)控設(shè)備(包括矩陣,云臺、鏡頭和燈光等)本系統(tǒng)能進行現(xiàn)場照明控制本系統(tǒng)保證能和綜合自動化系統(tǒng),消防自動化系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等有效聯(lián)動本系統(tǒng)可使用網(wǎng)上辦公電腦作為分控工作站(配適當(dāng)軟件)報警時有警視聯(lián)動功能和自動啟動錄像功能站端具有數(shù)字硬盤錄像及其回放功能實行操作權(quán)限管理自動生成系統(tǒng)運行日志全中文圖形化界面數(shù)據(jù)記錄查詢及打印報表輸出畫面分割和視頻自動循環(huán)功能。系統(tǒng)時鐘同步歷史圖像儲存與查詢系統(tǒng)自診斷和管理實現(xiàn)與MIS、SCADA等系統(tǒng)的接口,單方向接收SCADA控制信息,實現(xiàn)調(diào)度遙控、操作維護的可視化聯(lián)動。提供系統(tǒng)完整通信規(guī)約及相關(guān)協(xié)議并對業(yè)主開放,以構(gòu)成統(tǒng)一管理的集成平臺。
1、遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的組成
變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)主要由3個互相銜接的部分組成:變電站現(xiàn)場設(shè)備(簡稱子站)、通信通道、監(jiān)控中心(簡稱主站)。
1.1子站。子站設(shè)備指位于變電站的所有設(shè)備,由攝像機套件、報警控制器、解碼器、紅外線光束對射探頭、燈光控制器、云臺、監(jiān)控主機等組成,并與變電站綜合自動化系統(tǒng)或遠(yuǎn)動設(shè)備互聯(lián)。
子站主要是將現(xiàn)場圖像、聲音、報警信息編碼,利用通信通道將視頻信息上傳至主站,同時接受上級主站發(fā)下來的監(jiān)控命令,對圖像進行控制,包括云臺動作、光圈大小、聚焦遠(yuǎn)近和變倍、預(yù)置位和巡視等操作。并根據(jù)解碼器、報警控制器(由溫感探頭、煙感探頭及紅外線光束對射探頭等設(shè)備組成)采集到的各種狀態(tài)信息和報警信息實現(xiàn)警視聯(lián)動功能,自動啟動報警照明燈、警鈴,同時切換到指定的攝像頭畫面,并自動錄像,以字幕、聲光提示報警。
1.2通信通道。通信通道起到連接變電站和主站的橋梁作用,也是系統(tǒng)最關(guān)鍵的組成部分,傳輸系統(tǒng)的性能直接決定著系統(tǒng)監(jiān)控中心圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。目前,在電力系統(tǒng)中采用的傳輸方式主要是E1(2.048M的鏈路)線路傳輸方式,如圖l所示。
1.3主站。主站由一個監(jiān)控主機組成,實時接收子站的圖像、聲音、報警信息并解碼顯示,實現(xiàn)對變電站的視頻監(jiān)控任務(wù),同時也可以完成一些管理和遠(yuǎn)程控制功能,并與SCADA(調(diào)度監(jiān)控)系統(tǒng)及電力MIS網(wǎng)互通,實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度和維護的可視化。
2、遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的主流視頻編碼方式
目前遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主流視頻編碼有2種,分別為基于ITU―T的H.26x及基于IOS/IEC的MPEG編碼方式。
2.1H.26x編碼方式。H.26x編碼是一種幀間預(yù)測減少時域冗余、變換編碼減少空域的混合編碼方法,具有壓縮比高、算法復(fù)雜度低等優(yōu)點,主要應(yīng)用于視頻會議、可視電話,并被許多多媒體通信終端標(biāo)準(zhǔn)所采用。在變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中,H.26x解碼采用硬件解碼方式。
在變電站,遠(yuǎn)端主處理器將圖像、聲音、報警信息編碼后通過線路接口送入通信鏈路并傳至監(jiān)控中心,在監(jiān)控中心通過El傳輸資源與變電站相連,接收變電站上傳信號,將其中的圖像數(shù)據(jù)通過H.26x解碼后生成全電視信號輸出。
2.2MPEG編碼方式。MPEG(Motion Pictures Experts Group)始于1988年,專門負(fù)責(zé)建立視頻和音頻數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和無線通訊的發(fā)展,MPEG--4已成為基于Internet的視音頻流的主流編碼方式。該標(biāo)準(zhǔn)對壓縮算法進行了改進,具有視頻質(zhì)量與分辨率高,且數(shù)據(jù)率相對較低的特點。采用MPEG-4編碼方式,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信采用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng),且能支持IP組播功能。
2.3兩種編碼方式的比較。兩種編碼方式均具有網(wǎng)路帶寬占用低、視頻質(zhì)量好與分辨率高的優(yōu)點。但MPEG-4編碼方式對壓縮解碼的計算機性能要求較高,而H.26x編碼存在圖像壓縮痕跡明顯,運動物體邊緣有水紋波的現(xiàn)象。
基于兩種編碼方式的遙視系統(tǒng),均具有圖像質(zhì)量好、通道帶寬占用低、系統(tǒng)擴展方便的特點。H.26x編碼的遙視系統(tǒng),采用硬件編解碼,穩(wěn)定性高,輸出為全電視信號,可通過視頻上網(wǎng)器與MIS網(wǎng)連接,但同時只能瀏覽同一個變電站,同時系統(tǒng)基于硬件架構(gòu),投資費用高;MPEG-4編碼的遙視系統(tǒng),采用軟件編解碼,穩(wěn)定性較差,輸出為計算機顯示的MPG--4圖像信號,可按多級方式組網(wǎng),支持IP組播功能,網(wǎng)絡(luò)功能強,同時系統(tǒng)基于軟件,方便升級,投資較低。兩種系統(tǒng)性能比較見表1。
3、組建基于W/MPEG一4編解碼方式的遙視系統(tǒng)應(yīng)注意的問題
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,基于IP/MPEG-4編解碼方式的遙視系統(tǒng)逐漸成為變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的主流方式。特別是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng),IP組播功能的實現(xiàn),使IP網(wǎng)上任何一臺計算機,可通過權(quán)限控制的方式實現(xiàn)無級監(jiān)控,同時主站和MIS網(wǎng)圖像用戶中的多臺終端可以同時監(jiān)控任一變電站,使巡檢中心、監(jiān)控中心等相關(guān)部門通過現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)對所屬的多個變電站實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時圖像監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障和意外情況報警接收處理,提高變電站運行和維護的安全性和可靠性。
①系統(tǒng)規(guī)模可根據(jù)電網(wǎng)區(qū)域范圍大小和變電站數(shù)量組合定義,至少可接入30個變電站的遙視監(jiān)控。按多級組網(wǎng)的方式,形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。主站需配置支持IP組播的3層千兆視頻交換機。②在建設(shè)電力光纖線路中需預(yù)留2~4芯光纖作為專用的遙視通道。③系統(tǒng)架構(gòu)必須采用標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、免維護式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),才具有高度的可靠性和安全性.同時符合ISO/OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。④系統(tǒng)應(yīng)具備軟硬件的擴充能力,支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的擴展和功能升級;系統(tǒng)應(yīng)為其他系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)圖像接口;系統(tǒng)所提供的支撐軟件能支持用戶進一步開放應(yīng)用軟件;系統(tǒng)的軟硬件接口應(yīng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),支持與其他標(biāo)準(zhǔn)硬件、其他網(wǎng)絡(luò)及不同生產(chǎn)商的設(shè)備互聯(lián)。⑤遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的開放性和兼容性是建立在統(tǒng)一的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)音視頻格式及統(tǒng)一的主站與站端監(jiān)控系統(tǒng)間的通信協(xié)議基礎(chǔ)上的,因國家并未對變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)提出統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),特別是主站與站端監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信協(xié)議,故不同生產(chǎn)商提供的站端設(shè)備很難順利發(fā)入主站。電力部門與設(shè)備供應(yīng)方在簽訂技術(shù)協(xié)議時應(yīng)特別明確設(shè)備供應(yīng)方需開放所有接口,保證監(jiān)控系統(tǒng)的開放性和兼容性,并為其他生產(chǎn)商的設(shè)備接入提供相應(yīng)的協(xié)助。否則將嚴(yán)重限制設(shè)備選型范圍,由于沒有統(tǒng)一的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)通信規(guī)約,不同廠家只能采用系統(tǒng)對接,存在施工工期長、系統(tǒng)接入質(zhì)量差、系統(tǒng)穩(wěn)定性低等現(xiàn)象。最后只能由主站設(shè)備供貨方提供采用系統(tǒng)接入設(shè)備及軟件,才能保證各個子站按時接入主站。所以電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的推廣急需一套成熟統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。⑥應(yīng)滿足系統(tǒng)的安全要求,即保證所有設(shè)備在超高壓電磁環(huán)境中、在丁頻過電壓、雷電波、脈沖干擾、靜電放電、輻射放電、輻射電磁場、開關(guān)設(shè)備操作、系統(tǒng)故障以及快速瞬變等干擾情況下必須正常穩(wěn)定運行。系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開發(fā),應(yīng)有必要的網(wǎng)絡(luò)安全保護,保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息不被竊取和破壞,特別是對網(wǎng)絡(luò)病毒的防護。
4、電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的管理
電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)基于R/LAN視頻服務(wù)器硬件設(shè)備。并以網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件為核心,執(zhí)行強大的系統(tǒng)功能。
4.1實時圖像監(jiān)視。包括監(jiān)控中心、電力MIS網(wǎng)上的任意監(jiān)控終端,通過網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標(biāo)準(zhǔn)IE瀏覽器,可實時監(jiān)視同一變電站或多個變電站的所有圖像信息,可以同屏顯示多路(1、4,9.16路)實時圖像信息.
4.2語音功能。變電站和監(jiān)控中心值班員工作站之間,不同的監(jiān)控終端用戶之間。可以實現(xiàn)基于IP的語音功能,包括:實時的語音半雙工對講及語音廣播功能;變電站端場景錄音,與站內(nèi)的維護操作人員對講機進行遠(yuǎn)程對講。
4.3錄像功能。系統(tǒng)默認(rèn)的錄像速率為25幀/秒(PAL制式),但用戶可對錄像速率進行調(diào)整,以減輕系統(tǒng)錄像功脂包括實時錄像,定時錄像、運動檢測預(yù)觸發(fā)錄像及報警預(yù)觸發(fā)錄像。
【關(guān)鍵詞】 電力系統(tǒng)通信 數(shù)據(jù)采集 監(jiān)控系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)對提升電力系統(tǒng)使用的安全可靠以及企業(yè)利潤,降低工作量,確保調(diào)度自動化水平提升具備關(guān)鍵的作用。可正是由于著其關(guān)鍵性,遭到外界攻擊、出現(xiàn)安全故障且造成嚴(yán)重結(jié)果的概率逐步提升,因此,SCADA系統(tǒng)的通訊安全已逐漸變成主要重視的方面。
一、電力系統(tǒng)通信中監(jiān)控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集中的安全問題
1.1 干擾造成通訊信號湮沒
通訊信號精準(zhǔn)性和時效性對電力系統(tǒng)中SCADA的穩(wěn)定運作有較大作用。可運作條件中依然有諸多干擾源,此類干擾均有可能把通信信號湮沒,導(dǎo)致SCADA不能及時無誤的采集到需處置的通信信號,造成信息采集不正確。
1.2 通信協(xié)議的安全問題
1、循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約。該規(guī)約的信息傳送模式中的對時系統(tǒng)僅在低速通道中適用,該運行體系中,難免出現(xiàn)通信協(xié)議安全風(fēng)險。另外,因循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約缺少針對信號傳輸控制協(xié)議-因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議信號傳輸層端口應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)掌控的具體界說,因此,應(yīng)用實體信號傳輸無法實行開閉管控、抗報文對視以及多次信號傳輸?shù)谋U稀?、IEC 60870-5-101/104規(guī)約。盡管該規(guī)約的信息傳輸大,在專網(wǎng)中廣泛采用。可由于其缺少專業(yè)的安全防范手段,所以若遭到攻擊,則對協(xié)議產(chǎn)生的風(fēng)險與破壞將極大。3、IEC 61850規(guī)約。該規(guī)約包含客戶端--服務(wù)器與―信息訂閱對等模式。針對客戶端--服務(wù)器來說,盡管其以網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議為準(zhǔn),可網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議具備的標(biāo)準(zhǔn)性與開放性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)攻擊存在規(guī)律,且網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議自身無防范手段。
1.3 控制中心的安全問題
SCADA中最脆弱的部分即控制中心,引發(fā)控制中心安全風(fēng)險的因素通常為:軟件、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架以及操作者。當(dāng)前時期,控制中心采用的軟件通常根據(jù)Windows和尤尼斯的主流系統(tǒng)。但因技術(shù)制約,此類系統(tǒng)難免還有漏洞。因此,部分攻擊能夠利用己知的系統(tǒng)漏洞侵入服務(wù)器,盜取SCADA的訪問權(quán)限,且更改或者損壞數(shù)據(jù)信息。另外,因SCADA本身糾錯水平低下,縱然發(fā)現(xiàn)攻擊行為,也有很大概率不能辨別被篡改的數(shù)據(jù),無法實時傳輸錯誤警告。盡管目前已經(jīng)應(yīng)用防火墻對內(nèi)外網(wǎng)進行分段隔離,能有效消除安全風(fēng)險。可防火墻設(shè)置難免遭到無權(quán)限的訪問,外界攻擊極易發(fā)現(xiàn)服務(wù)器中信息隱蔽通道,且實行攻擊造成防火墻無效。
二、電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集通信中安全問題的完善與防范手段
1、解決干擾問題。運用輸入繞組與輸出繞組帶電氣隔離的變壓器以解決干擾,另外,因數(shù)字濾波方式的可靠性,安全性高,且無阻抗匹配的優(yōu)越性,通常在工業(yè)現(xiàn)場條件極差、干擾嚴(yán)重的情況下,運用數(shù)字濾波器針對數(shù)據(jù)實行濾波,達(dá)到消除干擾的要求。
2、制定新指標(biāo),完善通信協(xié)議。首先,智能化電力系統(tǒng)設(shè)立與改善階段,傳統(tǒng)循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約運用新式通訊協(xié)議IEC 60870-5-101/104與IEC 61850替換,能夠防止運用循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約造成的安全風(fēng)險。其次,制定特殊的IEC 62351安全標(biāo)準(zhǔn)保護IEC 60870-5-101/104與IEC 61850規(guī)約:第一,若預(yù)先發(fā)現(xiàn)其通訊規(guī)約有安全問題,則SSL需選取高于TLS 1.0的版本,不選取SSL 1.0或者SSL 2.0版本,以提升通信規(guī)約使用的安全;第二,不準(zhǔn)直接采用無密碼的軟件;第三,為確保輕載由于長時間連接不失去認(rèn)證性能,需以時間與分組作為前提,采用透明密鑰實行規(guī)約再次認(rèn)證。
3、提高信息技術(shù)安全性,規(guī)范操作人員和操作標(biāo)準(zhǔn)。確保控制中心的安全需全方位提高信息技術(shù)安全,即利用防火墻,確保控制中心不會遭到外界惡意攻擊,利用公用網(wǎng)絡(luò)上建立專用網(wǎng)絡(luò)的技術(shù),確保公共信息通道上信息可靠的傳輸,利用服務(wù)器,確保針對局域網(wǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。此外,需加強對配置接口、鑰匙以及支持軟件運用的管理工作,以確保僅能利用授權(quán)裝置與用戶方可對端口進行操作。確保控制中心的安全性,需利用設(shè)立對應(yīng)的政策和規(guī)章制度,加強控制中心操作人員的操作行為和操作標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)督管理。
總結(jié):SCADA系統(tǒng)的安全獲得了更多的重視,因此,需基于SCADA系統(tǒng)存在的安全風(fēng)險,找到相應(yīng)的完善與防范方式,最終實現(xiàn)SCADA運用的靈活性和廣泛性的標(biāo)準(zhǔn),且大力提升SCADA系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中通信的社會和經(jīng)濟效益,為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展提供助力。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 郭瑞剛.電力系統(tǒng)通信中數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的安全問題淺析[J].硅谷.2014(14):122,156.
關(guān)鍵詞:安全系統(tǒng)工程;電力系統(tǒng);監(jiān)控
中圖分類號:X934 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1009-9166(2010)017(C)-0128-01
電力是國家的能源支柱和經(jīng)濟命脈,電力系統(tǒng)的安全是關(guān)系工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的關(guān)鍵,因此電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行顯得尤為重要。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,電網(wǎng)呈現(xiàn)跨大區(qū)的互聯(lián),電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,這對電力系統(tǒng)的物理及經(jīng)濟安全性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。解決電力系統(tǒng)的安全運行問題不能只依靠傳統(tǒng)的安全工作方法來防止事故發(fā)生,而應(yīng)該運用系統(tǒng)思想,系統(tǒng)科學(xué)以及系統(tǒng)工程的思想來實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全。安全系統(tǒng)是人―機―環(huán)境等相互交融的復(fù)雜系統(tǒng)。安全系統(tǒng)工程也稱系統(tǒng)安全工程,可以定義為一項工程技術(shù),是實際設(shè)計、建設(shè)或控制一個安全系統(tǒng)的工程實踐過程[2]。本文以安全系統(tǒng)工程學(xué)的方法研究電力系統(tǒng)監(jiān)控和事故處理機制。
一、電力安全監(jiān)控系統(tǒng)
電力運行系統(tǒng)(包括發(fā)電廠,變電站以及電力分公司等)是一個復(fù)雜的人機系統(tǒng)。首先,組成電力運行系統(tǒng)的環(huán)節(jié)復(fù)雜,包括各類發(fā)、配、送、用等電器設(shè)備,監(jiān)控設(shè)備和其中的能源,這些環(huán)節(jié)按照電力生產(chǎn)流程組合在一起,構(gòu)成電力運行系統(tǒng),其中的各個環(huán)節(jié)受有功功率和無功功率平衡的限制,使得電力系統(tǒng)生產(chǎn)過程更加復(fù)雜;其次,作為電力系統(tǒng)運行和組織管理的人是系統(tǒng)的核心,并且系統(tǒng)中的人還受外部經(jīng)濟、政治、和教育等因素的限制,因此人在電力運行系統(tǒng)中具有潛在的社會特性。
圖1電力安全監(jiān)控系統(tǒng)
整個電力系統(tǒng)是一個大型的安全控制系統(tǒng),系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)較多,安全控制系統(tǒng)又由許多安全控制子系統(tǒng)組成,各個子系統(tǒng)可以是變電站,發(fā)電廠,電力分公司等。該系統(tǒng)在發(fā)生異常情況時即使在外部指令沒有下達(dá)的情況下,子系統(tǒng)可以按照某種原則自動采取措施控制危險,電力安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
二、基于安全知識流的電力安全監(jiān)控系統(tǒng)
實時在線智能管理控制系統(tǒng)――英特摩(INTEMOR)在很多領(lǐng)域的監(jiān)控系統(tǒng)中都得到了應(yīng)用[3],起源于集成分布式智能系統(tǒng)概念,該系統(tǒng)集成了符號推理,數(shù)值計算,采用正向和反向推理技術(shù),使之能夠有效處理相互沖突的信息[4]。
電力安全監(jiān)控系統(tǒng)以英特摩為核心,選取電力系統(tǒng)中的多個子系統(tǒng)(如發(fā)電站、電力公司、變電站等)的運行資料和事故故障分析資料為知識來源。英特摩電力安全監(jiān)控系統(tǒng)從電力系統(tǒng)MIS(管理信息系統(tǒng))取得在線信息,經(jīng)過運行方式識別、報警信息等環(huán)節(jié)后成為系統(tǒng)的輸入信息,然后輸出安全決策建議,并鏈接報警指示,失誤操作閉鎖等開關(guān)。
在電力系統(tǒng)中,不同工作崗位具有不同的實時安全知識流,對運行人員需要運行方式,事故預(yù)警,事故處理等知識流,對檢修人員,需要事故原因,設(shè)備資料、維修方法等知識流;對管理人員,需要事故范圍,事故影響,事故損失和事故處理時間等知識流,如果發(fā)送的知識流沒有針對性將影響到知識流的有效性。
圖2電力系統(tǒng)安全監(jiān)控實時知識流
另外,事故知識流又發(fā)送到整個電力系統(tǒng)中的相關(guān)子系統(tǒng)或部門,避免事故的重復(fù)發(fā)生。圖2為在電力系統(tǒng)安全監(jiān)控的實時知識流。
在電力系統(tǒng)中電力事故信號被送到A部門,A部門要么能正確處理這個事故,獲得私有知識;如果處理不好這個事故則可以得到經(jīng)驗。A部門將私有知識和公有知識應(yīng)用于這次事故的處理上。自操作人員而來的私有知識和從管理、手冊、規(guī)章以及數(shù)據(jù)庫而來的公有知識被集成知識庫。系統(tǒng)采用事故預(yù)警仿真器,它既可以作為鑒別事故發(fā)生的工具也可以讓所有的部門作為一種訓(xùn)練工具。這樣不僅可以儲存已發(fā)生事故的相關(guān)知識,也可以仿真可能會發(fā)生的事故。當(dāng)再次遇到事故時,系統(tǒng)則能夠給出正確有效的知識流。
結(jié)束語:本文以安全系統(tǒng)工程思想為指導(dǎo),首先以系統(tǒng)的思想闡述了電力系統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的模型,然后以英特摩系統(tǒng)為基礎(chǔ),使安全知識流在系統(tǒng)中有效流動,以促進監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行和事故的有效處理。
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關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控;供配電;需求;功能;應(yīng)用
Abstract: along with the rapid development of China's economy, the residents, even many enterprise the demand for power is more and more big, in order to reduce the cost of power supply operation, reducing operation of unnecessary losses, the power supply enterprise unit must design science, and reasonable power for match system to meet the social demand of all parties power supply. Research found that the rational scientific power monitoring system measures, not only can reduce the cost of power operation, but also can ensure that the power grid management efficiency. This paper from the electric power monitoring system on paper, a detailed analysis of the monitor and control system of power supply and distribution in the basic design demonstrates function, characteristics, and specific talk about power monitoring system in the way of the application of the power supply.
Key words: electric power monitoring; For distribution; Demand; Function; application
中圖分類號:X924.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
隨著我國科技水平的不斷發(fā)展和進步,我國生產(chǎn)力也在不斷提高,與此同時,要滿足居民和企業(yè)用電低成本、高效率的要求,以往的供配電設(shè)計是明顯無法達(dá)到社會對于電力需求的水平。為盡可能的滿足企業(yè)之間的運作需求,減少不必要的人力物力損失、提高各個領(lǐng)域的效率,供電企業(yè)對電力系統(tǒng)的運行和管理需要越來越謹(jǐn)慎和嚴(yán)格,電力監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸成為供配電設(shè)計中不可或缺的重要組成部分。
一、電力監(jiān)控系統(tǒng)概述
電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是由計算機、通訊設(shè)備和測控單元三個部分組成,系統(tǒng)為供配電系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采集,檢測開關(guān)狀態(tài),同時,還可以對用戶提供遠(yuǎn)程控制,它可以檢測和控制設(shè)備,將復(fù)雜的供配電工作變得簡單、可操作性強。電力監(jiān)控系統(tǒng)主要采用智能化的電網(wǎng),當(dāng)供電系統(tǒng)設(shè)備運行時,不僅可直接通過工作指令來實現(xiàn),還可由配電網(wǎng)絡(luò)在自我診斷后,再根據(jù)電網(wǎng)能力,發(fā)出設(shè)備運行指令,從而提高效率,以降低供配電運行成本。
二、電力監(jiān)控系統(tǒng)功能分析
1、數(shù)據(jù)采集與處理功能
在數(shù)據(jù)采集方面主要包括開關(guān)量、模擬量采集和電能計量采集三個方面。這其中,隔離開關(guān)狀態(tài)、運行報警信號、斷路器狀態(tài)以及斷電保護動作等信號信息,都是電力監(jiān)控系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)信息;而供配電的電壓、電流以及功率、頻率等信息數(shù)據(jù)的采集,都是電力監(jiān)控系統(tǒng)采集的模擬量;同時,利用機械式的電能表對無功電能以及有功電能的信息采集,就是電能計量,另一方面,對信息數(shù)據(jù)的記錄與存儲、分析,有助于電力監(jiān)控系統(tǒng)及時有效的采取處理措施,在方便用戶查詢數(shù)據(jù)信息的同時,還能有效快捷的解決供配電過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況。
2、記錄功能
記錄功能包括時間順序的記錄和故障記錄兩方面。其中,時間順序記錄模式,可以有效的記錄供配電各個程序中的數(shù)據(jù)輸出和輸入信息狀態(tài),當(dāng)然這需要監(jiān)控系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)庫有足夠大的內(nèi)存空間,當(dāng)遠(yuǎn)方集中控制主站或后臺監(jiān)控系統(tǒng)通信中斷時,還能確保事件信息、數(shù)據(jù)不會丟失;故障記錄是指對故障動作前后,對與故障相關(guān)的電壓和電流量等信息數(shù)據(jù)的記錄,這種信息的記錄,省去了費力去查找故障點的時間,同時,根據(jù)保存的數(shù)據(jù),還能有效的采取應(yīng)對措施。
3、監(jiān)視功能
監(jiān)視功能包括對電能質(zhì)量的監(jiān)視以及安全監(jiān)視。電能質(zhì)量問題主要包括電力設(shè)備故障、頻率的動態(tài)擾動和靜態(tài)偏差以及人為對電流、電壓的誤操作行為;安全監(jiān)視指的是在電力監(jiān)控系統(tǒng)在運行的過程中,對采集的電壓、電流等模擬量,以及自控裝置的運行狀況,進行不間斷的監(jiān)視,以便在發(fā)生供配電故障時,能及時發(fā)出報警信號。
4、遠(yuǎn)程操作功能
在允許電動操作的前提下,操作人員可利用計算機對隔離開關(guān)和斷路器進行分、合閘操作。比如說在供電過程中,操作斷路器時,可遠(yuǎn)程控制自動重合閘;根據(jù)采集到的實時的信息,還可以實現(xiàn)自動隔離開關(guān)與斷路器間的閉鎖操作。這種監(jiān)控功能,可以通過對采集數(shù)據(jù)的分析,在故障發(fā)生之前,為操作人員提供足夠的思考應(yīng)對措施的時間。
三、電力監(jiān)控系統(tǒng)特點分析
1、采用智能化電網(wǎng)實施電力。監(jiān)控設(shè)備的運行不僅由本身的工作指令來實現(xiàn),還要由配電網(wǎng)絡(luò)在自我診斷后,再根據(jù)電網(wǎng)能力發(fā)出設(shè)備運行指令。充分地采用各種技術(shù)措施,發(fā)生電力故障狀態(tài),智能系統(tǒng)經(jīng)過監(jiān)測、分析,判斷,能確保供配電有效的實施;
2.在電力監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計中,軟、硬件模塊化, 硬件全部智能化。以工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)來選擇系統(tǒng)軟硬件,另一方面,在電力監(jiān)控系統(tǒng)中,各個分系統(tǒng)都是獨立工作,互不干擾, 使得監(jiān)控系統(tǒng)可靠性高、速度快,實時性好。
3.整個系統(tǒng)的智能控制終端和遠(yuǎn)程智能通訊控制器,都具備尖端科技,使得監(jiān)控系統(tǒng)采集周期短,實時性強,系統(tǒng)冗余度高,可大大減少通訊誤碼率。
7.各子系統(tǒng)實現(xiàn)了模塊化,并且配備有電插拔,使得維護、檢修工作更加方便、快捷,保障了整個系統(tǒng)的安全及可靠性。
四、應(yīng)用分析
1、電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案應(yīng)用
電力監(jiān)控系統(tǒng),將接在總線上的智能設(shè)備連接成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并利用現(xiàn)場總線技術(shù),來實現(xiàn)集中管理和分散控制。這種監(jiān)控設(shè)計能有效的對供配電過程中以及現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備所采集的數(shù)據(jù),進行傳輸和儲存,根據(jù)數(shù)據(jù)信息的采集和分析,還能準(zhǔn)確、快速的傳達(dá)操作命令,從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作功能;
2、網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計應(yīng)用
將智能監(jiān)控設(shè)備運用于電力監(jiān)控系統(tǒng)中,主要目的是應(yīng)對現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備紛繁復(fù)雜以及分散問題,智能監(jiān)控設(shè)備接入就近的現(xiàn)場總線上,再分別將各條總線接入網(wǎng)關(guān);如果現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備是比較集中的小型系統(tǒng),可把現(xiàn)場全部的職能監(jiān)控設(shè)備連接到一條總線上,再利用接口轉(zhuǎn)換器,與監(jiān)控主機進行直接的數(shù)據(jù)交換;如果是擁有多個子變電站的大型系統(tǒng),可以再每一個供電子站配備一臺監(jiān)控主機來提高電力監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性,連接監(jiān)控中心主機,即可控制或查詢子站的監(jiān)控主機所采集到的信息,從而提高整個系統(tǒng)的效率、安全性,還有可靠性。
3、現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用
在電力監(jiān)控系統(tǒng)中,現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備應(yīng)該具備獨立運行的功能,一旦網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)故障,現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備依舊能夠保證采集到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。通過現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備獨立的完成數(shù)據(jù)的采集和傳輸,來執(zhí)行監(jiān)控主機所傳達(dá)的操作指令,不僅可以動態(tài)實時顯示各個供電子站的供配電工作狀態(tài),還可以及時的搜集故障信息。
4、電力監(jiān)控組態(tài)軟件的應(yīng)用
由于電力監(jiān)控軟件具備編輯、繪圖,以及報警等功能,所以,可以利用監(jiān)控軟件,使操作人員更直觀、方便的獲取現(xiàn)場的實時信息數(shù)據(jù),及時的傳達(dá)控制命令。
綜上所述,隨著中國科技的發(fā)展和生產(chǎn)力的不斷提高,電力成本以及電力相關(guān)的運營成本所占的比重正大幅度增長,供電企業(yè)和用戶對電力系統(tǒng)運行管理的要求也越來越高。電力監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成為供配電設(shè)計中不可或缺的重要組成部分。我們應(yīng)加快對電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用的研究,多發(fā)現(xiàn),多實踐,發(fā)揚創(chuàng)新精神,快速提高電力監(jiān)控系統(tǒng)的效率、減低運營成本,使電力監(jiān)控系統(tǒng)更好的發(fā)揮作用,更好的為社會服務(wù)。
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關(guān)鍵詞:3G 視頻監(jiān)控 電力終端
中圖分類號:TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)07(b)-0031-01
由于目前3G帶寬有限,WiFi傳輸距離有限、可移動性較差,無線視頻監(jiān)控并沒有得到大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用[1]。4G技術(shù)的特點是高傳輸速度、高帶寬、高穩(wěn)定性,對廣域無縫覆蓋以及強漫游的移動性提供了良好基礎(chǔ)[2]。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)需求日益加強,為滿足變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)視和無人值守,實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度,4G技術(shù)將會是建設(shè)智能電網(wǎng)的一個重要手段,而智能電網(wǎng)下的4G技術(shù)也將更好更快,基于4G 網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控技術(shù)為我們提供了一種解決方案。
1 在電力終端上應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的可行性分析
本文是針對電業(yè)局的實際需求,為滿足變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)視和無人值守而設(shè)計的。將工業(yè)監(jiān)控、多媒體傳輸和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效地結(jié)合在一起,實現(xiàn)高效、安全、方便為一體的遠(yuǎn)程監(jiān)控及操作。
本文提出建立一套技術(shù)領(lǐng)先功能強大的監(jiān)控系統(tǒng),適用于供電局各變電站的安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)、各個、各級變電站的視頻監(jiān)控、報警信息的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸以及監(jiān)控中心的建設(shè)。
該監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用在于:有機的將供電局不同地區(qū)的變電站之間的視頻監(jiān)控、火警、防盜系統(tǒng)結(jié)合到一起,利用網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了遠(yuǎn)程監(jiān)控,遠(yuǎn)程響應(yīng),遠(yuǎn)程處理的網(wǎng)絡(luò)化管理的目的,就可以在高壓供電局建立該管轄區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控中心,以便對變電站統(tǒng)一管理、調(diào)度,實時監(jiān)控。當(dāng)有人在管轄現(xiàn)場值班的時候可以管理現(xiàn)場并且及時發(fā)現(xiàn)解決安全問題,即使沒有人在管轄區(qū)域值班的時候,管理中心也可以即使掌握現(xiàn)場情況,做出指令。在供電局發(fā)展技術(shù)現(xiàn)代化以及管理現(xiàn)代化的道路上提供了可靠的技術(shù)保障[3]。
2 基于4G網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
2.1 系統(tǒng)組成
綜上所述,在設(shè)計電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的時候,依據(jù)電力行業(yè)的應(yīng)用特點和管理模式,分成遠(yuǎn)程監(jiān)控中心(主控中心、區(qū)域監(jiān)控中心)和變電站監(jiān)控前端部分(監(jiān)控前端)以及傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備幾部分。
如需在系統(tǒng)加入新的變電站時,只須建立站端監(jiān)控前端系統(tǒng)并建立和監(jiān)控中心的連接即可,系統(tǒng)各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響。
2.1.1 變電站監(jiān)控前端部分
變電站監(jiān)控前端部分設(shè)備安裝在變電站現(xiàn)場,完成變電站現(xiàn)場各種信息采集、處理、上傳,主要由攝像機、4G視頻服務(wù)器和告警處理單元構(gòu)成。
攝像機是為戶外專用攝像機,可靈活地變換監(jiān)控地點,并配有紅外燈可用于夜間監(jiān)控。
4G視頻服務(wù)器是視頻監(jiān)控的重要組成部分,內(nèi)置4G無線modem,嵌入式地實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議、POP3/SMTP協(xié)議[5]。其主要完成的功能有:(1)采集變電站各監(jiān)控對象的視頻圖像和背景聲音,經(jīng)過壓縮編碼后上傳到監(jiān)控中心;(2)通過現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接解碼器,根據(jù)本地或監(jiān)控中心操作發(fā)出來的命令控制視頻切換、云臺自動巡視動作等;(3)根據(jù)告警處理單元、報警探測器采集到的各種狀態(tài)信息和報警信息,實現(xiàn)警視聯(lián)動錄像功能,自動啟動告警照明燈、警鈴等受控設(shè)備,自動以字幕、聲光提示報警加以說明;(4)與變電站相關(guān)自動化系統(tǒng)互聯(lián)互動,根據(jù)預(yù)先設(shè)定信息實現(xiàn)和所連接的自動化系統(tǒng)之間的聯(lián)動。
告警處理單元會最先處理報警探測器采集的干節(jié)點告警狀態(tài),處理一些邏輯關(guān)系,通過RS232/485串口將該信息以數(shù)據(jù)的形式傳送至網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器,最后抵達(dá)監(jiān)控中心。監(jiān)控中心的監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件會依照之前設(shè)定好的程序進行系列相關(guān)操作。
2.2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控中心
遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的概念包括主控中心(調(diào)度中心)和區(qū)域監(jiān)控(巡檢)中心。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的基本功能是完成所轄變電站圖像的實時顯示、控制、存儲、管理等功能,其硬件系統(tǒng)主要由系統(tǒng)服務(wù)器、值班員工作站、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備、存儲打印設(shè)備等組成。
設(shè)立系統(tǒng)服務(wù)器作為監(jiān)控中心的系統(tǒng)操作平臺,主要作用是對遠(yuǎn)端變電站傳輸?shù)男盘柕慕邮铡⒋鎯Α⒎治觥⒔y(tǒng)計以及查詢,與此同時進行系統(tǒng)管理功能。
值班員工作站安裝Windows操作系統(tǒng),通過IE瀏覽器對下轄各變電站進行實時監(jiān)控。
2.3 系統(tǒng)特點
該系統(tǒng)的主要特點如下。
(1)低成本信息體系架構(gòu)。部分設(shè)備采用即安即用的模式,提高決策指揮的時效性和科學(xué)性。
(2)高集約化管理模式。對各種復(fù)雜的環(huán)境都可以進行靈活的管理。
(3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活。監(jiān)控系統(tǒng)可以是點對點,也可以是一個中心對各個站點的組成;可以設(shè)置多個分控圖像工作站在網(wǎng)絡(luò)上,來達(dá)到滿足多個用戶需求的目的,也可以用WEB方式組成多級監(jiān)控系統(tǒng)[7]。
3 結(jié)語
總而言之,隨著電力系統(tǒng)地發(fā)展將會有更多的高新技術(shù)被加入,逐步發(fā)展并趨于完善的4G技術(shù),促使我們加強對4G技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究,并應(yīng)盡快把握住日前的發(fā)展機遇,進一步將電力系統(tǒng)的優(yōu)化配置以及智能電網(wǎng)建設(shè)從空想口號變成現(xiàn)實,在電網(wǎng)逐步壯大完善的過程中,4G技術(shù)的優(yōu)勢將愈來愈明顯。
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