淺議礦山供電的數(shù)字化監(jiān)控

王亮

【摘 要】數(shù)字化供電技術(shù)將是未來供電技術(shù)的發(fā)展方向，更是礦山供電系統(tǒng)的發(fā)展方向，本文以某礦井供電管理中的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況為例，簡要說明該技術(shù)的運(yùn)行管理模式。

【關(guān)鍵詞】礦山供電；數(shù)字化；監(jiān)控

0 前言

作為一種廣為接受的技術(shù)體系，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”的內(nèi)涵包括：數(shù)字化電網(wǎng)、信息化管理和企業(yè)應(yīng)用集成。從本質(zhì)上說，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”是企業(yè)適應(yīng)內(nèi)外部變化，提升管理能力、提高服務(wù)水平、增強(qiáng)核心競爭力的一種技術(shù)手段。它不是一個(gè)剛性的系統(tǒng)，而是有生命力的系統(tǒng)工程。隨著IT技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、接口整合技術(shù)、商業(yè)流程支持技術(shù)在電力企業(yè)信息化建設(shè)中得到了深入的應(yīng)用，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)體系正在逐步完善中。下面本文將結(jié)合某礦井供電管理中的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況，簡要說明該技術(shù)的運(yùn)行管理模式。

1 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和技術(shù)條件

電力監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)過了長期的積累。礦井堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)是分布式智能、寬帶通信和自動(dòng)控制技術(shù)的集成。DSP（數(shù)字信號處理）技術(shù)和嵌入式軟件技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)高端智能終端設(shè)備提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；寬帶的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)已普遍應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域；自動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用已十分成熟。應(yīng)用于數(shù)字化變電站的相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)已逐步實(shí)用化作為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站的重要基礎(chǔ)設(shè)備，如互感器、開關(guān)等智能一次設(shè)備，技術(shù)發(fā)展與數(shù)字化變電站基本同步。截止2002年，應(yīng)用于數(shù)字化變電站的電子式互感器標(biāo)準(zhǔn)IEC60044-7、IEC60044-8頒布。2008年，國內(nèi)頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用于數(shù)字化變電站的智能開關(guān)，其規(guī)范性技術(shù)文件正在制定中。良好的技術(shù)和物資條件，為礦井?dāng)?shù)字化電網(wǎng)的研究和應(yīng)用打下了良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。運(yùn)用智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化技術(shù)，建成一個(gè)國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先的礦井?dāng)?shù)字化電網(wǎng)，提高礦井電網(wǎng)的可靠性和運(yùn)行效率。構(gòu)建地面和井下電網(wǎng)統(tǒng)一的集成監(jiān)控環(huán)境，逐步將礦井電網(wǎng)的智能終端設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井電網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)控和調(diào)度，提高礦井電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)水平，提高礦井電網(wǎng)自動(dòng)化水平、運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益，為礦井電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供決策支持。

2 工程概況

某礦井供電系統(tǒng)由2條來自不同電廠的線路組成，變壓器容量50000kVA。整個(gè)礦井供電系統(tǒng)按“無人值班、少人值守”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)

3.1 功能要求

網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，采用數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的目標(biāo)是為了保證礦井供電能在安全、經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運(yùn)行。數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)通過融合控制、信息與仿真三大技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對礦井供電系統(tǒng)的運(yùn)行控制和管理。

礦井供電系統(tǒng)的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)一般要求具備以下功能：監(jiān)控運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)資源共享，電力調(diào)度管理，生產(chǎn)運(yùn)行管理，公文流轉(zhuǎn)。

3.2 實(shí)現(xiàn)過程

數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程是：通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字化監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，并將其與已有的信息融為整體，從而實(shí)現(xiàn)在每一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)上對監(jiān)控信息進(jìn)行管理和調(diào)用，提高供電系統(tǒng)的管理效率。

4 數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

該礦井供電管理采用的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是目前最為常用的MIS管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由人、計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備三方組成的一個(gè)，能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行收集、存貯、加工、傳遞、維護(hù)和使用的系統(tǒng)。其中人與計(jì)算機(jī)組成的供電中央控制中心是負(fù)責(zé)對收集到的信息進(jìn)行顯示、加工及傳遞，并給使用者作出相應(yīng)的反饋。而監(jiān)控系統(tǒng)外圍設(shè)備主要負(fù)責(zé)對供電系統(tǒng)的開停機(jī)流程控制及站內(nèi)輔助系統(tǒng)的控制及相應(yīng)數(shù)據(jù)的采集。

4.1 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)、范圍及功能

4.1.1 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)

建立具有安全性、可靠性、開放性的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各部門對供電監(jiān)測實(shí)時(shí)信息與數(shù)據(jù)的高度共享；給決策層提供有效地參考信息。

4.1.2 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成

該數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成主要包括：軟件開發(fā)體系；網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)體系（包括主機(jī)系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）；布線系統(tǒng)；安全體系；培訓(xùn)用戶體系。

4.2 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)框架設(shè)計(jì)

管理是礦井供電實(shí)現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的核心部分，具體包括系統(tǒng)的運(yùn)行管理，設(shè)備管理，安全管理，生產(chǎn)技術(shù)管理、項(xiàng)目管理、人力資源管理。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)使得管理具有一個(gè)健全、完善的信息資源管理系統(tǒng)，并保證信息采集渠道具有集中性、可靠性、穩(wěn)定性，同時(shí)使得資源具有唯一性、及時(shí)性，從而有效的提高礦井的供電管理效率。

對礦井而言，數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)可以將采集的數(shù)據(jù)廣泛的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，各管理部門均可通過數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)實(shí)時(shí)地了解通風(fēng)、排水、采掘等設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，同時(shí)實(shí)現(xiàn)管理者對礦井的安全生產(chǎn)更為全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的認(rèn)知。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ΦV井供電過程中的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行全過程的控制與跟蹤，了解掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況及健康狀況，一旦設(shè)備出現(xiàn)事故，可為設(shè)備的檢修提供依據(jù)及參考，從而降低檢修成本，節(jié)省處理故障時(shí)間，避免了影響整個(gè)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行和造成的較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

4.3 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)作的硬件設(shè)施保障

數(shù)字化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)施主要有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、電源、網(wǎng)絡(luò)等。其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是該系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的運(yùn)作載體和核心，不間斷的電源是上述設(shè)備保持良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的前提，網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)有效、高速運(yùn)行的基礎(chǔ)及保障，四者缺一不可，相互協(xié)調(diào)，共同運(yùn)行。

4.3.1 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是通過在局域網(wǎng)中的一臺(tái)（多臺(tái)）計(jì)算機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件而構(gòu)建成的服務(wù)器，它可以為為用戶提供各種服務(wù)（包括數(shù)據(jù)的更新、查詢、索引、事務(wù)管理、查詢優(yōu)化、高速緩存等）。

礦井供電管理系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的要求一般是該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器具備高效地運(yùn)行性能、擴(kuò)展性能，且具有較高的穩(wěn)定性。同時(shí)要求該服務(wù)器具有良好的處理能力，在系統(tǒng)運(yùn)行管理過程中實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的快速查詢過程，且數(shù)據(jù)庫服務(wù)器還可根據(jù)實(shí)際管理人員的需求進(jìn)行有效地查詢，然后將結(jié)果反饋給管理人員。該供電控制中心選用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為：微軟SQL，它是一個(gè)數(shù)據(jù)庫管理操作系統(tǒng)，它具備對信息數(shù)據(jù)地搜索工作、查詢工作、報(bào)告工作等的功能，并在不占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置地前提下，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各種設(shè)備上。

4.3.2 電源

控制中心的電源系統(tǒng)在采用了雙回路交流的供電方式的前提下，實(shí)現(xiàn)電源自動(dòng)切換。并且由一個(gè)不間斷電源UPS為服務(wù)器直接供電，當(dāng)電壓過高或過低時(shí)，UPS都能保證服務(wù)器在不受干擾的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)設(shè)備地高效運(yùn)轉(zhuǎn)，在斷電后仍能正常運(yùn)行一段時(shí)間。

4.3.3 網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在礦井供電管理中得以應(yīng)用實(shí)施的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、高效性直接影響該系統(tǒng)的運(yùn)作。該系統(tǒng)的局域網(wǎng)采用快速以太網(wǎng)（Ethernet），利用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測技術(shù)）技術(shù)，并以速率為10Mb/S在在各類型電纜上高速運(yùn)行，從而滿足了全礦井供電部門及個(gè)人對網(wǎng)絡(luò)的需求，實(shí)現(xiàn)了工作人員對資源的快捷共享。

5 結(jié)束語

礦井供電系統(tǒng)數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用使得該礦在供電管理模式上走向了信息現(xiàn)代化，信息資源管理和組織的技術(shù)上突破了傳統(tǒng)的管理模式，將一些核心的信息收集加以分析，為決策層做出正確、合理的決策提供了重要的參考依據(jù)，使得礦井供電管理效率得到大幅度提高。

數(shù)字化供電技術(shù)將是未來供電技術(shù)的發(fā)展方向，更是礦山供電系統(tǒng)的發(fā)展方向。雖然目前我國數(shù)字化礦山建設(shè)已經(jīng)取得了一些階段性成果，但是我們還應(yīng)該清楚地看到，跟發(fā)達(dá)國家相比，仍然有很大的差距，我國的礦山數(shù)字化供電系統(tǒng)建設(shè)還面臨著諸多困難，依然任重而道遠(yuǎn)，需要每一個(gè)礦山供電工作者為此努力奮斗！

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[責(zé)任編輯：曹明明]