遠程監控在無人值班變電站中的應用

摘 要：現如今高科技的迅速發展，已經使得許多崗位不需要人員親自監督管理，只需要借助互聯網的網絡通信技術和計算機就可以完成。工業控制系統在計算機網絡中的應用也炙手可熱，而把遠程監控應用在無人值班變電站中已成為熱門話題。文章主要介紹了遠程監控的關鍵技術，以及如何實現無人值班變電站中的遠程監控。

關鍵詞：遠程監控；變電站；通信網絡

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）11-0114-01

21世紀的科技力量讓人嘆為觀止，而迅速發展的國家電網和人民對電量的逐步增加需求量，使得傳統電網向智能電網方向發展。利用計算機、網絡通信、控制技術、總線技術和傳感器技術等自動化技術，實現值班人員在遠方操作即可獲得變電站的各類數據信，并對變電站中的設備運行工況進行監控和管理的遠程監控模式，使得變電站的傳統運行管理模式發生了變化，無人值班變電站成為了當前主流的運行管理模式。遠程監控模式極大的節約了人力、物力和財力，并推動變電站的電力生產管理走向自動化、智能化、網絡化和現代化的方向，真正實現了“事半功倍”的效果。

從統計來看，我國無人值班變電站的遠程監控系統，已經從原來的35 kV升級到500 kV或更高的變電站系統中。現如今新投運的500 kV變電站試運行24 h后就可以開啟無人值班的模式。從長遠看來，作為智能電網的關鍵組成部分——智能變電站，實現無人值班變電站，實現遠程監控的意義遠非減少一些管理調度人員，還能加快智能電網在我國的建設步伐。

1 無人值班變電站設計原則

①無人值班變電站的監控范圍。雖然無人值班變電站可以實現遠程監控，但其在投產前應按照有人值班的規范進行全部的試驗，才可以投產送電，必須保證“安全第一”的原則。遠程監控不僅要起到控制、管理變電站的作用，更重要的是保障安全。因此遠程監控的范圍必須處處嚴謹。應該包括變電站內場區環境，現場安全保衛情況，消防系統情況，各電氣室設備，戶外主變壓器及中性點地刀、斷路器、隔離開關、CT、PT等重要電氣設備以及各主要設備間隔。

②遠程監控設備的要求。遠程監控是建立在廣域網或者無線網絡的基礎之上的，只要在有網絡的地方，就能實現授權用戶在遠端對變電站進行實時監控。所以，作為遠端的界面操作，遠程監控設備應該有高穩定性以及高可靠性，并且具有完善的監控和報警功能。除此之外，還應該操作簡單，不依賴高強度的網絡信號，能在低網絡帶寬的條件下清晰，準確的監控無人值班變電站。然而一個良好的遠程監控設備，更需要有良好的可擴展性，可為以后的變電站的擴建增大夯實基礎。

2 遠程監控組成

遠程監控很顯然分為“監”和“控”兩部分，從網絡獲得所需要的信息可以稱為“監”，而通過網絡從遠端進行操作叫做“控”，兩者的完美結合才能實現遠程監控技術。目前遠程監控技術的主流是應用Internet技術，在TCP/IP協議和www規范的支持下，由幾大部分組成——數據庫和WEB服務器、現場測控設備、監控設備、交換式以太網、瀏覽器等。

數據庫和WEB服務器提供了遠程監控的基礎，對無人值班變電站的遠程監控必須要考慮數據庫的準確性和動態更新，以及對某些重要設備設定較高的優先級等等，這些都是決定遠程監控成敗的關鍵。交換式以太網以其成本低、易實現、應用范圍廣、發展迅速成為遠程監控的首選網絡。另外，現場測控設備、監控設備、瀏覽器這些都是實現遠程監控不可或缺的部分。

3 遠程監控的核心技術

①現場總線與以太網的結合。現場總線技術以雙向串行數字化這種通信技術的強勢優勢，取代了模擬信號傳輸技術。這樣一來就在工業現場建立了高可靠性的開放數據通道，可以實現監控系統和各種分布在無人值班變電站簡單傳感器、執行器以及計算機之間的數據交換。再將其與以太網相結合，可以解決存在于大規模監測系統中實時性和可靠性不可互存的矛盾。這給實現遠程監控無人變電站提供了牢固的技術支持。

②客戶/服務器模式。分布式應用程序之間的通信在近些年的網絡通信間得到了非常廣泛的應用。C/S（Client

/Server）結構就是典型的客戶端/服務器結構，兩者之間建立網絡連接就可構成通信網絡。客戶端請求連接的服務器提供服務和信息，另一端的服務器在接受客戶端的請求后作出相應的回應，執行對應的任務后把結果返還給客戶端。由于它們之間公用一套標準，客戶端和服務器總是能在各種不同平臺、和不同的操作系統之間實現網絡互聯。現如今的C/S結構有成熟的界面，并得到了眾多的數據庫和軟件生產商的青睞。除了界面友好交互性強等強勢優點之外，它的結構穩定、很強實時處理數據、并且它的結構簡單明了，把客戶端和服務器各司其職，這也使得它成為遠程監控的通信模式的不二之選。

③遠程測控網絡中的延時處理技術。在遠程監控中，時間延遲的處理也是實現遠程操控系統的關鍵，它能決定整個系統的性能。而對于采用介質訪問控制協議的交換式以太網，可以用兩種方式解決數據延遲問題。一種方法是采用全雙工通信快速交換式以太網，另一種方式就是盡量減小數據通信量，并采用減少信號冗余度來進行數據壓縮。

④網絡數據庫技術。公共對象請求代理CORBA（Common Object Request Broker Architecture）定義了WEB服務器與數據庫服務器的通信接口。應用CORBA所提供的數據庫系統就為在多平臺上進行移植提供了可能性。不僅如此，它的開放性、可重用性和可擴充性，可以使通過網絡獲得的設備狀態和各種監控信息的實時性得到滿足。

⑤網絡安全技術。對無人值班變電站的監控必須滿足網絡安全的要求。這就要求必須實現數據傳輸的安全性、完整性并進行身份驗證，才能保證從變電站傳輸出來的數據不會被第三方竊取，同時能完整無缺的到達應該到達的地方。因此在遠端需要采取數據加密技術、防火墻技術和身份驗證等技術來保證網絡安全。

4 變電站遠程監控的設計

由于變電站也是由眾多部門組成，遠程監控也應分為多個監控子網對不同部門進行監控。整體監控中心和各個監控子網組成分散分布式集控系統，整個系統由分布在變電站各個監控點的監控子網組成。通過光纖通道把各個子網進行星型互聯，整體監控中心負責收集各個監控子網傳送過來的數據信息，并立即對這些數據信息分析并作出相應回應，對遠方的客戶端下達命令，客戶端執行從監控中心傳送來的命令，并繼續對執行這些命令產生的現象實時反饋到各個監控子網，再由整體監控中心收集數據信息的循環過程，從而實現了從遠端對變電站進行實時監控的功能。

而其中每個監控子網都是由若干遠方站，一個監控中心和若干個客戶端組成。遠方站分布在無人值班變電站，負責變電站的數據信息的采集和簡單處理，再通過網絡將其采集到的視頻或音頻傳送到監控中心。監控子網中負責采集從眾多遠方站發送來的多媒體信息，并對遠方站和客戶端進行命令控制。整個系統層次分明，有機組成了一個整體。

5 結 語

合理利用對變電站的遠程監控能使變電站的電力資源的生產和分配、應用、調度都能達到最優化的水平，并及時消除安全隱患以及人為的不確定因素，提高系統安全運行的可靠性，增加企業效率使其在競爭中利于不敗之地。

根據遠程監控技術對無人值班變電站的應用，可以把遠程監控運用在更多的條件惡劣或者不方便現場管理的地方。這樣就可以實現把工業生產過程的監控信息與Internet的完美的接軌。根據所監控到的信息和運行狀況進行控制，創造更大的社會價值和經濟價值，實現全國更多地方的現代化管理。與時俱進，及時學習和更新最新技術，才能不斷滿足人們對精神文化和物質文化的愈來愈多的高質量需求。

參考文獻：

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