供配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

張楹

摘 要：供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要部分，加強(qiáng)對該系統(tǒng)的安全監(jiān)測具有重要意義。本文從供配電系統(tǒng)安全運(yùn)行需求出發(fā)，對供配電監(jiān)控系統(tǒng)的功能進(jìn)行設(shè)定，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)滿足安全用電需求的監(jiān)測系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：供配電；監(jiān)測系統(tǒng)；功能；設(shè)計(jì)

供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電與用電客戶連接的重要環(huán)節(jié)，在整個電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行中具有重要地位。隨著電力技術(shù)的不斷改革，電力能源在各企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，以石油企業(yè)為例，企業(yè)生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了自動化，這就提高了對供電質(zhì)量的要求。為保證企業(yè)的安全生產(chǎn)，加強(qiáng)供配電系統(tǒng)的安全監(jiān)控就成為必然。本文將對供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要分析。

1 供配電系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

1.1 供配電系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)包括一次設(shè)備和二次設(shè)備，饋線、降壓變壓器以及各種開關(guān)屬于一次設(shè)備，繼電保護(hù)裝置、自動控制裝置、測量和計(jì)量儀表、通信以及控制裝置則屬于二次設(shè)備。自動化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用具有多項(xiàng)功能，如可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)狀態(tài)量、電度量的監(jiān)測；出現(xiàn)故障后執(zhí)行隔離操作，保護(hù)電網(wǎng)等。

1.2 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

首先，有安全保障作用。供配電監(jiān)控系統(tǒng)能幫助管理人員迅速、準(zhǔn)確、及時(shí)的掌握配電站運(yùn)行情況，當(dāng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況，能夠及時(shí)采取措施消除故障，提高電力系統(tǒng)的安全性和可持續(xù)性。

其次，具有提高經(jīng)濟(jì)效益作用。供配電監(jiān)控系統(tǒng)投資性價(jià)比較高，一次投資，終身受益。能對供配電系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決，防止問題進(jìn)一步擴(kuò)大，降低維修費(fèi)用。

再次，具有高智能化，提升工作效率的作用。供配電系統(tǒng)能利用先進(jìn)的通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行信息傳輸，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的綜合監(jiān)測，降低了管理人員和檢修人員的勞動強(qiáng)度。

最后，監(jiān)控系統(tǒng)具有存儲數(shù)據(jù)資源和檔案管理功能，管理人員可隨時(shí)查看運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，對于運(yùn)行管理工作的改進(jìn)具有重要意義。

2 供配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 供配電監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能分析

供配電監(jiān)控系統(tǒng)由主站層、子站層和遠(yuǎn)程終端三部分組成，主站層是監(jiān)控系統(tǒng)的首腦，主要作用為查詢和顯示數(shù)據(jù)；完成數(shù)據(jù)的輸出和輸出功能，實(shí)現(xiàn)上級和下級之間的信息溝通功能；子站層是監(jiān)控系統(tǒng)的軀干，主要負(fù)責(zé)監(jiān)控設(shè)備開關(guān)的管理工作、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控功能、傳輸采集信息和上級指令；終端設(shè)備即為現(xiàn)場設(shè)備，主要功能是采集線路中的數(shù)字量和模擬量，顯示、存儲線路中的數(shù)據(jù)；故障出現(xiàn)時(shí)執(zhí)行自我保護(hù)動作以及上級下達(dá)的其他指令。

2.2 技術(shù)選擇

供配電網(wǎng)絡(luò)分布面積廣，集成式和分布式控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)對各個電站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）可有效解決以上問題，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備被稱為下位機(jī)，主要是從過程硬件采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息；監(jiān)控系統(tǒng)被稱為上位機(jī)，主要是利用組態(tài)軟件對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

系統(tǒng)技術(shù)線路方面，采用客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）、瀏覽器/服務(wù)器（B/S）和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器冗余解決方案實(shí)現(xiàn)綜合自動化監(jiān)控和調(diào)度指揮管理的功能。C/S模式可用在調(diào)度中心的各個監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)操作站；B/S能實(shí)現(xiàn)調(diào)度管理，用于向管理網(wǎng)絡(luò)發(fā)布生產(chǎn)運(yùn)行界面。

2.3 供配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.3.1 主站層設(shè)計(jì)

主站層是整個監(jiān)控系統(tǒng)的首腦，需要執(zhí)行多項(xiàng)功能，因此，可根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)為三層結(jié)構(gòu)，最高層為控制中心，配有告警系統(tǒng)、告警查詢、電能質(zhì)量分析、系統(tǒng)管理、報(bào)表管理、線損分析以及其他增值服務(wù)；中間層為數(shù)據(jù)管理層，設(shè)置電能信息一體化管理平臺，并設(shè)有接口，可與電力營銷系統(tǒng)相結(jié)合；最下層為數(shù)據(jù)采集層，配有兩套服務(wù)器，確保系統(tǒng)的可靠性。

2.3.2 子站層設(shè)計(jì)

子站是主站與終端設(shè)備之間的橋梁，在設(shè)計(jì)過程中要加強(qiáng)穩(wěn)定性和安全性的重視力度。在科技發(fā)展的推動下，終端設(shè)備更新?lián)Q代的頻率越來越快，子站要具有較高的擴(kuò)充性，使更多的終端設(shè)備能夠接入；同時(shí)還要求較高的維護(hù)性、穩(wěn)定性和安全性。子站層需具備數(shù)據(jù)采集、傳輸功能、數(shù)據(jù)保存功能、自動檢測和恢復(fù)功能、事件記錄功能。

2.3.3 遠(yuǎn)程終端層設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程終端（RTU）是安裝在發(fā)電廠與變電站之間的一種監(jiān)控設(shè)備，遠(yuǎn)程終端設(shè)備通過數(shù)字和模擬兩種方式采集供配電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳輸給子站層設(shè)備，同時(shí)執(zhí)行子站層所發(fā)送的各項(xiàng)指令。

配電遠(yuǎn)程終端分為遠(yuǎn)方和本地功能，遠(yuǎn)方功能是指遠(yuǎn)程終端與子站之間的監(jiān)控調(diào)度功能，主要通過遠(yuǎn)距離信息傳輸完成；本地功能是指通過自身或其連接方式實(shí)現(xiàn)對記錄設(shè)備、顯示設(shè)備的監(jiān)控調(diào)度作用。

3 結(jié)語

供配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對所監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后通過通信技術(shù)將采集數(shù)據(jù)傳輸給主站層，經(jīng)分析后下達(dá)指令，確保各設(shè)備的安全運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可減輕維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率，還能降低設(shè)備故障引發(fā)的損失，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，因此具有很好的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉躍.區(qū)域供配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[2]李炯.基于PLC的供配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2011，01：43-44+112.

[3]林振練.供配電設(shè)計(jì)中電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，06：53-54.

[4]丁業(yè)松.石化企業(yè)低壓電力監(jiān)控和全廠電量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D].山東大學(xué)，2015.