智能化監(jiān)控在電力施工中的應(yīng)用

郝同學(xué) 國(guó)玉康 李祥偉

摘要：伴隨著我國(guó)科技水平的發(fā)展，智能化技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)作為一種擁有智能化、科技化、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)，重復(fù)解決了合理分配電力資源的問(wèn)題，為人們的生活和工作帶來(lái)了方便和快捷的條件，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的是一種集軟件、硬件為一體的智能系統(tǒng)，智能電力系統(tǒng)的應(yīng)用，將促進(jìn)智能系統(tǒng)的發(fā)展，本文主要闡述了智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程和組成，并分析和探究了智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能。

關(guān)鍵詞：智能化監(jiān)控;電力施工;應(yīng)用

引言

輸變電施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜：電力施工現(xiàn)場(chǎng)分布區(qū)域較廣、涉及施工現(xiàn)場(chǎng)較多、參與人員較多，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境具有多樣性，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)施工情況可能時(shí)常發(fā)生變化。輸變電施工監(jiān)控部署有諸多條件限制：輸電施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有市電、監(jiān)控系統(tǒng)安裝，無(wú)法安裝固定監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)需要能夠自帶供電系統(tǒng)且便于拆裝。變電施工現(xiàn)場(chǎng)雖有臨時(shí)電源，但供電經(jīng)常會(huì)因各種情況斷電，供電穩(wěn)定性不夠。

隨著信息化工地觀念的普及，越來(lái)越多的工程現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始用信息化手段進(jìn)行工程現(xiàn)場(chǎng)的管理，安裝視頻監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)成為一種新的趨勢(shì)。根據(jù)上述輸變電施工現(xiàn)場(chǎng)的特殊性，需提出適應(yīng)其特殊性的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)要求，才能使視頻監(jiān)控系統(tǒng)更好地發(fā)揮對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)管理的功能。

1系統(tǒng)特點(diǎn)

變配電智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)為通信基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，具有分散監(jiān)控和集中管理的功能。是與數(shù)據(jù)通信、圖形顯示、人機(jī)接口和輸入輸出接口技術(shù)相結(jié)合的，用于設(shè)備運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。

變配電智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1）該系統(tǒng)集保護(hù)、測(cè)控、報(bào)警、遠(yuǎn)傳、電能計(jì)量分項(xiàng)管理和電能報(bào)表等功能，實(shí)現(xiàn)了高低壓變配電系統(tǒng)一體化綜合監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班模式。

2）分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單清晰，便于維護(hù)和擴(kuò)展。

3）系統(tǒng)監(jiān)控軟件采用全中文的實(shí)時(shí)圖形監(jiān)控界面，操作簡(jiǎn)單方便。

4）系統(tǒng)監(jiān)控軟件具備開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)視、電力參數(shù)采集、微機(jī)保護(hù)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、報(bào)警管理、曲線分析、報(bào)表生成和用戶管理等多種功能。

5）系統(tǒng)穩(wěn)定性好，可靠性高，采用網(wǎng)絡(luò)通信和現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式，提高了系統(tǒng)的智能化程度。

2智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)主要由倆個(gè)部分所組成，其中一部分是系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集部分，另一部分則是軟件預(yù)測(cè)部分。第一，系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集部分是智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集部分為智能電力系統(tǒng)提供測(cè)量的數(shù)據(jù)，同時(shí)這也要求系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)十分精確，系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集部分主要應(yīng)用時(shí)分割乘法技術(shù)，運(yùn)用電力技術(shù)、模擬電子技術(shù)和傳感器將電力電壓、電流和功率等電力參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄喽噍^弱的弱點(diǎn)電壓和弱點(diǎn)電流，同時(shí)，系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集部分通過(guò)高精度A/D轉(zhuǎn)換器將電壓、電流等電力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲饬x上的數(shù)字量，更好更有效地便于處理器進(jìn)行數(shù)字處理過(guò)程，同時(shí)，系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集部分需要和軟件預(yù)測(cè)部分相連接，在系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采集部分更注意開(kāi)發(fā)有效實(shí)用的軟硬件，對(duì)后期軟件預(yù)測(cè)部分提供便捷的條件。第二，軟件預(yù)測(cè)部分，軟件預(yù)測(cè)部分包括SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)部分和算法庫(kù)，SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)部分主要是對(duì)于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并對(duì)存儲(chǔ)串行口采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行更為有效的管理，這種前臺(tái)的控制軟件十分重要，對(duì)于以后算法庫(kù)的采集數(shù)據(jù)有著至關(guān)重要的作用。算法庫(kù)包括許多算法，其中主要對(duì)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)有幫助的算法包括線性外推法、回歸分析法、卡爾曼濾波法、小波分析法等，同時(shí)還具備人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型、紫組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、線性回歸模型等，對(duì)于智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析和探究，保證智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3智能化監(jiān)控在電力施工中的應(yīng)用

3.1網(wǎng)絡(luò)的傳輸

由于在智能化的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議傳輸機(jī)制與網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制極其容易的造成傳輸視頻的延時(shí)或者消耗較多的網(wǎng)絡(luò)寬帶問(wèn)題，無(wú)法對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為確保能夠有效的解決上述問(wèn)題，需將HTTP/TCP傳輸機(jī)制作為傳輸視頻的控制協(xié)議，同時(shí)將RTP/UDP傳輸機(jī)制作為實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議，以及實(shí)現(xiàn)具有實(shí)時(shí)性的功能，能夠有效的對(duì)單目標(biāo)廣播網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行極其必要的協(xié)議組成提供，并且通過(guò)運(yùn)用RTCP對(duì)視頻進(jìn)行傳輸控制與傳輸監(jiān)視。在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，RUP主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，RTCP主要負(fù)責(zé)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行傳輸，因此技術(shù)人員需有機(jī)的結(jié)合RTP與RTCP，能夠形成系統(tǒng)運(yùn)行的反饋機(jī)制，并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)用最小的成本進(jìn)行最大化的數(shù)據(jù)傳輸效率，以及適合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪\(yùn)用。其次RTP自身根本不具備傳輸數(shù)據(jù)的獨(dú)立功能，需與UDP結(jié)合運(yùn)用實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并且支持在TCP與ATM協(xié)議中運(yùn)行，需將通過(guò)運(yùn)用視頻流的自動(dòng)壓縮與編碼封裝為RTP包，以及以網(wǎng)絡(luò)的傳輸形式發(fā)送信息在UDP數(shù)據(jù)中傳輸。從而確保發(fā)送端與接收端都能夠定時(shí)的發(fā)送與接收實(shí)時(shí)的反饋信息，更加利于控制數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

3.2應(yīng)急廣播和通信

在進(jìn)入電力工程施工現(xiàn)場(chǎng)的交通通道一級(jí)通風(fēng)兼安全通道中，通過(guò)一些系統(tǒng)設(shè)備的安裝，使該套系統(tǒng)具備應(yīng)急通信和應(yīng)急廣播的功能。一旦施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)這樣或者是那樣的事故，就可以通過(guò)該系統(tǒng)的有效應(yīng)用，滿足應(yīng)急救援的一系列要求。

3.3電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析管理

系統(tǒng)采用了可編程智能電測(cè)表，該系列儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測(cè)量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)設(shè)置倍率。帶RS485通信接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號(hào)輸出、帶開(kāi)關(guān)量輸入/輸出和繼電器報(bào)警輸出等功能設(shè)計(jì)。

對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，包括系統(tǒng)諧波含量、電壓波動(dòng)和閃變、電壓電流不平衡度和頻率異常波動(dòng)等電能質(zhì)量問(wèn)題;事件觸發(fā)波形捕捉，記錄擾動(dòng)時(shí)波形，進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析;高準(zhǔn)確度雙向電能計(jì)量;可以為不同部門或用戶設(shè)置費(fèi)率，并計(jì)算電能使用成本和費(fèi)用;實(shí)現(xiàn)綜合的電能和部門統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能。

3.4數(shù)據(jù)采集與處理

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集電氣設(shè)備測(cè)量的各類參數(shù)，并進(jìn)行相關(guān)處理;直觀顯示斷路器運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作信息、異常報(bào)警信號(hào)和SOE事件記錄等;在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)窗口中用戶可據(jù)具體要求對(duì)不同類型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢;完成遠(yuǎn)程遙控、遙調(diào)和動(dòng)態(tài)事故報(bào)警燈操作功能;可根據(jù)實(shí)際需要任意組合生成生動(dòng)、豐富的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面;動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治雠袛?，以不同顏色形象化顯示不同電壓等級(jí)及帶電和失電區(qū)域;DA管理功能，配合智能配電網(wǎng)子站MMI，可實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)線路的故障定位、故障隔離和線路恢復(fù)等自動(dòng)控制;支持自動(dòng)彈出故障畫面，故障信息突出顯示，快速定位故障點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)以各項(xiàng)軟件作為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)電力數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和分析對(duì)運(yùn)行過(guò)程、運(yùn)行狀況進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控的高級(jí)系統(tǒng)，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的推廣和進(jìn)步，提高了工作人員的工作效率，保證電力工程的正常運(yùn)行，對(duì)供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性進(jìn)行了大幅度的提高，伴隨著智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，工作人員應(yīng)不斷開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新更為先進(jìn)的智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，保證電力使用安全可靠的同時(shí)，推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的進(jìn)步，為我國(guó)電力事業(yè)貢獻(xiàn)更多的力量。

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（作者單位：山東鑫宏源電力工程有限公司）