配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)分析

李文庭　侯太頂

摘 要：隨著電能供應(yīng)規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)正常運(yùn)行的過程中對(duì)配電室的監(jiān)控變得越來越重要。在科技飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上，配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)被開發(fā)出來，并且在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。而對(duì)于配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)而言，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文將根據(jù)配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際情況，對(duì)其設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：配電室；智能監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)： TM64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）13-148-2

0 引言

配電室作為電網(wǎng)正常運(yùn)行中的基礎(chǔ)性設(shè)施，在其出現(xiàn)故障的時(shí)候?qū)?huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響，從而給用電戶帶來損失。但是在電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行過程中，并不能隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行故障檢查和查看，因?yàn)檫@樣不但會(huì)增加工作人員的工作量，還會(huì)給供電企業(yè)帶來巨大的成本支出。而通過對(duì)配電室進(jìn)行智能監(jiān)控就能有效解決這些問題，所以配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸受到人們的關(guān)注。為了能讓配電室更好的工作，就必須要加強(qiáng)對(duì)配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的研究。

1 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)組成

在配電室運(yùn)行的過程中，配電變壓器是最重要的部分，也是最容易出現(xiàn)故障的部分，所以對(duì)配電室的監(jiān)控主要是檢測配電變壓器的狀態(tài)。目前，很多地方都有復(fù)合控制系統(tǒng)，其主要是利用系統(tǒng)主站的通信資源和設(shè)備，對(duì)變壓器的數(shù)據(jù)流量和監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，結(jié)合必要的通信方式對(duì)功用配變、大用戶專變和變電站等進(jìn)行監(jiān)測，從而完成對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的監(jiān)管，從而完成對(duì)配電變壓器的監(jiān)控。

通過GPRS通訊模塊與主站之間的通訊，能夠?qū)⒔K端信息上傳到主站上，并且對(duì)主站的命令進(jìn)行接收。通過對(duì)主電源和備用電源的管理，能夠保證系統(tǒng)有穩(wěn)定的電源。而通過紅外線通訊設(shè)備的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)與智能設(shè)備的通信。

1.2 終端主要功能

監(jiān)控終端主要是對(duì)配變的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對(duì)所采集到的信息進(jìn)行儲(chǔ)存，然后完成對(duì)數(shù)據(jù)的分析；對(duì)終端參數(shù)的召喚和設(shè)置，對(duì)電容控制信號(hào)進(jìn)行輸出，對(duì)斷路器分合閘進(jìn)行控制并完成主站命令的接收；與剩余電流保護(hù)器和低壓集中抄表器等進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。終端裝置可以完成對(duì)電能的采集和存儲(chǔ)，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的計(jì)量，還能完成與智能電表的通訊；根據(jù)事件的屬性對(duì)其進(jìn)行分類記錄，其中包含事件的時(shí)間、地點(diǎn)和類型；重要事件的記錄會(huì)及時(shí)反饋給主站，而一般事件只會(huì)被收錄以供主站查詢。

2 監(jiān)控終端硬件設(shè)計(jì)

配變監(jiān)測終端硬件中主要包含運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、開關(guān)量輸入/輸出、直流模擬量采集、交流模擬量采集和核心處理器等部分，其功能框圖如圖1所示：

以高性能的32位內(nèi)核處理器作為配變監(jiān)測終端的核心處理器，電能計(jì)量芯片采用多功能防竊電基波諧波三相芯片，從而完成對(duì)配變綜合測控儀的核心數(shù)據(jù)采集和處理單元的構(gòu)建；在交流模擬量采集系統(tǒng)的作用下，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握頻率、電量、功率因素、無功功率、有功功率、電流和電壓等數(shù)據(jù)，從而讓上位計(jì)算機(jī)擁有足夠的電網(wǎng)監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；在開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)和直流模擬量采集系統(tǒng)的作用下，監(jiān)測終端能夠完成對(duì)變壓器油壓和油溫的采集，從而完成對(duì)務(wù)工補(bǔ)償?shù)耐肚校⒛芡ㄟ^對(duì)變壓器上其余設(shè)備的狀態(tài)檢測，全面地掌握變壓器的狀況；電源系統(tǒng)中主要是通過對(duì)征集后備電源和性能穩(wěn)定的模塊穩(wěn)壓電源的應(yīng)用，讓主電源掉電使系統(tǒng)能夠進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)處理；通信系統(tǒng)中有多個(gè)通訊接口，這些接口能夠保證各個(gè)系統(tǒng)之間的正常交流，并且可以根據(jù)系統(tǒng)的要求對(duì)通信進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過將大容量Flash配置在配變監(jiān)控終端，能夠讓ISP和LAP功能得以實(shí)現(xiàn)，并能通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的利用完成對(duì)程序的升級(jí)；在人機(jī)交互系統(tǒng)中，主要是通過對(duì)液晶顯示屏的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)畫面監(jiān)控，結(jié)合運(yùn)行監(jiān)控，能實(shí)現(xiàn)對(duì)終端裝置的遠(yuǎn)程維護(hù)，并在第一時(shí)間完成對(duì)終端狀態(tài)的掌握。

3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于配電監(jiān)測系統(tǒng)而言，系統(tǒng)軟件也是十分重要的組成部分，其能在巡檢和接收終端上報(bào)的基礎(chǔ)上，完成對(duì)變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)和線損的分析，并且能在設(shè)備被盜和運(yùn)行故障的時(shí)候及時(shí)報(bào)警，從而保障配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

一般情況下采用自上而下的模塊化設(shè)計(jì)方法對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能夠保持軟件結(jié)構(gòu)的簡單清晰，從而讓系統(tǒng)的修改和調(diào)試更加方便。系統(tǒng)的后臺(tái)軟件一般是用J2EE進(jìn)行開發(fā)，因?yàn)槠渚哂辛己玫臄U(kuò)展性、穩(wěn)健性和較好的結(jié)構(gòu)，并且其具有平臺(tái)無關(guān)性。同時(shí)在使用J2EE的情況下，還能在編寫一次程序的情況下，實(shí)現(xiàn)程序在各種不同操作系統(tǒng)中的部署。對(duì)于用戶界面的分層，主要有表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、持久層，其中表現(xiàn)層能夠?yàn)榭蛻籼峁I(yè)務(wù)層的基本信息，并將得到的信息反饋到業(yè)務(wù)層；業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其能將處理得到的數(shù)據(jù)反饋給客戶，也能將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來；持久層主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持久的保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。

按照功能對(duì)軟件進(jìn)行劃分，可以將軟件劃分為七個(gè)部分。其中第一是用戶管理功能，其能在用戶的不同要求下對(duì)管理單位進(jìn)行劃分。其中監(jiān)控中心的用戶就可以通過對(duì)配電所所屬的線路配變進(jìn)行操作，配電所不同時(shí)會(huì)有不同的線路配變操作，如圖2所示：

第二是系統(tǒng)管理功能，這一功能模塊能夠讓用戶根據(jù)自身的實(shí)際要求來對(duì)配電所和線路等對(duì)象單位進(jìn)行移動(dòng)、更改、刪除和增加；第三是數(shù)據(jù)采集功能，其中包含有文件的上傳、實(shí)時(shí)監(jiān)控、GPRS采集和定時(shí)采集等多項(xiàng)功能；第四是數(shù)據(jù)的分析功能，其能根據(jù)實(shí)際情況完成對(duì)數(shù)據(jù)的單臺(tái)分析、多臺(tái)分析和綜合分析；第五是系統(tǒng)設(shè)置功能，主要是對(duì)軟件界面風(fēng)格、設(shè)備類型、GPRS終端類型和通訊規(guī)約等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；第六是日志記錄功能，其主要是記錄系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、用戶信息和定時(shí)清理系統(tǒng)中的歷史日志；第七是對(duì)外開放功能，其能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的與廠家其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

4 總結(jié)

配電室的監(jiān)控對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行而言有重要意義，在電網(wǎng)運(yùn)行的過程中必須要對(duì)配電室進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，避免其發(fā)生故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)的安全和用戶的利益造成損失，所以需要加強(qiáng)對(duì)智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，從而實(shí)時(shí)掌握配電室的信息。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 賈維.分布式配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[2] 李雨桓.配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2014.