智能電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現狀及趨勢

摘要:電力系統(tǒng)監(jiān)控技術在我國的研究和應用已經有50多年的歷史。近年來，隨著計算機技術、通訊技術和人工智能技術的快速發(fā)展，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在電力行業(yè)及其他相關行業(yè)得到了越來越廣泛的應用，具有較高的可靠性和連續(xù)性。

關鍵詞:智能電力監(jiān)控;現狀;趨勢

為了保證電力系統(tǒng)的正常運行，我們需要對電力線上的電壓、電流和功率等各種參數進行實時或頻繁的測量和監(jiān)控。同時，隨著科學技術的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)也正在不斷向自動化、無人化方向發(fā)展，因此，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在近年來得到了較快地發(fā)展，具有越來越高的可靠性和連續(xù)性。

一、智能電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷史及現狀

電力系統(tǒng)監(jiān)控技術在我國的研究和應用已經有50多年的歷史。20世紀50年代，對電力系統(tǒng)的監(jiān)控主要是模擬式監(jiān)控，遙測裝置與遙信、遙控分開。遠動裝置使用的元器件主要是電子管、電磁繼電器和繼續(xù)式步進選線器等，工作速度低、容量小、維護工作量大、可靠性差。20世紀60年代，我國研制了以半導體元器件為主的無觸點式的遠動裝置，采用數字式技術將遙測、遙信、遙控和遙調綜合于一體，稱為數字式綜合遠動裝置，其工作性能有了明顯的提高。但這種裝置按布線邏輯方式構成，電路一經確定難以更改，在功能和容量方面受到限制。70年代后期，工程人員在數字式綜合遠動裝置的基礎上研制成功可編程式的遠動裝置，具有適應性強、擴展方便等優(yōu)點。

80年代末，微型計算機的發(fā)展為遠動提供了強有力的技術支持，采用微機使遠動技術進入了一個嶄新的時代，其主要優(yōu)點是適應性強、功能和容量擴展方便、便于通信等優(yōu)點。1987年，清華大學電機工程系研制成功我國第一個變電站綜合自動化系統(tǒng)，在山東威海望島變電站投運。從20世紀80年代中期開始，電力負荷控制系統(tǒng)在我國得到了廣泛的推廣和應用，曾為緩解我國90年代中期以前的電力供需矛盾起了關鍵性的作用。

進入21世紀以來，隨著計算機技術、通訊技術和人工智能技術的快速發(fā)展，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在電力行業(yè)及其他相關行業(yè)得到了越來越廣泛的應用。所謂智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，是指利用計算機、計量保護裝置和總線技術，對配電系統(tǒng)的實時數據、開關狀態(tài)及遠程控制進行集中檢測和集中管理的軟、硬件設備。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)具有硬件、軟件模塊化，通信網路化，通信信道專用化和界面圖形化等特點。如南瑞集團的ISA一1及DISA、北京哈德威四方的CSC2000、山東大學的ES60、和東方電子的DF3003系列在國內均具有較大影響。

這些智能電力監(jiān)控系統(tǒng)一般由管理層(站控層)、通信層(中間層)、間隔層(現場監(jiān)控層)三部分組成。

在數據采集處理方面，監(jiān)控系統(tǒng)一般可實時和定時采集現場設備的各電參量及開關量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能、溫度、開關位置、設備運行狀態(tài)等)，將采集到的數據或直接顯示、或通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數據信息再顯示(總系統(tǒng)功率、負荷最大值、功率因數上下限等)，并對重要的信息量進行數據庫存儲。

在用戶管理和報表管理方面，監(jiān)控系統(tǒng)一般可對不同級別的用戶賦予不同權限，從而保證系統(tǒng)在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令后方可完成該操作。監(jiān)控系統(tǒng)一般具有標準的電能報表格式，并可根據用戶需求設計符合其需要的報表格式。系統(tǒng)可自動統(tǒng)計和自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數據值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據復費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數可自行設置;系統(tǒng)設計還可根據用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。

在事件記錄和故障報警方面，監(jiān)控系統(tǒng)一般對所有用戶操作、開關變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有詳細的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當前值班人員事件是否確認等信息，對開關變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

二、智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

首先，隨著嵌入式技術的發(fā)展和成熟，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的數據采集系統(tǒng)將更加完善。傳統(tǒng)的數據采集一般是基于微處理器的設計，用匯編語言編寫。當系統(tǒng)受到干擾時(室外數據采集最易受干擾)，程序就會跑飛，瞬時采集數據就會丟失，系統(tǒng)就會癱瘓。利用嵌入式操作系統(tǒng)作支持就可以有效地解決此類問題，避免因“死機”引起的各種問題、開銷和經濟損失。同時還可以靈活的對系統(tǒng)的各項功能進行擴展，而無需改動以前的程序，為系統(tǒng)的升級提供了方便。另外還可以引入嵌入式GUI技術改善人機接口，提高采集系統(tǒng)的可視性，同時提供數據網絡上傳功能等。

其次，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)將不僅能實現常規(guī)的遙信、遙控、遙測和遙調功能，還可以實現遙設功能。使用遙設功能可以遠程修改分散繼電保護裝置的定值、控制字，以及調整各種儀表的工作狀態(tài)。從目前的技術手段來看，遙設功能可以通過3G網絡的數據通信來實現。隨著科學技術的不斷發(fā)展，將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統(tǒng)3G網絡時代已經來臨。在3G的網絡平臺下能夠處理圖像、音樂、視頻形式，提供網頁瀏覽、電話會議等大流量的數據傳輸。系統(tǒng)能實現與監(jiān)控子站雙向通信，既能從各監(jiān)控子站接收各種電氣參數數據、又能為用戶提供一個可視化界面，使用戶足不出戶即可了解遠方子站實時運行狀況，并可根據實際需要向監(jiān)控子站發(fā)送各種操作命令，控制監(jiān)控子站的運行情況，并且當設備出現異常或被盜時能自動發(fā)出報警信號。

第三，電力監(jiān)控系統(tǒng)要求要有較高的安全性能，必須能夠避免黑客的破壞和病毒的侵入，防止系統(tǒng)崩潰。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)設計者和建設者在網絡安全和數據庫安全方面將給予更多的重視。

參考文獻:

1、薛誠星，鄧必紅，余臻.基于兩種平臺開發(fā)的電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設計閉[J].工業(yè)控制計算機，2006(7).

2、周國慶，尹燕磊，張留全，張允剛.基于以太網的電力智能監(jiān)控終端的研究[J].微計算機信息，2007(2).

3、王慶慧.智能電力監(jiān)控系統(tǒng)[D].大慶石油學院工程碩士學位論文，2008.

4、余臻.電力系統(tǒng)遠程監(jiān)控的若干問題研究[D].廈門大學博士學位論文，2008.