電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

姜芊宇

摘要：電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中用途很大，只需要少量投資，就能夠提高供配電系統(tǒng)的安全性、可靠性，并提高其自動化水平。電力監(jiān)控系統(tǒng)可以減少人力投入，可以迅速發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)切除與恢復(fù)，優(yōu)化了用電管理。確保電力使用安全可靠、經(jīng)濟(jì)、潔凈。本文將從分析電力監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)出發(fā)，分析在供配電設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；供配電設(shè)計(jì)；應(yīng)用

國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展加速，電力需求量不斷上漲，當(dāng)下供配電設(shè)計(jì)則面臨著發(fā)展的新挑戰(zhàn)與機(jī)遇。當(dāng)下社會需要供電單位與用戶提高效率、降低運(yùn)營成本以及減少損失，電力監(jiān)控系統(tǒng)作為供配電設(shè)計(jì)當(dāng)中重要的組成部分。可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理高效化、節(jié)約電力運(yùn)營的成本。國內(nèi)科技與生產(chǎn)力不斷提升，為了不斷優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，應(yīng)該重視電力監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)研究，不斷創(chuàng)新，使得電力監(jiān)控系統(tǒng)充分發(fā)揮重要作用。

一、電力監(jiān)控系統(tǒng)定義與特點(diǎn)

電力監(jiān)控系統(tǒng)需要計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備以及測控單元作為基本的工具，有效幫助變配電系統(tǒng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，檢測開關(guān)狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可以與檢測、控制設(shè)備形成任意復(fù)雜監(jiān)控系統(tǒng)，在變配電監(jiān)控過程中發(fā)揮重要作用。降低了企業(yè)運(yùn)作成本，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并恢復(fù)故障，提高生產(chǎn)效率，提高安全性。除此之外，將其與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合使用，可以讓相關(guān)工作人員及時(shí)接收到信息，可以減少值班人員的數(shù)量，提高工作效率。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件模塊化，硬件同時(shí)實(shí)現(xiàn)模塊化與智能化，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來完成軟、硬件的設(shè)計(jì)，大大提高了可靠性。電力監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)概括如下：其一，整個(gè)系統(tǒng)的ICU與RTU都是由16位的微機(jī)組成，這種集散型的監(jiān)控系統(tǒng)，通常速度較快、實(shí)時(shí)且同機(jī)種通訊比較穩(wěn)定可靠。其二， ICU自帶CPU，采集的周期較短、實(shí)時(shí)、系統(tǒng)冗余度較高、通訊幀數(shù)少，避免出現(xiàn)大量通訊誤碼。其三，各系統(tǒng)具有獨(dú)立性，工作中不會相互干擾，實(shí)現(xiàn)了控制的硬件系統(tǒng)模塊化，如果采用總線方式還能夠節(jié)省纜線與工程的費(fèi)用。最后，子系統(tǒng)逐漸實(shí)現(xiàn)模塊化，大大提高了整體系統(tǒng)的安全性與可靠性。

二、電力監(jiān)控系統(tǒng)功能分析

（一）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(jì)量采集三個(gè)方面。這其中，隔離開關(guān)狀態(tài)、運(yùn)行報(bào)警信號、斷路器狀態(tài)以及斷電保護(hù)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(shí)，利用機(jī)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(jì)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(shí)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(shí)，還能有效快捷的解決供配電過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況。

（二）記錄功能。記錄功能包括時(shí)間順序的記錄和故障記錄兩方面。其中，時(shí)間順序記錄模式，可以有效的記錄供配電各個(gè)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(shí)，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(fèi)力去查找故障點(diǎn)的時(shí)間，同時(shí)，根據(jù)保存的數(shù)據(jù)，還能有效的采取應(yīng)對措施。

（三）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(yùn)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(yùn)行狀況，進(jìn)行不間斷的監(jiān)視，以便在發(fā)生供配電故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。

（四）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(jì)算機(jī)對隔離開關(guān)和斷路器進(jìn)行分、合閘操作。比如說在供電過程中，操作斷路器時(shí)，可遠(yuǎn)程控制自動重合閘；根據(jù)采集到的實(shí)時(shí)的信息，還可以實(shí)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(shí)間。

三、電子監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面。首先，現(xiàn)場層的主要目的就是對運(yùn)行中的配電系統(tǒng)各類運(yùn)行參數(shù)做好測量與采集，同時(shí)將獲取的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)。選擇適用的設(shè)備在現(xiàn)場電纜分接箱內(nèi)裝設(shè)。并且各類設(shè)備應(yīng)該在不依賴于主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行情況下，可以保持互相獨(dú)立來完成各自功能。所以，可以通過現(xiàn)場總線將各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到中間層來完成數(shù)據(jù)處理，且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)來完成相應(yīng)操作。

其次就是主控層，一般狀況下，電力監(jiān)控系統(tǒng)主控層往往處于中控室或者是值班室，同時(shí)還需要配備計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等高性能設(shè)備。所以，在主控計(jì)算機(jī)上安裝相關(guān)的電力監(jiān)控軟件，同時(shí)根據(jù)安裝軟件實(shí)行人機(jī)界面與各種管理功能，從而實(shí)時(shí)對整個(gè)箱式配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

（二）網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì)。因?yàn)殡娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)基本都依賴于現(xiàn)場的總線技術(shù)，同時(shí)對電網(wǎng)完成逐一控制管理的。在實(shí)際運(yùn)行過程中，也可以將其掛接到總線上，使用智能設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如此，簡單方便的組網(wǎng)方案不僅成本較低，還可以有效解決傳輸現(xiàn)場的只能健康設(shè)備所獲取的數(shù)據(jù)信息。進(jìn)而可以準(zhǔn)確及時(shí)傳達(dá)相關(guān)操作命令，確保有效實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)控功能。

1、針對分散型的大系統(tǒng)，因?yàn)殡娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場的智能監(jiān)控設(shè)備很多，往往分布較散。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該首先將現(xiàn)場總線上都接入現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備，再將監(jiān)控系統(tǒng)各條總線分別接入網(wǎng)關(guān)來完成設(shè)計(jì)。

2、針對較為集中的小系統(tǒng)，與那些設(shè)計(jì)分散的大系統(tǒng)的配置方式不同，由于它的現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備比較少但是分布集中，這樣就決定了在設(shè)計(jì)小系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該將全部智能設(shè)備連接于一條總線上，再通過接口轉(zhuǎn)換器直接與監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3、針對有多個(gè)子變電站的大型系統(tǒng)，因?yàn)殡娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)相對較復(fù)雜，所以，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注重提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，可以在每個(gè)子站都配置一臺監(jiān)控主機(jī)，保證供配電系統(tǒng)中各項(xiàng)信號數(shù)據(jù)都完整。同時(shí)，該主機(jī)還對現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行管理維護(hù)以及對站內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，此時(shí)只需將一些必要的信息發(fā)送給遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心主機(jī)，監(jiān)控中心主機(jī)再根據(jù)反饋的信息進(jìn)行相應(yīng)的授權(quán)操作，這樣，將會大大提高了電力監(jiān)控系統(tǒng)效率和可靠性，并提供配電設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

四、結(jié)語

因?yàn)楝F(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備所采集數(shù)據(jù)與監(jiān)控機(jī)下達(dá)命令都需要網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行傳輸?shù)摹Ｋ裕瑧?yīng)該按照不同系統(tǒng)，設(shè)計(jì)適用的組網(wǎng)方式，確保數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確、快速傳輸。設(shè)計(jì)過程中，需要按照企業(yè)需求以及負(fù)荷情況綜合考慮，選擇最合理的智能監(jiān)控設(shè)備。監(jiān)控組態(tài)軟件中應(yīng)該包括通信、繪圖、編輯、報(bào)警、實(shí)時(shí)以及身份校驗(yàn)等功能。確保系統(tǒng)操作人員可以在使用基于組態(tài)軟件開發(fā)出來的人機(jī)界面，更方便直觀地掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可以及時(shí)準(zhǔn)確地下達(dá)操作命令。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張冰，許立國. 淺析供配電設(shè)計(jì)中電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用[J]. 黑龍江科技信息. 2011（07）

[2] 李洪春. 電力監(jiān)控在住宅小區(qū)供配電中的應(yīng)用[J]. 科技信息. 2006（10）

[3] 崔振華. 淺談無功補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 今日科苑. 2009（08）

[4] 張成虎. 混沌現(xiàn)象對電力系統(tǒng)中的影響與應(yīng)用[J]. 科技資訊. 2008（12）

[5]黃國慶. 淺談供配電設(shè)計(jì)及電力監(jiān)控[J]. 科技資訊， 2009，（09）

[6]周世明. 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2009，（23）

[7]林海雪；現(xiàn)代社會對供電電能質(zhì)量的要求[N]；中國電子報(bào)；2003年