電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能探議

胡曉慧　周馬琳

摘要：目前，為進(jìn)一步確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全，電力單位針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)作模式以及運(yùn)行質(zhì)量提出了更高要求。一般來(lái)說(shuō)，電力監(jiān)控系統(tǒng)主要以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、監(jiān)控級(jí)設(shè)備、控制級(jí)設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施為主。其中，電力監(jiān)控系統(tǒng)涉及到的模塊內(nèi)容較多，主要以數(shù)據(jù)采集、處理、記錄、顯示以及報(bào)警等為主。可以說(shuō)，電力監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)與應(yīng)用，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了保障。針對(duì)于此，本文主要對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及功能問(wèn)題進(jìn)行研究與分析。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng);系統(tǒng)結(jié)構(gòu);系統(tǒng)功能;

前言：近些年來(lái)，隨著國(guó)家電網(wǎng)部署規(guī)劃的不斷貫徹與落實(shí)，電力單位秉承電力安全生產(chǎn)、安全管理等理念內(nèi)容，將管理側(cè)重點(diǎn)從以往用電效益方面過(guò)渡到供配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性等方面，更加注重電能的應(yīng)用質(zhì)量。為進(jìn)一步確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行效果，電力單位主張優(yōu)化與改進(jìn)電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容，重點(diǎn)從電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及功能應(yīng)用等方面入手，為電力監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供相應(yīng)保障。根據(jù)實(shí)踐應(yīng)用情況來(lái)看，電力監(jiān)控系統(tǒng)融合信息化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等內(nèi)容，初步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)控功能，解決以往監(jiān)控質(zhì)量不佳問(wèn)題，具有較強(qiáng)的應(yīng)用意義。

1 電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容

電力監(jiān)控系統(tǒng)在基本結(jié)構(gòu)組成方面一般多以現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)、信息控制與處理子系統(tǒng)以及人機(jī)交互子系統(tǒng)為主。具體內(nèi)容如下：

1.1 現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)

鑒于現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)作用對(duì)象的不同，因此在基本結(jié)構(gòu)組成方面主要以遠(yuǎn)程控制單元、PLC、保護(hù)單元以及傳感器等為主。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)需要立足于電力生產(chǎn)以及輸送實(shí)際，完成控制命令執(zhí)行工作以及現(xiàn)場(chǎng)信息采集工作。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)涉及到的信息內(nèi)容或者指令要求，可以借助傳感器設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量信號(hào)、數(shù)字信號(hào)以及模擬信號(hào)的采集過(guò)程以及處理過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，利用光纜、電纜等設(shè)施及時(shí)將處理過(guò)的信號(hào)內(nèi)容傳送到計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，完成控制命令執(zhí)行工作[1]。

1.2 信息控制與處理子系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)涉及到的信息數(shù)據(jù)內(nèi)容會(huì)回執(zhí)到信息控制與處理子系統(tǒng)當(dāng)中。該系統(tǒng)主要根據(jù)信息數(shù)據(jù)內(nèi)容判定當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，是否存在異常運(yùn)行情況。舉例而言，電力監(jiān)控系統(tǒng)中的通信設(shè)備系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮出自身的通信傳輸作用，將系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程涉及到的圖像資料信息、數(shù)據(jù)資料信息，以監(jiān)控、運(yùn)輸?shù)姆绞剿椭恋叫畔⒖刂婆c處理子系統(tǒng)當(dāng)中。如果系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程接收的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)異常問(wèn)題，位于電力監(jiān)控系統(tǒng)中的信息控制與處理子系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)結(jié)構(gòu)模塊，迅速定位故障點(diǎn)位置并加以追蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)故障問(wèn)題的處理作用。

1.3 人機(jī)交互系統(tǒng)

對(duì)于主控端而言，借助人際互聯(lián)子系統(tǒng)一般可以實(shí)現(xiàn)將信號(hào)轉(zhuǎn)化為光、電以及圖像等形式內(nèi)容，目的在于方便主控端工作人員實(shí)行操作步驟，解決以往程序冗雜的問(wèn)題。正式應(yīng)用過(guò)程中，人機(jī)交互子系統(tǒng)會(huì)利用屏幕顯示器、模擬屏等設(shè)備，針對(duì)電力系統(tǒng)涉及到的實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理分析與評(píng)判。待確保信息數(shù)據(jù)無(wú)誤后，則可以判斷電力系統(tǒng)處于安全運(yùn)行狀態(tài)。與此同時(shí)，根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行模式，確保系統(tǒng)可以始終處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。除此之外，人機(jī)交互子系統(tǒng)會(huì)結(jié)合通信子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的全面監(jiān)督過(guò)程[2]。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分析

電力控制系統(tǒng)在基本通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形式的構(gòu)成方面，主要以同等-同等形式以及主-從形式為主。其中，主-從系統(tǒng)運(yùn)用到的主機(jī)設(shè)備一般多以智能設(shè)備為主。舉例而言，像工作站或者計(jì)算機(jī)設(shè)備都可以被稱為主站。在正式應(yīng)用過(guò)程中，主站通常負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的通信工作以及各項(xiàng)指揮工作。而從機(jī)設(shè)備通常代指可編程控制器、智能變送器等設(shè)備。對(duì)于該運(yùn)作系統(tǒng)而言，主設(shè)備與從屬設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送工作可以根據(jù)主站獨(dú)立訪問(wèn)功能予以實(shí)現(xiàn)。

其中，對(duì)于系統(tǒng)中從屬設(shè)備的通信問(wèn)題，最好經(jīng)過(guò)主站處理作用，實(shí)現(xiàn)從屬設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，主-從系統(tǒng)可以針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)涉及到的網(wǎng)絡(luò)通信問(wèn)題進(jìn)行全面監(jiān)督與控制。但是需要注意的是，系統(tǒng)通信過(guò)程過(guò)于依賴主站，導(dǎo)致一旦主機(jī)出現(xiàn)明顯故障問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)勢(shì)必會(huì)陷入癱瘓局面。但是需要注意的是，系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備具備獨(dú)立運(yùn)行、使用網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。因此，即便某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，但是整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)仍可以處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)[3]。

3 電力監(jiān)控系統(tǒng)的各級(jí)設(shè)備分析

3.1 監(jiān)控級(jí)設(shè)備

電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控級(jí)設(shè)備主要以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)設(shè)備為主。該設(shè)備系統(tǒng)通過(guò)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制功能。其中，在電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成方面，主要以處理機(jī)、接口部分、信號(hào)處理等結(jié)構(gòu)模式為主。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng)用情況來(lái)看，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集與處理過(guò)程需要結(jié)合監(jiān)控級(jí)設(shè)備運(yùn)行需求，實(shí)現(xiàn)采集與處理過(guò)程。準(zhǔn)確無(wú)誤地定位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息，初步實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的功能要求。

3.2 控制級(jí)設(shè)備

電力監(jiān)控系統(tǒng)控制級(jí)設(shè)備主要以可編程控制器、智能儀表等為主。其中，可編程控制器一般多采用PLC系統(tǒng)，究其原因，主要是因?yàn)镻LC系統(tǒng)在功能方面，具備通信性強(qiáng)、敏捷性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以滿足廣大用戶自動(dòng)化處理需求。在系統(tǒng)模式的組成方面，PLC系統(tǒng)主要以電源模塊、中央處理器、信號(hào)模塊等基本模塊結(jié)構(gòu)為主，另外，智能儀表在某些層面上可以視為一種集遙信、遙控等功能于一體的控制裝置，在保護(hù)功能與自動(dòng)監(jiān)控功能的發(fā)揮方面，基本上可以滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行需求[4]。

4 電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能優(yōu)勢(shì)分析

（1）數(shù)據(jù)采集與處理功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)在正式運(yùn)行過(guò)程中，可以重點(diǎn)針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程涉及到的數(shù)據(jù)資源、信號(hào)問(wèn)題進(jìn)行采集與處理。及時(shí)將數(shù)據(jù)庫(kù)信息錄到實(shí)時(shí)庫(kù)當(dāng)中，確保各類(lèi)控制、操作指令得以滿足以期需求，防止系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)故障問(wèn)題。

（2）安全監(jiān)控功能。所謂的安全監(jiān)控功能主要是指電力監(jiān)控系統(tǒng)可以結(jié)合自動(dòng)化運(yùn)行特點(diǎn)以及安全防護(hù)特點(diǎn)，重點(diǎn)針對(duì)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的運(yùn)行實(shí)況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)各種電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)判斷是否存在異常運(yùn)行問(wèn)題。如果一旦出現(xiàn)異常問(wèn)題，安全監(jiān)控裝置會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置模塊，發(fā)出警報(bào)提醒工作人員。

（3）事件處理功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，系統(tǒng)中的各個(gè)模塊勢(shì)必會(huì)聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化處理功能，并生成記錄事故記憶體系。如果下次再出現(xiàn)同樣故障問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)生產(chǎn)解決方案，自動(dòng)化處理[5]。

結(jié)論：總而言之，電力監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程需要從現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)、信息控制與處理子系統(tǒng)以及人機(jī)交互子系統(tǒng)等方面入手，積極踐行國(guó)家電網(wǎng)部署規(guī)劃要求，力求從多個(gè)方面強(qiáng)化電力監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行效率。其中，關(guān)于電力監(jiān)控各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行問(wèn)題，建議管理人員最好重點(diǎn)針對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)控制木塊、報(bào)警模塊等功能特性進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，盡可能地為電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供保障。相信通過(guò)全體人員的不斷努力，電力監(jiān)控系統(tǒng)勢(shì)必會(huì)得到全面優(yōu)化與改進(jìn)，讓我們拭目以待。

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