智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的技術分析

梁小明

【摘 要】智能化系統(tǒng)建設改變了傳統(tǒng)配電房監(jiān)控管理的方式和策略，極大限度提高了監(jiān)控自動化和精確度，為現代化監(jiān)控管理提供了便利。本文將從智能化平臺系統(tǒng)建設的角度出發(fā)，結合modbus總線協(xié)議技術，對配電房監(jiān)控系統(tǒng)架構設計和實際運行方式進行歸納分析，幫助智能化配電方管理提高技術水平。

【關鍵詞】智能；配電房；監(jiān)控系統(tǒng)；總線

前言

配電房是我國電網線路控制的中樞區(qū)域，受到電網環(huán)境、高低壓成套裝置等影響，配電房環(huán)境復雜、管理困難。傳統(tǒng)電網系統(tǒng)管理當中，配電房一般采用人工管理方式進行運行和維護，這種管理方式既不利用管理工作的高效開展，同時也無法保證管理人員的人身安全。隨著信息技術的發(fā)展，依托現場總線實現遠程監(jiān)控的智能化系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)配電房管理方式，成為管理重點，

一、智能化配電房監(jiān)控系統(tǒng)架構設計

（一）系統(tǒng)層級劃分

遠程監(jiān)控的方式解決了以往現場管理存在的種種弊端，作為智能化系統(tǒng)平臺的應用方式，現場信息獲取、數據傳輸和數據分析應當作為配電房監(jiān)控系統(tǒng)建設當中的根本內容，以此來形成完善的遠程監(jiān)控渠道。因此本文在進行系統(tǒng)框架和層級設定時，根據不同階段的數據信息獲取特點，設定了現場、通信和主站三個重要的層級。其中現場層主要是以獲取配電房現場環(huán)境和現場資源作為主要的控制方式，其內部應當以智能型通信設備為主，例如運用智能低壓傳感器，完成配電房現場信息的實時采集，再由總線完成向上一級的輸送；通信層主要負責現場層信息的獲取、處理和傳輸。在這一層級當中，應當以通信管理和通信網絡作為核心單元，與總線系統(tǒng)完成通信模塊的構建，例如采用與配電中心相結合的通信管理單元，實現現場-通信-中心三者的通信聯(lián)絡，完成現場信息的實時傳輸；主站層則有主站計算機系統(tǒng)構成，利用主站計算機對所獲取到的數據內容進行分析和處理，從而完成對于配電房現場的精準、實時監(jiān)控。管理人員能夠直接借助主站計算機顯示窗口，對所獲取到的配電房現場信息做出分析和判斷，進而完成對于配電房運行方式的調整。

（二）系統(tǒng)硬件設計

配電房監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分主要集中在對于配電房現場內容的設計方面，筆者在結合了相關現代化配電房工作要求和設計需要后，將柜體設計作為了主要的配電房硬件設計內容。

在現代電網配電房當中，抽屜柜、進線柜、工控機柜以及饋電柜等，都是配電房內部必須進行配備的柜體硬件。其中抽屜柜應當充當反饋電路當中的智能電機保護裝置，通過對回饋開關、回路開關的控制和安裝，實現高強度、高安全性的智能電機保護能力。進線柜則負責進行系統(tǒng)內部電力儀表和數采系統(tǒng)的安裝。在本文所設計的配電房監(jiān)控系統(tǒng)當中，進線柜需要完成總線系統(tǒng)的結構控制，并假裝專門的通信式框架斷路器，保證通信穩(wěn)定、安全。工控機柜是重要的UPS電源供給裝置，因此工控機柜應當依托配電房的實際供電需求設定專用保護電器，提升其電源不間斷能力。同時工控機柜內部的UPS電源還需要為監(jiān)控系統(tǒng)當中的通信裝置提供電能支持，保證數據傳輸精準無誤[1]。饋電柜主要應用在配電房內部的饋電回路當中，需要負責對饋電回路開關的操控工作。

為了保證配電房內部各柜體的穩(wěn)定運行，現場安裝調試人員還需要結合主站計算機的實際應用需求，對系統(tǒng)內部的各元件進行調整，避免出現突發(fā)問題，影響系統(tǒng)的實際應用。

首先需要合理調控電壓和電流，在配電房現場，設備當中所選擇的熔斷、接觸、空氣開關等裝置，需要保證擁有同等規(guī)格的電流和電壓；其次，應當明確配電房的供電路數，足夠的供電路數可以保證柜體的穩(wěn)定運行。在系統(tǒng)架構當中可以借助供電槽盒的方式，保證柜體協(xié)同工作；最后，在儀表使用時，應當選用新型的智能儀表裝置，避免后期應用和讀數存在麻煩。

二、Modbus現場總線系統(tǒng)設計

（一）Modbus現場總線的硬件構成

總線系統(tǒng)的構成是智能化監(jiān)控系統(tǒng)通信能力的重要保證，需要強調質量、安全和效率等方面的根本性要求。本文所采用的標準化設計modbus協(xié)議是廣泛應用于智能系統(tǒng)建設當中的總線通信協(xié)議，該協(xié)議能夠借助RS232構建通信網絡環(huán)境。不過協(xié)議本身的應用受到具體環(huán)境限制較為嚴重，其中系統(tǒng)連接總線電纜總長度不宜超過15米，否則信息傳輸容易出現失真和延遲。部分智能系統(tǒng)為了保證系統(tǒng)控制距離，將總線電纜長度設置在50米以上，還會導致其抗干擾能力不足，使用壽命不高。為了解決這些問題，本文在進行總線硬件設計當中選用了更具優(yōu)勢的RS485方案，這一方案主要通過分布式控制策略改變前者在通信距離方面的弊端，解決總線距離和質量不足所造成的困擾[2]。

（二）Modbus現場總線的軟件設計

Modbus現場總線系統(tǒng)主要借助設定串口初始化的方式，來實現通信功能。系統(tǒng)在進行通信時，會首先進行串口初始，再借助各個層級之間的輪詢，形成信息發(fā)送的參數幀。因此在設定當中，需要設定初始化方案以及具體的輪詢時長，借助語句選擇和跳出彼此循環(huán)，實現多個周期下的參數幀傳輸，完成信息傳遞。本文在設定當中結合主站層計算機系統(tǒng)對于數據傳輸的實時要求，設定了0.5秒周期輪詢方案，借助這一設定，可以保證在協(xié)議進行信息內容讀取時，兩組信息設定時間間隔能夠小于1.5個字符。同時在modbus協(xié)議當中，運用RTU設備能夠完美控制參數幀在輪詢過程中的時間間隔問題，提高總線系統(tǒng)信息傳輸的質量和運行能力水平。在實際應用中，總線RTU設備完成通電，串口進行初始化，并對信號是否終端進行監(jiān)測。系統(tǒng)在接收消息后，會通過輪詢方式進行下一步解析，再借助校核策略，對目標地址進行檢驗。當目標地址符合后，方進行信息傳輸。

結論：綜上所述，配電房智能化監(jiān)控系統(tǒng)設計主要滿足復雜場景下的遠程監(jiān)控要求，因此智能系統(tǒng)需要借助信息傳輸來完成遠程的現場信息采集，以此形成配電房監(jiān)控方案。多層級、現場總線方式是目前智能系統(tǒng)平臺建設當中主要采取的設計方案，可以作為配電房智能監(jiān)控系統(tǒng)設計，應用到實際的遠程監(jiān)控作業(yè)之中。

參考文獻：

[1]唐琪，何艾容，賈新偉等.開閉所在線監(jiān)測系統(tǒng)APN專網接入實施方案[J].電腦編程技巧與維護，2018（09）：41-43+47.

[2]田瑾.基于Modbus和GPRS的配電監(jiān)控系統(tǒng)[D].浙江理工大學，2018.

（作者單位：廣州南方電力集團科技發(fā)展有限公司）