配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)研究

程華明

江蘇潤和智融科技有限公司，江蘇 南京 210012

0 引言

配電房是電力系統(tǒng)末端配電網(wǎng)中分配、傳輸電能的主要場所。該場所具有分布較廣、數(shù)量較多且管理相對比較復(fù)雜的特征，是供電企業(yè)的工作難點之一。在此背景下，在當前先進的信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，供電企業(yè)可針對配電房的運行特點，建設(shè)在線監(jiān)控系統(tǒng)，對配電房的運行狀態(tài)以及運行過程中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，全面提升配電網(wǎng)運行的可靠性。

1 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)概述

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)安裝的主要目的是實時檢測配電房中相關(guān)設(shè)備的運行穩(wěn)定性，場所內(nèi)的溫度、濕度、危險因素、防盜狀況以及所傳輸?shù)碾娔苜|(zhì)量的實時檢測。系統(tǒng)在運行過程中，能夠?qū)⑴潆姺窟\行中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)较到y(tǒng)主站中，由系統(tǒng)主站在對這些數(shù)據(jù)信息進行處理后，實現(xiàn)對配電房的實時控制。同時，相關(guān)工作人員可通過在線監(jiān)控設(shè)備，實時查看配電房中所有電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，并隨時查看配電房進線回路的三相電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)。另外，在線監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集與存儲功能，并且在數(shù)據(jù)采集完畢后，可通過打印設(shè)備打印數(shù)據(jù)報表，報表能夠詳細記錄配電房運行過程中所出現(xiàn)的故障。在上報故障的同時，系統(tǒng)中的感應(yīng)報警器能夠及時發(fā)出報警信息，相關(guān)人員可第一時間進行故障處理，大幅縮短了應(yīng)急事件處理時間。在線監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲功能能夠有效存儲配電房中電氣設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)維修或者升級提供良好的數(shù)據(jù)依據(jù)。

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)還具有通信方便的優(yōu)勢。該系統(tǒng)可運用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模式與主站進行實時通信，并且在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)無線通信。監(jiān)控系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備在生產(chǎn)過程中具備以太網(wǎng)、無線網(wǎng)等多個網(wǎng)絡(luò)接口，無論在何種氣候環(huán)境下，都能夠?qū)崿F(xiàn)與主線的實時連接。此外，該系統(tǒng)具備對配電房內(nèi)的溫度與濕度的實時監(jiān)測，并上傳至主站，能夠有效幫助工作人員科學(xué)管理配電房內(nèi)的物料、設(shè)備。

2 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)主要由配電房內(nèi)安裝的監(jiān)控系統(tǒng)、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機設(shè)備等硬件組成。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)秉承分層次、分布式的設(shè)計原則，使該系統(tǒng)能夠符合我國當前正在實行的通信系統(tǒng)的特點與設(shè)計標準。其中，分層次的設(shè)計理念，可實現(xiàn)每一個管理層級都能夠獨立開展對配電房的運行系統(tǒng)實時查看，并且能夠遠程控制該系統(tǒng)。同時，在配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，如果兩個相鄰層級之間發(fā)生故障，可保障其他層的功能不會受到影響。配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲圖如圖1所示。

圖1 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲圖

2.1 主站層

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分為整個系統(tǒng)的主站層，主要由監(jiān)控主機與服務(wù)器構(gòu)成。在運行過程中，其主要功能是處理通信層傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息，實時分析與管理這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)最終的分析結(jié)果，發(fā)出相應(yīng)的指令，全面實現(xiàn)對配電房的實時管理。主站能夠通過外網(wǎng)服務(wù)器與配電放站端之間進行實時通信。在主站層中，需要將單監(jiān)控主機、單通信機、雙通信機、雙主機等設(shè)備進行組合使用。同時，相關(guān)設(shè)計人員可以對主站系統(tǒng)中的GPRS數(shù)據(jù)進行二次開發(fā)與優(yōu)化，使該系統(tǒng)在運行過程中全面收集與傳輸配電房站端內(nèi)的所有信息，并實現(xiàn)對該系統(tǒng)的遠程控制。

2.2 通信間隔層

通信間隔層的主要功能是保障配電房站端內(nèi)的所有電氣設(shè)備與主站層之間的數(shù)據(jù)傳輸。該層級也是監(jiān)控主站與配電房之間最重要的連接樞紐，對于配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)能否穩(wěn)定、安全的運行起到?jīng)Q定性的作用。

通信間隔層的主要功能是主站與各子站之間的數(shù)據(jù)傳輸與連接。其工作原理是通信主站會根據(jù)配電房的運行狀態(tài)，通過通信總線發(fā)布不同的指令，通信總線將其傳輸?shù)讲煌潆姺康恼径丝刂浦鳈C上，通過配電房內(nèi)的主機實現(xiàn)對相關(guān)電氣設(shè)備的實時控制。通信子站在運行過程中，可將配電房內(nèi)的電氣設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)等信息通過通信總線傳輸至主站層。兩個不同控制層級之間的數(shù)據(jù)傳輸載體，被定義為通信間隔層。當前在我國通信間隔層常用的上行網(wǎng)絡(luò)主要是以太網(wǎng)和PROFIBUS的方式，而下行網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸主要應(yīng)用的是現(xiàn)場總線，常見的型號為RS232、RS485、CANBUS等，相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)所安裝的電氣設(shè)備類型選擇最合適的總線。

2.3 遠端設(shè)備層

遠端設(shè)備層是配電房在線監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的監(jiān)測設(shè)備，該系統(tǒng)的主要功能是對配電房內(nèi)不同類型的數(shù)據(jù)信息以及設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。這一層級中主要運用的設(shè)備均為監(jiān)測設(shè)備，如監(jiān)測配電房內(nèi)氣候環(huán)境的溫度監(jiān)控器、濕度監(jiān)控器，監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)的視頻監(jiān)控設(shè)備，以及相應(yīng)的主控設(shè)備等，其主要作用是數(shù)據(jù)收集以及指令的接受與執(zhí)行。

3 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

3.1 數(shù)據(jù)采集

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對配電房內(nèi)的所有電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)的采集。在信息采集完畢并進行處理后，將所有信息上傳至系統(tǒng)的主站層。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時更新，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)報表。

3.2 報表記錄打印

配電房站端在線系統(tǒng)中的主站層在接收到遠端設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息后，可對相關(guān)信息進行分析和處理，并在進行數(shù)據(jù)存儲的過程中，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為標準格式，以標準格式打印為紙質(zhì)版本，使相關(guān)工作人員能夠根據(jù)該系統(tǒng)提供的紙質(zhì)報告，及時了解配電房內(nèi)的設(shè)備運行情況。同時，相關(guān)工作人員能夠根據(jù)自己對該系統(tǒng)的實際需求，設(shè)置滿足電力系統(tǒng)運行需求的數(shù)據(jù)報表。

3.3 報警

配電房內(nèi)部的工作原理相對比較復(fù)雜，所涉及的電氣設(shè)備種類及技術(shù)較多，因此在其運行過程中，經(jīng)常會因為不同的影響因素而出現(xiàn)不同規(guī)模的故障。如果相關(guān)工作人員沒有對故障進行及時處理，那么不僅會影響正常供電，還造成一定的經(jīng)濟損失。在此背景下，運用配電網(wǎng)站端在線監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效解決這一問題。該系統(tǒng)中的每個檢測設(shè)備都具有報警功能，通過物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)將配電房中的監(jiān)測設(shè)備與系統(tǒng)主站進行實時連接，一旦配電網(wǎng)中的電氣設(shè)備發(fā)生運行異常，或者周圍空氣環(huán)境內(nèi)出現(xiàn)危險因素，監(jiān)測設(shè)備能夠第一時間發(fā)出警報，并將警報信息直接傳輸?shù)酵ㄐ胖髡局?，使工作人員能夠第一時間了解故障信息，找出故障原因。同時，配電房內(nèi)的監(jiān)測設(shè)備在報警后，必須手動消音，使報警信息停止。此外，在故障發(fā)生后，相應(yīng)的故障信息會被記錄在系統(tǒng)故障事件記錄中，從而為后續(xù)故障處理工作提供數(shù)據(jù)支持。

3.4 事件信息處理

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r記錄該場所內(nèi)所有的監(jiān)控設(shè)備在運行過程中所產(chǎn)生的信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)，并顯示在系統(tǒng)主線中的平臺上，工作人員通過該平臺可以查看配電房中監(jiān)測設(shè)備的運行情況、通信情況和設(shè)備開關(guān)情況。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)水平的不斷提升，對配電房的智能化建設(shè)已經(jīng)成為一項必須開展的重要工作內(nèi)容。將在線監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)在配電房中，能夠全面提升工作人員對配電房的信息化管理程度，全面保障供電企業(yè)的供電質(zhì)量與穩(wěn)定性，助推我國電力事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。