智能化變電站輔助設施集控平臺的設計

摘要：變電站提供充足電力能源的主要場所，需要經過系統改進，才能有效滿足當前社會對電力能源的海量需求。基于此，針對智能變電站輔助設施集控平臺的設計展開探討與分析，結合其設計思路與功能架構、網絡架構的設計方案，分別從報文格式與數據庫、子站監控軟件、主站遠程監控軟件，以及智能終端App等方面，有效解決傳輸效率低、穩定性差和缺少統一標準等問題，有效實現變電站輔助設施的智能化集控目標。

關鍵詞：智能化變電站輔助設施集控平臺設計

中圖分類號：TP212

DesignofanIntelligentCentralizedControlPlatformfortheAuxiliaryFacilityofSubstations

GAOZhijun

CaofeidianPortGroupCo.，Ltd.，Tangshan，HebeiProvince，063200China

Abstract：Asubstationsisamainplacethatprovidessufficientelectricalenergy，anditneedstobesystematicallyimprovedtoeffectivelymeetthemassivedemandforelectricalenergyincurrentsociety.Basedonthis，thisarticleexploresandanalyzesthedesignofanintelligentcentralizedcontrolplatformfortheauxiliaryfacilitiesofsubstations.Combinedwithitsdesignideasandthedesignplanofitsfunctionalarchitectureandnetwork architecture，thisarticleeffectivelysolvesproblemssuchaslowtransmissionefficiency，poorstabilityandthelackofunifiedstandardsfromtheaspectsofthemessageformatanddatabase，themonitoringsoftwareofsub-stations，theremotemonitoringsoftwareofmainstationsandtheintelligentterminalAPP，effectivelyachievingthegoalofintelligentcentralizedcontrolfortheauxiliaryfacilitiesofsubstations.

KeyWords：Intelligence;Substation;Auxiliaryfacility;Centralizedcontrolplatform;Design

近幾年，電力系統逐漸向著現代化和智能化等方向發展，而受相關因素的干擾，其輔助設施的監控方面，仍然保持原地踏步的狀態，對變電站的全面智能化轉型目標實現造成明顯阻礙。因此，通過設計出智能化變電站輔助設置集控平臺，將多個不同輔助設施采取集中化統一管理，借助集控平臺的綜合性能，使工作人員可以隨時隨地了解和掌握變電站的實際情況，有效降低人力資源的消耗，推動變電站的長遠健康發展。

1變電站輔助集控平臺設計規劃

1.1輔助設施集控平臺的設計思路

簡單來講，在設計智能化變電站輔助設施集控平臺的過程中，其主要目標是需要解決傳統變電站本身綜合管理效率低、數據傳輸真實性差，以及傳輸標準不統一造成的成本增加等問題。通過對多個具有不同功能的輔助設施進行集中管理，應用數據采集、處理，以及故障預警、運維等措施，切實降低變電站的總體運行成本支出，有效推動變電站綜合管理效率和智能化水平的顯著提升。

因此，在設計智能化變電站輔助設施集控平臺時，一方面需要處理好各類輔助設施的數據采集和處理，真正實現對其相關設備實際運行狀態的動態化實時監控；另一方面，還需要借助集控平臺來完成對智能化變電站各類輔助設施的綜合管控，廣泛收集輔助設施的具體設備參數、實際運行狀態以及未來保養計劃等內容，將其與計算機設備進行有效對接，從而能夠實時發現存在的異常情況，并派遣專業工作人員來進行處理，真正實現對變電站附屬設施使用與維護的統一調度和集中管理。

1.2平臺功能架構設計

在設計現代智能化變電站輔助設施集控平臺的過程中，可以對其采用4層功能架構模式，按照對應信息將清晰劃分為用戶交互、系統交互、業務邏輯和數據層，每一層都具備相應的功能和責任，可以有效滿足智能化變電站輔助設施集控平臺的綜合管控。其中，用戶交互層主要借助UI界面來順利實現對系統可視化監控以及參數設定和數據庫等信息的交互運行，而系統交互層則強調采用配置串口通信和網絡來搭建出與監控終端的傳輸鏈路。

總體監控平臺主要分為集控子站監控機、遠程主站監控機、移動終端監控機等，而監控終端以可視化界面監控、告警及聯動、通信鏈路搭建和數據管理等模塊所共同構成，其中，每個模塊都具備其獨特的功能和責任，以可視化界面監控為例，其需要完成對子站各類信息的實時采集、監控與上傳，其本身作為主要的功能單元，可以對監控畫面、照明單元、變電站的溫室風速等數據的具體狀況，更清晰、直觀地呈現在管理工作人員的監控操作頁面上，進而能夠及時發現異常情況并采取恰當的針對性應對措施。除可視化監控界面之外，其他模塊同樣具備重要的應用效果和價值，例如：利用通信鏈路搭建模塊可以在一定程度上幫助用戶在操作期間配置好對應的通信鏈路，從而順利實現不同監控終端或與智能終端的實時通信與溝通；而最后的數據管理模塊，其主要采用MySQL關系型數據庫，完成對海量用戶信息及操作情況等數據的快速存儲，使用戶可以熟練通過交互界面來完成相應的數據查詢與導出，結合管理員權限，為數據的安全提供可靠保障[1]。

1.3平臺網絡架構設計

考慮到現代智能化變電站的電力系統監控更加注重數據的安全和可靠，在面對傳統網絡通信架構無法滿足輔助設施集控平臺運行通信鏈路需求的情況下，需要對其進行優化更新，采用子站監控機來承擔數據傳輸的重要作用，利用C/S的全新網絡架構，搭配智能總斷輔助設備和遠程、移動監控機等部分，完成智能化變電站輔助設施集控平臺的總體網絡架構設計。在智能化變電站輔助設施集控平臺應用子站監控機的過程中，需要將其作為直接監控端來使用，承載起接收和轉發輔助設施所上傳的相關控制數據，并將其數據處理結果呈現在監控的UI界面中。通過使用自粘監控機來承擔起網絡架構的數據眾數，可以在網絡連接出現異常故障問題時，及時完成對監控系統的全面接管，因而具備更強的拓展性和穩定性。同時，利用互聯網將主站遠程機和移動終端進行有效連接，由于缺少直接的接入設備，因此可以在一定程度上切實保障數據信息的安全性，從而降低對硬件實際性能的具體要求，實現集控平臺成本開銷的顯著減少。而通過應用C/S新型網絡架構來作為集控平臺的遠程主站服務端，可以充分展現出良好的數據存儲與轉發等功能，可以滿足不同監控終端的數據轉接，進而順利實現數據調取效率的顯著增長，極大程度上促進數據傳輸通道使用頻率的有效提升。

2變電站輔助集控平臺設計應用技術

2.1報文格式與系統數據庫設計

由于變電站輔助設施集控平臺的“五遙”，對數據空間和操作流程具有明顯的負面阻礙，因此，為確保數據傳輸具有更高的效率和效能，必然要制定并使用科學高效的數據報文協議。通過將輔助設備的具體類型、設備編號以及數據傳輸靶向等內容充分包含，可以在一定程度上切實提高相關監控數據傳輸的安全性與可靠性，有效避免因數據包遺失而造成的設備參數錯誤等情況，充分利用報文格式來完成對相關數據信息的總體性判斷。

數據庫能夠對變電站輔助設施集成平臺的所有數據進行有效存儲和管理，不僅包含著相關用戶主體信息、操作記錄、終端遙測采集內容，以及異常情況的記錄之外，還涉及各個模塊的實時運行內容。通過做好數據庫系統設計工作，可以通過完整的記錄形式，將智能化變電站輔助設施集控平臺所覆蓋領域的所有數據進行充分記錄與整合，進而為變電站集控平臺的綜合管理，提供良好的支持與助力。系統數據庫在存儲用戶信息的過程中，可以將其劃分為用戶名、工號、密碼以及權限等詳細內容，繼而再結合實際情況對其進行詳細劃分，換言之，其存儲方式與思維導圖較為相似，能夠使管理者更加直觀地掌握其具體的覆蓋范圍，促進智能化變電站輔助設施集控平臺的建設與發展[2]。

2.2集控平臺子站監控軟件設計

在智能化變電站輔助設施集控平臺的設計方案中，子站監控軟件具有重要的作用和地位，通過將子站監控機和對應的輔助設施用串口通信的方式來實現監控數據的有效交互傳輸，同時還能用TCP/IP的方式和集控主站來完成遠程的數據交互，是智能化變電站輔助設施集控平臺中的關鍵系統。在將子站監控機當作銜接和交互各類監控數據的重要樞紐，不僅能夠順利實現對數據流向、轉發處理等情況的有效控制和監測，同時還能在子站自身的監控界面對總體數據變動進行實時呈現，并且利用將控制數據流發送到輔助設備的方式，來實現對終端設備的有效控制。而相關控制數據經過轉接傳輸到輔助設施時，其能夠快速響應并完成對信息報文結果的有效控制，與此同時，子站監控機同樣可以對其進行全面解析和呈現[3]。

換言之，集控子站監控軟件在設計的過程中，需要能夠對輔助設施上行數據的實際傳輸格式進行深入解析和優化處理，并提前去除掉不完整的數據包，要求其重新發放將其補充完整。通過這種全新的數據交互形式，一方面可以對數據信息的傳輸真實性提供可靠支持與保障，另一方面還能最大限度上縮減因數據包失誤而造成的設備誤動作問題和誤監測報告。用戶可以熟練借助交互界面來完成相應的監控行為，為不同用戶的實際需求提供相應的多功能幫助，進而有效促進智能化變電站輔助設施集控平臺的建設與發展，為電力能源的全面轉型，鋪設出堅實的前進道路。

2.3遠程集控主站監控軟件設計

為順利實現遠程主站與子站的有效連接，智能化變電站輔助設施集控平臺通常會采用電力專網的形式，將服務器統一集中在遠程主站上，使其監控端可以具備良好的系統服務器性能，實現系統整體復雜程度和搭建成本的優化降低。同時，為切實提高集控平臺的拓展范圍，可以對主站集控端進行深度開發，使其獲得用戶網絡的綜合配置界面，使用戶能夠在啟動遠程集控端時，以自動化和智能化特點，完成對服務端IP地址和開放端口的遠程設置，進而順利實現子站監控機與移動監控終端與集控主站的有效接入[4]。

另外，遠程集控主站端是借助本地監控機為傳遞介質，來實現對變電站各項輔助設施的實時控制，而具體下發的控制指令則會通過子站來發送到輔助設施上，使遠程集控主站、子站以及變電站的輔助設施等形成良好的完整閉環，可以更加清晰、直觀地將監控數據的上行與控制流程展現在子站中，有效推動智能化變電站輔助設施集控平臺的順利落實與推廣[5]。

2.4智能手機終端App軟件設計

對于當代社會群體而言，智能手機終端是一件日常生活中隨處可見，且逐漸無法完全脫離的重要設備，通過設計變電站輔助設施集控平臺的手機端控制App，憑借手機本身的外在與性能特點，不僅可以隨時隨地攜帶，同時在發布控制指令時也會相對更加簡單、便捷。通過將其接入子站時，其本身所采用的數據交互方式與子站和主站的交互方式具有良好的一致性，也就是說，可以將其擬定為主站，來實現相關數據信息的交互傳遞，而將移動終端接入主站時，其所采用的遠程服務端口，能夠在一定程度上為相關通信數據的傳輸、交流，形成穩定的節點[5]。隨著變電站的智能化和現代化發展，其作為區域刪除電力系統的核心中樞，對相關監控數據的安全性和真實性具有更高的要求和標準。所以，智能手機App通過借助局域網絡的形式，與其對應的監控平臺產生穩定對接，并設置好相應的操作運行權限，使用戶可以在手機上，在完成身份驗證之后，獲取輔助設施運行狀態的監視與管控能力[6]。

3結語

綜上所述，為全面滿足變電站當前階段的具體需求，推動其向著智能化、現代化方向持續發展，需要設計出能夠實現多種輔助設施統一集中監控管理的系統平臺。通過采用C/S的網絡架構通信平臺，再加上應答式數據傳輸方法，有效解決傳輸效率低下，數據真實性、可靠性下降等問題，同時設定好不同子系統的多模態聯動監控，真正減輕硬件電路的數據處理負擔，切實推動變電站智能化目標的順利實現與達成。

參考文獻

[1]周珍珍，顧生杰，孫立軍.智能化變電站輔助設施集控平臺的設計[J].蘭州交通大學學報，2023，42（2）：78-85.

[2]蘆嘉誠.變電站智能輔助監控系統的研究與設計[D].長春：吉林建筑大學，2023.

[3]陳學有，巫偉南，林澤偉，等.基于智能巡檢平臺的變電站高壓室設施智能化實現[J].中國設備工程，2023（9）：32-34.

[4]姚志鵬.新型數字智能變電站監控及巡視系統應用研究[J].電氣技術與經濟，2023（9）：228-230.

[5]王家寶，傅浩，孫瓊，等.變電站輔助設施智能運維管控系統的研發與應用[J].科技通報，2020，36（1）：70-73.

[6]趙鵬飛.基于YOLO算法的變電站安全行為監控輔助系統設計[D].徐州：中國礦業大學，2023.