電力監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的發(fā)展應(yīng)用

尚達(dá) 陳楊

摘??要：電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）是地鐵中較實(shí)用的監(jiān)控系統(tǒng)，其具有良好的應(yīng)用前景。本文從電力監(jiān)控系統(tǒng)入手，介紹了SCADA系統(tǒng)的一些基本情況，隨后詳細(xì)介紹了電力監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用，最后對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用前景進(jìn)行了一系列展望。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng);SCADA系統(tǒng);地鐵;應(yīng)用

電子信息化的高速發(fā)展，帶來了電力監(jiān)控系統(tǒng)高速發(fā)展的新時(shí)代，從而推動(dòng)了變電供電監(jiān)管系統(tǒng)的發(fā)展。工業(yè)發(fā)展模式的不斷擴(kuò)大，也進(jìn)一步推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)融入電力監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)程?？梢哉f，電力監(jiān)控系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而逐步完善的一大變電控制子系統(tǒng)，它集各種先進(jìn)的科學(xué)信息技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地鐵運(yùn)行的安全性和供電可靠性的監(jiān)管和控制問題，在供電監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大作用。

一、SCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)述?SCADA系統(tǒng)是依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)在許多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，尤其是電力系統(tǒng)的管理中得到了普及應(yīng)用。其中，電力監(jiān)控系統(tǒng)，也就是PSCADA系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)、通信設(shè)施、監(jiān)控單元為基礎(chǔ)工具，為變配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息收集、開關(guān)情況檢查及遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，它可以和檢查、監(jiān)控設(shè)施構(gòu)建成任意繁復(fù)的監(jiān)管控制系統(tǒng)，在變配電監(jiān)管控制中發(fā)揮了重要效用，有利于公司消除故障、減小運(yùn)作投入，縮短生產(chǎn)時(shí)間，加快變配電運(yùn)行過程中事故的應(yīng)對(duì)速率。

二、電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）在地鐵中的應(yīng)用?電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）將各種先進(jìn)信息技術(shù)集于一體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集和儲(chǔ)存，故障的分析和診斷以及系統(tǒng)的修復(fù)與維護(hù)等功能。其中在系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集功能中，主要是對(duì)變電站的一些設(shè)備電壓、電流、運(yùn)行參數(shù)及耗電量等基本情況進(jìn)行收集和整理;故障的分析和診斷正是通過對(duì)變電系統(tǒng)運(yùn)行儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的分析來實(shí)現(xiàn)的，并通過人為管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站系統(tǒng)的修復(fù)與維護(hù)。電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）具有改善變電站運(yùn)行安全可靠水平、改善運(yùn)行速率、減少運(yùn)行成本投入以及保證供電品質(zhì)等作用，相較于二次變電設(shè)備，該系統(tǒng)大大減省了接線工作量，逐漸取代二次變電設(shè)備，在變電站中得到普及應(yīng)用。但是電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施需要滿足一些條件，比如，針對(duì)電壓量要求不高的的變電站，要盡量使用自動(dòng)化的軟件和技術(shù)，達(dá)到對(duì)人力資源和物力資源節(jié)省的目的;在電壓量要求較高的變電站中，要采用比較先進(jìn)的測(cè)控軟件和控制方法，達(dá)到對(duì)技術(shù)、專業(yè)及運(yùn)行等方面的要求等。?三、地鐵各個(gè)系統(tǒng)的相互關(guān)系?（一）各個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)?電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）負(fù)責(zé)對(duì)全線供電設(shè)備的監(jiān)控管理，以確保牽引供電系統(tǒng)和全線的電力變配電系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，其主要是實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)功能。?車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)全線各車站環(huán)控設(shè)備（包括通風(fēng)、空調(diào)、給排水、照明、自動(dòng)扶梯等）的日常運(yùn)營(yíng)進(jìn)行自動(dòng)化管理，在滿足環(huán)境調(diào)控的同時(shí)盡量考慮節(jié)約能源，其主要是實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙測(cè)功能。?防災(zāi)報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)全線各車站、停車場(chǎng)、車輛段、控制中心大樓等部門的可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視以及對(duì)相關(guān)消防設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，用以及早發(fā)現(xiàn)災(zāi)清并采取相應(yīng)措施，保障乘客生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全，從而保證地鐵安全正常運(yùn)行。?行車調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)全線列車的運(yùn)行調(diào)度，對(duì)全線列車的運(yùn)行布置、各車站機(jī)車信號(hào)燈狀態(tài)、線路列車分布情倪等的監(jiān)控;實(shí)時(shí)監(jiān)視列車運(yùn)行狀態(tài)、控制線路道岔;?手動(dòng)及自動(dòng)安排列車運(yùn)行圖等。?（二）各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系?行車調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警構(gòu)成綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其余的獨(dú)立，各成體系。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為了提高調(diào)度自動(dòng)化管理水平，將各類監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息共享，采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)是大勢(shì)所趨，是今后的設(shè)計(jì)和發(fā)展的主要方向。綜合監(jiān)控系統(tǒng)與分散獨(dú)立設(shè)置的監(jiān)控系統(tǒng)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：?1、技術(shù)上更先進(jìn)?由于采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，各子系統(tǒng)在150標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、信息交換、文件處理和資源分配，使各子系統(tǒng)間的信息綜合處理更方便、高效。?2、調(diào)度管理上更協(xié)調(diào)?由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)建立了既相互獨(dú)立，又統(tǒng)一協(xié)調(diào)的一體化調(diào)度指揮系統(tǒng)，因此各子系統(tǒng)的調(diào)度管理可在總調(diào)的指揮下協(xié)調(diào)作業(yè)，各系統(tǒng)間的調(diào)度程序更緊密、有序。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間相關(guān)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析及報(bào)表管理，更能高效地發(fā)揮調(diào)度管理的功能，對(duì)各種相關(guān)事件的快速反應(yīng)及綜合處理能力大大加強(qiáng)，凋度管理自動(dòng)化程序更高，整體提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。?3、經(jīng)濟(jì)上更為合理?由于各子系統(tǒng)在基于局域網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立了集成化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將兩系統(tǒng)的監(jiān)控功能由一套計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)軟硬件統(tǒng)一配置，一方面節(jié)省了在獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)相互間信息交換所需調(diào)協(xié)的轉(zhuǎn)發(fā)接口設(shè)備，另一方面也避免了在共享資源及系統(tǒng)冗余備份如中的復(fù)配置（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器共用），從而簡(jiǎn)化并降低了系統(tǒng)前期建設(shè)及后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)也提高了在獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)中各子系統(tǒng)間配合協(xié)調(diào)的間接經(jīng)濟(jì)效益。綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要考慮的對(duì)象是在生產(chǎn)調(diào)度管理過程中相互關(guān)系較為密切的電力監(jiān)控系統(tǒng)、行車調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。?電力監(jiān)控系統(tǒng)、車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)間，不僅在調(diào)度管理上它們相互配合關(guān)系較為密切，且在監(jiān)控功能上、監(jiān)控對(duì)象上及監(jiān)控手段上都差別不大，因此電力監(jiān)控、車站設(shè)備監(jiān)控、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)集成為綜合監(jiān)控系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)，并能增強(qiáng)調(diào)度管理自動(dòng)化能力，提高工作效率，降低工程造價(jià)。?采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將地鐵交通工程監(jiān)控系統(tǒng)中的電力監(jiān)控、車站設(shè)備監(jiān)控、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)納入到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，但各系統(tǒng)相互獨(dú)立，分臺(tái)管理。在各系統(tǒng)獨(dú)立完成各自調(diào)度任務(wù)的同時(shí)，建立一個(gè)統(tǒng)一的總調(diào)度指揮系統(tǒng)，此系統(tǒng)從各子系統(tǒng)得到重要設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、災(zāi)害情況等信息，實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度，統(tǒng)一管理。

四、SCADA系統(tǒng)前景展望?SCADA系統(tǒng)雖然已在變電站供電系統(tǒng)控制中發(fā)揮重要作用，但是由于其應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，理論不成熟，并沒有很好的與一些先進(jìn)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，為了進(jìn)一步提高SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用廣度及應(yīng)用范圍，可以從一些幾個(gè)方向?qū)CADA系統(tǒng)進(jìn)行改善：?（一）SCADA系統(tǒng)的集成性?SCADA系統(tǒng)要滿足未來系統(tǒng)更高的需求，必須實(shí)現(xiàn)其集成性的特點(diǎn)，將各種信息技術(shù)集于一身，實(shí)現(xiàn)各相關(guān)企業(yè)與平臺(tái)的數(shù)據(jù)收集與整合。?（二）變電所綜合應(yīng)用自動(dòng)化?提升SCADA系統(tǒng)的測(cè)控能力，引進(jìn)一些測(cè)控設(shè)備的智能化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所的自動(dòng)化運(yùn)行控制與系統(tǒng)管理功能，促進(jìn)地鐵事業(yè)的發(fā)展。?（三）SCADA與新技術(shù)的融合?將SCADA系統(tǒng)中融入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，比如專家測(cè)控系統(tǒng)、智能化管理技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控功能、專業(yè)精準(zhǔn)診斷功能以及及時(shí)修復(fù)功能等，提高對(duì)變電所的管理效率和管理的全面性。

隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)濟(jì)經(jīng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行中也出現(xiàn)了越來越多需要改進(jìn)的問題，要隨著社會(huì)發(fā)展的技術(shù)不斷更新?lián)Q代，使之更人性化，以滿足更多用戶的要求。電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）集成于總監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)用性、安全可靠性、及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、實(shí)時(shí)在線擴(kuò)展和在線維護(hù)有了更突出的展現(xiàn)，這也符合現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]湛維昭.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成模式[J].都市快軌交通，2007（04）.

[2]?張杰.電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）在地鐵中的應(yīng)用[J].科技信息，2012（12）：250，252