智能配電網數據采集集成平臺設計的思考

摘 要：在傳統的電力系統研究中，進行數據采集都采用SCADA系統，該系統在實際運用過程中收集的信息是不全面的。本文主要對智能配電網數據的采集與集成進行分析，詳細分析數據的采集模塊，不斷提高配電網數據采集與集成平臺設計的科學性、智能性、可靠性。

關鍵詞：智能配電網 數據采集

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0014-02

電力信息技術在近年來得到不斷的發展壯大，人們在數據采集方面投入更多的精力。隨著信息采集領域研究的深入發展，相關的電力采集系統與電力采集部門也隨之建立。智能配電網數據采集集成平臺已得到越來越多的重視，很多企業在電力系統方面形成很多經驗，電力企業的配電與數據采集領域已初具規模，為了考慮不同部門與不同層次群眾對于信息與數據的需求，需要從全局考慮進行統籌優化，統一建設，系統規模要同數據信息的需求相適應，在企業內部提倡精細化的管理。智能配電網的數據平臺建立是按照國家制定標準，形成一套有效的數據傳輸、控制與計算的系統，電力企業在電網建設中，不斷形成綜合統一的供電側、購電側、售電側的收集數據電網平臺，加強數據的采集能力與平臺的建設能力，提高智能配電網平臺設計的技術。

1 智能配電網數據采集平臺的基本模塊

分析SCADA的基本功能模塊，不同的區域之間，由于規模與用電范圍存在著一系列差異，因此，調度電網的規模與范圍也存在著差異，而數據采集與監控系統確是不同范圍與規模的電網調度所必須具備的功能結構，SCADA具有其基本的功能結構，主要分為以下幾個模塊。

1.1 數據的采集與傳輸模塊

數據采集功能是由多個模塊、多個系統共同完成的一個部分，RTU在數據采集中發揮著重要的作用，RTU對已經生成的數據進行必要的處理，讓這些處理得以適應數據通道的需要，經一些有效的傳輸通道，數據傳輸至主站，主站計算機系統在此時發揮作用，主站的計算機系統根據數據變化及數據的相關性將數據轉換為工程量，這些經轉換成工程量的數據被提供給供人機之間相互聯系的子系統，然后在經子系統輸送給調度的運行人員。數據采集與監控系統所采集的數據主要是遠方數據中的脈沖量、數字量與模擬量的數據，這些數據也可稱為電度量、遙信量與遙測量。分析不同類別的數據類型所含有的內容，模擬量的數據主要是由關于電流、電壓、無功功率的相關數據組成，RTU在一個相當短的周期內對這些模擬量的數據進行掃描，如果出現部分量的檢測值與之前存在檢測值之間的差超過一定的范圍，則新的量會被發送至主站。遙信量的主要內容為保護、隔離開關等狀態的信息，利用RTU進行檢測，一旦發現遙信量出現變化時，這些存在的新的值就被發送至主站。人們通常檢測的脈沖量是指由脈沖的電度表量測到的電度量，這些量測的脈沖量發送至主站時需要對其進行累加，保證電度量是在可用的范圍內。整個系統需要對刀閘、遙控的開關進行相應的遙控操作，及時進行操作，并對生成的內容進行記錄。

1.2 歷史數據存儲與事故追憶功能

SCADA必須要具備一個功能，那就是事故的追憶功能，這種事故追憶功能是當事故發生時，調度員能夠及時了解事故發生前后存在的電網事件序列。及時了解電網事故的相關內容還包括了解電網在發生事故前后的一段時間內，出現的指定計算量與模量量的值，這些值用以列表的形式顯示出來。啟動信號是經過時實采集的狀態量與模擬量，可用于狀態量與模擬量的計算。在實時數據庫中，所有的數據都可以被保存至歷史數據庫中，這些數據大多是一些電度量與遙測量。在人機對話環境中，存在著歷史數據檢索功能，這些檢索功能主要對數據庫中的歷史數據進行一些列的操作與管理。針對事件數據的檢索，可以按照時間與名稱進行相應的檢索。

1.3 報表功能與特殊運算功能

日常統計離不開報表這一功能，因此，報表功能在統計中占據著重要作用，SCADA系統一般都具較強統計功能，也就是具有較強的報表功能，這一報表功能能有效的進行歷史數據的提取，對歷史數據庫中的數據內容進行提取，報表系統出了使用系統中常見的提供的計算公式外，還可以使用自己自制的計算公式進行相關數據的計算，對報表數據進行維護，主要包括對數據的修改、制作以及權限的規定。對重要的數據進行有效性的修改與規定之后，用戶可以較為方便的定義各種統計報表，對供電設備的可靠性等內容進行分析。部分數據不可通過直接測量得到，這時就需要利用數據收集與監控系統的特殊運算功能，對不容易直接測量得到的數據進行特殊運算，運用某種數學運算模式，采用直接采集得到的數據，利用公式與這些數據計算一些采集不到的數據，計算這些數據的目的是為了彌補測量系統的不足之處，用以滿足電網調度的需要。系統的特殊運算功能，主要針對的是歷史數據與實時數據的計算功能，計算機或計算設備啟用相應的計算功能時有一定的速率，這個速率是可以進行調整的，采用特殊運算功能時，采用一些邏輯判斷、四則運算進行計算。特殊運算功能有效的擴充了采集數據的規模，為全系統提供了較為完整的數據，以此來適應電力系統調度與正常運行的需要。

2 智能配電網數據采集集成平臺設計

2.1 智能配電網數據采集集成平臺設計的主要內容

智能配電網數據采集集成平臺這個系統必須具備面向對象化的特點，依靠有效的面向對象的技術，進行分層、分組設計，不斷提高通信設備類庫設計的可擴展性與開放性，針對于整個系統與程序的設計流程，保證系統任務與分流機制得以有效實現。智能化的數據采集模塊，所處理的是以下來源的數據，包括開關站、柱上開關、變電站的數據，這些數據又指示遙測、電度量、遙信等數據類型，針對不同來源的數據，進行不同的分析處理。系統可運用一些有效的接口對活出的數據進行及時的處理，通過相應的系統接口獲取其他來源的數據信息。電量數據采集在整個智能配電網系統中占據著重要地位，電量數據采集終端可能以多種類型的形式呈現，采集的終端可實現對電壓、瞬間的功率、無電功能等進行實時的采集。近年來，通信網絡也有日益成熟的趨勢，計算機與通信技術在智能配電網數據采集系統中的應用也越來越廣，不斷實現控制化系統的平衡，提升數據采集能力，是系統平臺設計的目標。

2.2 變電站監控系統對數據的處理

變電站監控系統能及時有效的對數據進行收集與處理，監控子系統由兩套相互備用的前置處理機組成，這些前置處理設備包括處理服務器、通信接板口等內容，運用這些設配能有效進行數據的采集，使用網絡交換機主要用于連接網絡型的配電終端的設備。實施監控子系統用于數據的處理、監控、發送等內容，針對數據的變化與數據來源的不同，準實時監控子系統對數據進行采集，能為客戶端提供一個較為及時的對局處理平臺，對撥號呼叫、短消息等進行處理，實現有效的數據采集與事件報警的功能。一旦電力系統發生一些故障或受到擾動時，存在的繼電保護裝置便能有效的記錄大量的信息，對這些信息進行有效的保護，安全自動裝置并能有效的分析事故發生的原因，對事故原因進行分析，輔助調度員進行數據處理，提高數據整體的安全性與有效性。

3 結語

在現代化的電力系統運行與建設過程中，離不開收集數據與對數據進行的相關處理，數據的真實性、有效性、實時性對于電力系統運行與管理意義重大，運用智能配電網數據收集與采集平臺，對于整個電力系統與電力企業來說都具有至關重要的作用。

參考文獻

[1]胡毅.輸電線路運行故障分析與防治[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2]張殿生.電力工程高壓送電線路設計手冊[M].北京：中國電力出版社，2003.

[3]李亞樓，周孝信，林集明，等.2008年 IEEE PES學術會議新能源發電部分綜述[J].電網技術，2008，32（20）：1-7.