供配電設計及電力監(jiān)控探討

徐鵬飛

摘要：隨著各大公司的快速發(fā)展，對電能的需求量也越來越大，所以電力公司對供電系統(tǒng)的安全和可靠性的要求也越來越高，電力公司對原有的供配電系統(tǒng)的設計也更加的重視，在設計的時候既要控制成本，又要提高系統(tǒng)的運行效率，確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠。在此背景下，電力監(jiān)控技術在供配電系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，使得電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性也隨之提高。

關鍵詞：供配電設計;電力監(jiān)控;應用要點

前言

隨著科技的進步，電力系統(tǒng)的生產(chǎn)力得到了極大的提升，電力供應的質(zhì)量也隨之提升。但是，在這樣的情況下，發(fā)電和運行費用所占的比重也開始大幅上升。因此，提高發(fā)電效率、降低發(fā)電成本已經(jīng)是一個迫切需要解決的問題。因此，合理的供配電系統(tǒng)設計以及對電能進行有效監(jiān)控，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵，進而本文對其相關內(nèi)容進行了探討，希望能對相關工作人員的工作提供幫助。

一、相關概述

（一）供配電系統(tǒng)的設計

一是要求設計人員必須具有一定的專業(yè)知識和設計經(jīng)驗，并且必須嚴格遵守設計規(guī)程，保證設計的科學性;二是在進行實際設計時，首先要對目標單位進行詳細的工程調(diào)查，充分了解電力項目的實際情況，然后根據(jù)設計的可靠性原理，進行定量的分析，最終達到最優(yōu)的方案。通過具體的設計流程，我們可以看到，供配電系統(tǒng)的設計對于整個電力工程的發(fā)展有著重大的意義，而將電力監(jiān)控納入到設計計劃中，可以更好的提升供配電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定與安全。下圖為供配電系統(tǒng)簡介圖。

（二）電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本概述

電力監(jiān)控系統(tǒng)是一個集成的系統(tǒng)，它可以收集各種運行中的各種數(shù)據(jù)，并與供配電系統(tǒng)進行信息的交換，從而使得供電系統(tǒng)達到穩(wěn)定、安全運行。隨著信息技術、大數(shù)據(jù)技術和智能化自動化技術的融合，電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍進一步擴大，不但可以存儲數(shù)據(jù)，還可以完成故障報警、網(wǎng)絡通信、身份認證等多種功能，并與供配電系統(tǒng)相結(jié)合，使其具有更高的系統(tǒng)性能。通過對電網(wǎng)的監(jiān)測，可以迅速地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的各種安全隱患、故障，并對其進行預警，通過檢修人員進行檢查和維護，以減少電網(wǎng)的損耗;同時，該系統(tǒng)還可以有效地將供配電系統(tǒng)和相關的系統(tǒng)進行有效的聯(lián)系，從而實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)、信息、控制指令等的控制[1]。

（三）電力監(jiān)控系統(tǒng)的特性

由于電力監(jiān)控系統(tǒng)自身的高穩(wěn)定性，為供配電系統(tǒng)的設計提供了有效的保障。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種嵌入式的，它可以對外部的信號進行自動屏蔽，從而保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全，且具有以下特性。一是穩(wěn)定的優(yōu)點。由于電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種嵌入式的，因此它具有很高的穩(wěn)定性。尤其是在模擬和壓縮的時候，它可以將監(jiān)測到的信息穩(wěn)定地傳輸出去，從而對外部的干擾信號進行屏蔽。通過對監(jiān)控結(jié)果的分析可以看出，大多數(shù)的監(jiān)控數(shù)據(jù)都是由晶片構(gòu)成的，其頻率較高，可以有效地保護運行信息。二是高保密性。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的整體運營中，一般都要建立獨立的IP。在系統(tǒng)的運行中，工作人員可以通過IP來實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，從而防止系統(tǒng)的信息泄露，使電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)得到保密。

二、電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用

（一）網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的選擇要點

一是星型結(jié)構(gòu)。它是最早出現(xiàn)的一種連接形式，被廣泛地用于網(wǎng)絡拓撲結(jié)果的設計之中。在星型網(wǎng)絡中，任何一個節(jié)點之間的通訊都要通過一個中心節(jié)點來進行，這就要求中心節(jié)點要與整個網(wǎng)絡中的所有節(jié)點相連通，這樣就會增加網(wǎng)絡的建造費用，所以為了方便集中連線，星型網(wǎng)絡的中心節(jié)點通常采用交換機。盡管集中式星型網(wǎng)絡具有易于控制、低延遲、低誤差等優(yōu)點，但是它需要確保高可靠、穩(wěn)定的核心系統(tǒng)，否則會對整個網(wǎng)絡造成嚴重的影響。二是樹型結(jié)構(gòu)。這是一種分層集中控制的網(wǎng)絡，相對于上面所述的星型結(jié)構(gòu)，樹狀結(jié)構(gòu)的總通信線總長度要短，因此可以減少前期的投資，在分層的情況下增加了節(jié)點的擴展，同時也為網(wǎng)絡的擴展提供了便利。三是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在這樣的網(wǎng)絡拓撲中，每個節(jié)點都是由一條線路相連的，每個節(jié)點都會與另外兩個節(jié)點相連，這樣的話雖然造價昂貴，但可靠性卻是其他網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)所不能比擬的。由于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)具有較多的可供設計的通路，因此可以避免碰撞和堵塞等問題，即使出現(xiàn)局部故障，也不會影響到整個網(wǎng)絡的正常工作。

（二）數(shù)據(jù)采集模塊設計

對于供配電設計而言，電力監(jiān)控系統(tǒng)從電網(wǎng)中獲取的信息就顯得格外的關鍵，一切的監(jiān)控工作都要依靠這些信息來進行，換句話說，這些數(shù)據(jù)是促使電力監(jiān)控系統(tǒng)運行的基礎，一旦失去了這些數(shù)據(jù)，整個電網(wǎng)就會癱瘓，從而對供電設施產(chǎn)生影響。對有關設備進行供配電環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測與管理是其基本目標，而對其進行相應的數(shù)據(jù)收集是其關鍵環(huán)節(jié)，為了保證其完整、有效，必須對其進行合理的設計。由于接收到的數(shù)據(jù)都是仿真的，所以需要通過A/D變換把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，供監(jiān)視者使用。在此模塊中，除了A/D變換器以外，還要考慮多路開關、放大器和采樣保持器等元件的選擇[2]。

（三）網(wǎng)絡方案的設計思路

在基于電力監(jiān)控系統(tǒng)的供配電設計中，網(wǎng)絡方案的設計是非常關鍵的，它不僅決定了電網(wǎng)的運行效率，而且還會影響到電網(wǎng)的運營費用。因此，在網(wǎng)絡方案規(guī)劃中要確保其科學性和合理性。在具體的設計中，要把網(wǎng)絡的安全和穩(wěn)定性作為第一要素，并以此為依據(jù)，從效率和成本兩個方面進行設計。一是整合線路。為了克服這種情況監(jiān)控設備的數(shù)量較多導致的控制難度問題，可以將現(xiàn)場的各部分設備合并成一條整體的總線，并將總線路與主計算機相連，通過網(wǎng)絡將各部分的數(shù)據(jù)傳送到主計算機上，通過計算機進行數(shù)據(jù)的處理和分析，達到對設備進行智能的控制。二是按規(guī)模大小進行控制。在小型的電路系統(tǒng)中，可以采用分立的監(jiān)測主機進行數(shù)據(jù)傳輸和設備的集成;大型線路的供電和分配裝置比較多，采用單個的監(jiān)測主機難以完成整體的控制，因此可以在各個分站之間安裝一臺獨立的監(jiān)測主控臺，以監(jiān)測和實時地收集各分站的數(shù)據(jù)，并將收集到的信息傳送至各供電局，從而達到遙控供電和分配裝置的目的。

（四）人機交互的應用

人機交互是電力監(jiān)控系統(tǒng)智能編程的一種有效擴展，它可以建立一個更加方便、全面、清晰的操作界面，以供配電系統(tǒng)為中心，可以實時地反饋各種運行情況，再加上智能控制可以隨時查看電力設備的運行狀況，方便用戶的設計和管理;可視化接口的設計還可以使網(wǎng)絡互聯(lián)，既可以對數(shù)據(jù)進行實時更新，又可以保證網(wǎng)絡的正常通信，可以直觀地反映目前的電網(wǎng)和電子設備的運行狀況，縮短設備和用戶的距離，方便對系統(tǒng)進行監(jiān)控。

（五）權(quán)限管理的應用

加強權(quán)限管理能夠全面地保證供配電設計的信息安全，并改善它們的安全性和嚴密性。在具體的應用中，可以設置供配電系統(tǒng)的多種運行權(quán)限，對不同的電力系統(tǒng)進行加密、保護，并能實行分級管理，各個運行管理者都有相應的數(shù)據(jù)應用程序，防止信息泄漏。且在保證電力系統(tǒng)安全的前提下，設計者和一般用戶可以在不影響企業(yè)內(nèi)部信息的前提下，根據(jù)實際工作需求獲取相應的信息。另外，這個監(jiān)視應用也會建立一個系統(tǒng)的后臺工作程式。當供配電網(wǎng)設計中發(fā)生突發(fā)事件時，設計者應當發(fā)出資料安全預警，以便員工可以利用后臺軟件直接訪問有關系統(tǒng)，并即時進行供配電數(shù)據(jù)資料的調(diào)整與維修，以防數(shù)據(jù)資料被偷盜或意外遺失[3]。

三、結(jié)語

綜上所述，在供配電設計中，實施電力監(jiān)控系統(tǒng)是保證中國電網(wǎng)安全運行的關鍵。為此，在供配電系統(tǒng)的設計中應充分落實對電力監(jiān)控，以促進我國電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

[1]李國慶，胡杭華，陳鵬.供配電設計及電力監(jiān)控探討[J].科學技術創(chuàng)新，2018（10）：19-20.

[2]余慶林.供配電設計及電力監(jiān)控探討[J].低碳世界，2017（22）：92-93.

[3]麥群毅.供配電設計及電力監(jiān)控探討[J].數(shù)字化用戶，2018，24（28）：109.