變電站自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)方配置維護(hù)及監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究

曹榮輝

（西山煤電發(fā)電分公司電力公司，太原 030022）

0 引言

我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，近年來(lái)是國(guó)家快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，國(guó)家綜合國(guó)力顯著提高，加快了各行各業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，任何行業(yè)的發(fā)展都離不開電力工業(yè)，沒(méi)有電一切系統(tǒng)和事物都將無(wú)法正常運(yùn)行[1]。因此，電力工業(yè)對(duì)我國(guó)乃至對(duì)全世界來(lái)說(shuō)都是十分重要的。當(dāng)今社會(huì)是科技社會(huì)，科技的發(fā)展促進(jìn)國(guó)家的發(fā)展，對(duì)于我國(guó)的電力工業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法跟隨時(shí)代的潮流。因此國(guó)家積極將先進(jìn)的科技融入到電力工業(yè)中去，使之無(wú)論是從功能上還是從整體性能上，又或是結(jié)構(gòu)、成本上都應(yīng)有較大的提高。目前，信息化技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)上，使得電力系統(tǒng)相較之前有了質(zhì)的提高。尤其是對(duì)于變電站來(lái)說(shuō)，目前已經(jīng)采用遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視等“五遙”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人化值守[2]。但盡管如此，由于變電站是一套比較復(fù)雜的系統(tǒng)，其涉及許多方面和技術(shù)，而且變電站是電力系統(tǒng)的核心，只要任何部分有一點(diǎn)點(diǎn)異常，將會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)，而且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成重大的事故。因此，進(jìn)一步提高變電站的遠(yuǎn)方配置維護(hù)與監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)距離維護(hù)是十分有必要的，也是目前亟待解決的問(wèn)題之一。

本文主要以變電站自動(dòng)化設(shè)備為主要研究對(duì)象，對(duì)變電站自動(dòng)化設(shè)備的遠(yuǎn)方配置維護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究與設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的性能，并加快其智能化的發(fā)展進(jìn)程。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

圖1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

目前，根據(jù)變電站采用設(shè)備的不同將其分為新開通監(jiān)控點(diǎn)、已安裝模擬攝像機(jī)的監(jiān)控點(diǎn)、關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)3類。其中針對(duì)新開通的監(jiān)控者進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用IP攝像機(jī)進(jìn)行拍攝并將信息反饋給主控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主控系統(tǒng)對(duì)其實(shí)時(shí)監(jiān)控；對(duì)于已經(jīng)安裝模擬攝像機(jī)的監(jiān)控點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上添加視頻服務(wù)器，可直接將攝像機(jī)采集的信息融入到監(jiān)控系統(tǒng)上直接監(jiān)控；對(duì)于關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其系統(tǒng)的安全性更為重要。因此將人工智能技術(shù)與視頻分析技術(shù)融入到監(jiān)控系統(tǒng)中去，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)計(jì)算機(jī)時(shí)刻自動(dòng)對(duì)采集的信息進(jìn)行系統(tǒng)處理并作出合理判斷。3 種解決方式均可以有效提高變電站系統(tǒng)的監(jiān)控性能，但為了進(jìn)一步提高其功能及整體性能，將其進(jìn)一步細(xì)化，根據(jù)不同的功能將其分為若干個(gè)控制模塊，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。由圖可知，該系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的系統(tǒng)上進(jìn)一步將監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行功能細(xì)化，并根據(jù)不同的功能將其模塊化。該系統(tǒng)主要由運(yùn)行監(jiān)視功能模塊、數(shù)據(jù)采集功能模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳遞模塊、事故記錄與報(bào)警功能模塊、參數(shù)配置及備份模塊、系統(tǒng)用戶管理模塊、系統(tǒng)生成及實(shí)時(shí)修改功能模塊等7 個(gè)模塊組成[3]，每個(gè)模塊相當(dāng)于一個(gè)小的系統(tǒng)，可以獨(dú)自進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)總系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)管理[4]。這樣不僅將系統(tǒng)細(xì)分得更加合理，而且可以進(jìn)一步降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，更有利于后期的維護(hù)。

2 系統(tǒng)功能流程

本次設(shè)計(jì)的變電站自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)方配置維護(hù)及監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由7個(gè)功能模塊組成，在實(shí)際工作時(shí)首先利用數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)功能模塊對(duì)變電站系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。然后利用數(shù)據(jù)對(duì)變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其次利用數(shù)據(jù)傳遞模塊將信息進(jìn)行上傳至網(wǎng)絡(luò)中心，最后網(wǎng)絡(luò)中心將控制命令傳遞給后臺(tái)的總控單元，經(jīng)過(guò)總控單元對(duì)信息進(jìn)行判斷、處理后給出執(zhí)行命令。當(dāng)各子模塊收到控制中心發(fā)布的指令后根據(jù)指令要求執(zhí)行工作。具體流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能流程圖

3 系統(tǒng)遠(yuǎn)方配置維護(hù)功能

如圖3 所示為本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)方配置維護(hù)功能，該系統(tǒng)功能主要由遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)、測(cè)控裝置、后臺(tái)監(jiān)控、交換機(jī)等4個(gè)運(yùn)維配置組成[5]，每個(gè)裝置都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)與總控單元連接，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳遞功能。4個(gè)運(yùn)維配置緊密配合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配置參數(shù)、作業(yè)表單、作業(yè)步驟、告警信息、配置備份等多方面的統(tǒng)一管理[6]，不僅使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，而且進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的遠(yuǎn)方配置維護(hù)功能的穩(wěn)定性。

圖3 系統(tǒng)遠(yuǎn)方配置維護(hù)結(jié)構(gòu)圖

4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)

為進(jìn)一步提高變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)功能，針對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)時(shí)需要建立專用的數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅用來(lái)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，而且也便于后期的維護(hù)。本次設(shè)計(jì)采用國(guó)際上通用的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)[7]，利用SQL 語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫，使其具有數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、系統(tǒng)查詢、系統(tǒng)操作、系統(tǒng)控制等多種功能。采用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，不僅可以增大整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、提高數(shù)據(jù)運(yùn)算處理效率，而且可以與多種平臺(tái)進(jìn)行接口匹配，進(jìn)一步提高其應(yīng)用范圍，也為設(shè)計(jì)者及用戶提供便利。

5 結(jié)束語(yǔ)

為進(jìn)一步提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)及監(jiān)護(hù)功能，本文在傳統(tǒng)的系統(tǒng)上進(jìn)行升級(jí)改造，設(shè)計(jì)一款由多種功能模塊組成的變電站自動(dòng)化遠(yuǎn)方配置維護(hù)功能及監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各個(gè)子模塊根據(jù)自己的功能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并對(duì)該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的整體性能，加快了我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。