電力自動化系統智能保護測控設備的設計與開發

劉洪

摘要：在當今這個快速發展的電力大數據時代，電網企業運營管理區域間發展不平衡，傳統的電網運營管理方式數據可視化程度較低、分析深度和廣度不夠且分析結果不夠準確等問題日益突出。本文針對這些問題提出了基于GIS技術的電網人資域運營管控平臺，將 GIS技術與電網人資域指標監控管理進行有機結合，對指標數據進行空間可視化、空間分析、預警報警以及預測分析，實現了電網人資域指標數據的全方位動態監控和資源的合理配置，有效降低企業運營風險，提升電網企業人力資源管理水平。

關鍵詞：電力;自動化系統;智能保護;測控設備;設計開發

引言

現如今我國一方面在大力的支持電力生產側節能減排的環保作用，并且也是限制了一部分電力系統的電能輸出。另外一方面為了能夠滿足市場的電力需要，從而大量進行電力生產項目的建設，這樣也為電力系統的設計帶來了較大的困難。所以在整個電力系統進行建設的過程中，必須要對電力的需求和供電工給作出深入的調查分析，為電力工程的建設提供出相應的參考，更好的保障電力工程建設得到電力系統的大力配合。

1電力監控系統概述

電力監控系統是用于監視并控制電力生產與供應過程的，以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具的一套固定化系統。在廣播電視行業中，電力監控系統的應用具有重要的作用。隨著現代計算機信息技術的更新換代及廣泛應用，為了保證廣播電視節目的順利、安全播出，管理者已經不再滿足于在固定的監控中心監控變配電現場的運行工況，開始基于計算機及網絡技術的業務系統及智能設備，以及作為基礎支撐的通信及數據網絡等的運行，對供配電系統進行實時數據采集、開關狀態監測及遠程控制。該系統主要由現場監控層、通訊網絡層以及系統管理層三部分構成。其中現場監控層主要是對整個配電系統進行監視控制并將實時采集的導數據利用通訊傳輸層傳遞給系統管理層; 通訊網絡層則是以以太網為基礎的通信網絡，是電力監控系統中最重要的傳輸工作層，起到連接監控層和管理層的作用; 系統管理層則是由計算機、網絡通信設備構成的。主要用于分析研究接受到的數據信息，并借助相應的軟件判斷配電系統行為是否正確，如果發現失誤的地方，會及時進行分析，制定出解決的辦法，并傳輸給監控層及時解決問題。

2電力客戶流量數據分布式采集和特征分析

數據的分布式采集和存儲結構模型為了實現對電力客戶流量數據實時監測方法優化設計，首先采用多分布的傳感信息采集方法建立電力客戶流量數據檢測模型，結合大數據分布式挖掘和特征序列重組方法，進行電力客戶流量數據分布式采集和數據信息采樣，對電力客戶流量數據分布式采集是采用無線 ZigBee 組網協議構造，在互聯網結構體系下進行電力客戶流量數據的傳感器信息組網，構建電力客戶流量數據實時監測的無線傳感器網絡模型，采用電流計和電壓計進行電力客戶流量數據的原始數據采集，對采集的電力客戶流量數據通過本地數據庫和云數據存儲庫進行分布式存儲和信息處理。根據上述分析，構建電力客戶流量數據分布式采集和信息存儲[1]。

3設計應用分析

3.1做好電源工程的規劃設計

一是為地方電源，比如企業自有的太陽能電站等發電的設施; 二是統籌電源，主要是指參與到電網系統電力供應的每一個發電廠。在不同的電源出力情況進行統計分析后，對其電源工程進行合理的規劃，確定出分區供電的實際方位，從而保證其當地的電力供需可以得到平衡。電源工程在選址的過程中需要對區域變電站的選擇引起重視，區域變電站需要盡可能的接近電力網絡中，所選擇的地勢要高，并且平坦方便交通運輸，同時也要在一定程度上考慮對臨近設施帶來的影響。

3.2做好電力負荷的預測分析

對于電力負荷預測而言，主要作為電力系統進行規劃的過程中，有效預防電力供應不平衡的一個重要前提，只有弄清楚當地的電力負荷情況以及電力供應的實際情況，才能夠使其電力系統的規劃有的放矢。電力負荷的預測在應用的過程中，通常情況下是采用大用戶調查的方法對十年之內的電力需求和供應作出科學合理的預測，對其影響電力工程負面的因素作出及時的排查，這樣可以可以對其電力系統進行提前的規劃設計。此外還需要對電力系統的短期運行情況，特別是夏季用電高峰期以及低谷的情況進行合理的排查，對其電力進行統籌的分配規劃，避免因為電網電力的供應波動從而出現不穩定方面的問題。此外電量測量的方法能夠使用產量單耗的方法以及產值單耗的方法或者是用電水平的方法，這樣可以有效的計算出農業區以及居民區和校區等用電的水平，但需要注意是，要對規劃單位的建筑面積負荷指標引起足夠的重視，在進行實際規劃的過程中，必須要對電力的負荷密度系數引起足夠的重視[2]。

3.3系統設計

系統框架設計本系統基于南方電網公司數據中心平臺建設，數據來源于數據中心推送的人力資源管理系統報表數據項。系統采用傳統的 MVC多層架構設計理念，View主要是對用戶界面的展示，包括首頁指標數據可視化、結構分析、趨勢分析和對標分析等頁面;Controller控制器主要負責前后端的交互、業務流程的控制、響應和分發前端發起的請求等;Model主要是對數據庫進行操作，處理業務邏輯，接收視圖請求數據并返回處理結果，系統框架如圖1所示。本系統在前端展現上采用B/S模式的瘦客戶端，使用Java語言編寫后臺業務邏輯層，使用業界主流 Oracle作為數據庫，令系統穩定高效運行。

3.4數據庫設計

本系統根據人資域運營管理中的實際業務需求，以數據指標為中心，按照業務流程、業務目標進行全面的分析和抽象，逐步向外擴展，生成其他邏輯概念結構，最終生成全網公司統一的人資域運營管控數據模型，其中核心的指標庫表如表1所示。該數據模型滿足了全公司人資運營管控業務需求及集約化管理要求，形成全公司統一的數據標準，進而實現公司人資域運 營 管 控 數 據 的 標 準 化、規 范 化 和 透 明共享[3]。

3.5配電系統智能化電力監控系統的設計

本系統的軟件和硬件全部實現模塊化，且硬件全部實現智能化，在選擇時都采用了工業級標準，具有極高的可靠性。此外，整個系統的 ICU 與 RTU 全部是由 16 位微機所組成的，形成一個集散型的監控系統。在廣播電視節目播出的過程中運用這套系統監控低壓配電系統，能快速而準確地采集相應的數據，并迅速將采集到的信息數據傳輸到處理中心，然后借助模塊化的硬件系統控制各個子系統的穩定運行，使其能夠獨立工作。此外，本系統在信息權限上也實施了分級操作，采用分層管理的方式，既滿足不同層級用戶的特殊信息需求，還能提高整個系統的安全性，避免在信息傳輸的過程中，出現高層級關鍵信息被泄露的情況。而且，這樣分層級管理的模式，還能方面供配電工作人員利用監控系統進行后臺操作進行信息的整改[4]。

結束語

綜上所述，電力系統的規劃主要是作為電力工程設計過程中的重要內容，并且已經是受到了較多的關注，所以相關人員必須要結合具體的電源分布和電氣計算等因素，充分的結合技術創新以及管理創新，進一步保證其設計方案的安全性以及實用性和經濟性，在一定程度上促進其經濟和電力行業的跨越式發展。

參考文獻：

[1]丁義飛，張皎.電氣自動化控制技術在電力系統中的應用[J].石化技術，2020，27（03）：183-184.

[2]岳良科.電氣自動化技術在船舶機械設備中的應用[J].南方農機，2020，51（06）：191.

[3]劉爽.智能技術在電力自動化中的應用研究[J].工程建設與設計，2020（06）：277-278.

[4]張宇.電氣工程及其自動化的智能化技術應用體會[J].科技風，2020（09）：42.