電力監控范文
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篇1
關鍵詞:電力監控系統;電力生產;現場總線控制技術;電力系統;自動化 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM76 文章編號:1009-2374(2016)33-0034-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.018
1 電氣自動化系統網絡與通信構成
1.1 站控層網絡
對于站控層網絡來講,其在使用過程中通常發揮著兩大作用:一是可以當作通信設備來使用,進而把站控層和控制層設備連接起來;二是可以使站控層當作每一個節點得以聯系,也使通信功能作用得以發揮。在系統內,出現兩個既互相冗余,卻又對數據處理發揮作用的服務器,說明服務器在正常運行時,不僅能夠通過以太網、站級通信規約等常見的一些途徑來實現數據處理工作,還能夠與裝置進行直接接觸,進而完成數據處理工作。此外,若是把數據庫與站控層連接在一起,便會使得服務器淪為兩個網格的網關,對于該網絡來說,使用的便是以速度為優勢的以太網。
1.2 間隔層網絡
通常,連接間隔層和通信控制層之間的網絡,便是間隔層網絡,現如今,該網絡在應用時,所應用到的網絡形式分為LON、CAN、以太網等。通常,測控網絡一般都會選擇LON網絡,對這種網絡進行應用時,所選的介質,屏蔽雙絞線占得較多。在傳輸通道相距不遠時,一般選擇使用五類線作為傳輸介質,反之,則選擇光纖作為傳輸介質。
1.3 DCS系統接口
因為電廠是將DCS當成主要生產控制系統,以至于在電力監控系統當中,DCS通信可采取兩種措施來進行:一是借助站控層轉發給工作站,然后再由工作站轉發到DCS網卡上,這種方式傳遞的數據,能夠容納DCS所需的大部分信息,其中通信方式可采取串口或者以太網兩種方式;二是將少量對響應速度有需求的信息,借助主控單元與DCS的DPU通信進行傳遞,其中通信方式一般采取串口方式,但是以太網也可以運用,并可實現數據雙向交換。
2 電氣自動化系統站控層設備構成
站控層是由電氣自動化系統當中的各個主站系統所構成,同時也是電氣自動化系統控制管理中心,在系統數據收集、數據處理、數據顯示、數據監視及最終的設備控制一系列環節中,發揮著至關重要的作用。站控層應用到的設備包含服務器、工作站等計算機硬件,同時還應用到數據采集與監控等各種專業軟件。
2.1 系統服務器
作為電力監控系統報警SOE等實時數據存儲與處理的設備,系統服務器在運行過程中,展現出高度靈活、高速、高效等優勢,其可以高效、高速完成數據的掃描與處理,且能夠將實時數據、重要信息向工程師站、維護人員、操作人員那里進行傳輸。系統服務器還兼備通信服務器的相關作用,利用站級網絡、通信控制層內的主控單元或者是其他相關設備,來完成數據交換的過程,進而使數據可以與網絡實施連接,完成數據向主站的傳遞任務,這一過程的實現也是系統對數據實施處理的關鍵性工作內容。
2.2 工程師站與操作員站
工程師站通常均是在高分辨率的畫質條件下,來實現編輯、操作及維護工作的開展過程。工程師站所給出的全套工具,不僅能夠編輯、創建圖像、數據與邏輯控制,還可以能通過軟件開發及維護,將數據文件在服務器中得以保存下來。同時,還有分散控制系統和運行人員圖形交互界面存在,用戶在使用時只需要通過對標準操作員站的訪問,便實現對組態畫面顯示、趨勢曲線等各項過程的控制。
2.3 轉發工作站
電力監控系統在運行時,還可以向DCS等第三方系統完成遙測、電量、計算量的轉發,同時還能夠與第三方運用不同規約完成對各類信息的實時交換,能夠借助串行口通道與網絡來實施,另外,系統還可實現多種模擬屏接口功能。
3 電力監控系統通信控制層與間隔層構成
3.1 通信控制層的構成
通信、控制為通信控制層所包含的兩大功能,其中通信功能是把間隔層當中的通信接口、通信規約等相關信息,轉變為站控層內統一的通信規約,并把較為重要的信息與DCS系統內的DPU信息實施互換,實施互換的信息,包含模擬量與開關量兩種信息方式。而對于控制功能來講,主要是將和廠用電存在關聯的控制邏輯,放置在同一層來實現,這時通信控制層會利用通信規約、綜合保護測控裝置、接口與各類設備來實現各個類型的規約,通過統一轉換格式和接口,對站級網絡運用統一系統規約的制定,這樣站控層網絡內系統所產生的數據,其格式均是統計的,進而使得站控層內所有主站軟件均可維持穩定。
3.2 間隔層的構成
一般來說,電力監控系統所采用的間隔層裝置,通常其構成包含了兩個保護測控裝置。對于廠家來說,其所制造的測控裝置,能夠在主控單元的配合下,在電力監控系統中得以集成。在這里,應用到的接口方式存在CAN、以太網等各類形式。另外,還可以利用廠商所給出的管理機,利用站控層當中的通信服務,把它在系統中做到有效接入。
4 電力監控系統方案簡介與應用
在電力監控系統方案當中,通常對于中間層通訊管理機來說,均是結合生產工藝來實施配置,另外,所用到的管理間隔層設備,也是結合生產工藝完成組網的。對于通信管理機來說,其能夠并列運行,同時有和DCS系統內DPU通信接口相對應的配置,進而能和DPU間完成信息和數據的交換,在通訊管理機當中,都存在冗余配置的與DCS系統中的DPU通信接口,只要任意的通信接口出現問題之后,便能夠完成無憂切換。對于主廠房中的汽輪機、鍋爐等工藝負荷通信管理機,也會根據電廠工藝流程的不同,來和DCS系統中的DPU按照1∶1比例進行冗余配置。低壓電源以及PC-MCC饋線內的通信管理機是根據段來完成冗余配置,而發變阻當中的測控通信管理機則是在單元組的基礎上來完成配置的。380V的公用系統通訊管理機是按照工藝流程的差異,與DCS內的DPU進行1∶1冗余配置。
通常,對于單機電力監控系統內的通訊管理機來說,其內設配置有6臺鍋爐、4臺汽機、9臺電氣、3臺500kV的測控部分、2臺冷空部分及1臺備用設備。而對于站控層后臺來說,其存在的配置包含2臺服務器、1臺操作員站、2臺網關服務器。在接線時,對于#1~#10通信管理機的管理機來說,其在運行時,所用到的接線方式為硬接線聯合通訊的方法,而對于#11~#21通信管理機所用到的接線方式,便是全通訊方法。在間隔層當中,從任何一個綜合保護裝置,到通信管理機柜的通用方式,都是借助LON網來連接到一起,同時就500kV升壓站通信管理機和空冷來講,依舊是采取光電轉換裝置,來把站控層當中的電氣通信管理機柜包換的交換機,來對光纜進行連接在一起,同時將500kV的站控層公用通信管理機柜與啟動/備用變壓器測控交換機來實施連接,繼而完成信息共享。對于機組測控柜來說,是借助硬接線或者是變送器,完成開關量與模擬量的直接送入,對于發電機、主變壓器等系統內的開關量、溫度等相關信息,需要做好采集工作,同時借助以太網把這些信息向#18通信管理機內完成傳輸。對于柴油機等相關設備來說,要求利用RS485接口,使其與網關柜#20、#21通訊管理機連接在一起。而站控層到通信管理機內,所運用的通信方式,便是借助以太網的方式,來使其連接得以實現。從管理機到DCS系統之間,所用到的數據傳輸方法,是借助RS485接口來進行傳輸;對于網關柜向DCS數據的傳輸過程,則是借助TCP/IP的方式來進行轉發。在此需要表明,因為電力監控系統存在的數據流較為龐大,同時對于電氣通信管理機柜與網關柜來說,均是利用兩個交換機來實施分屏安裝,在此情形下,存在任意情況,都可使得數據流量得到有效降低,進而防止因其中任意一個交換機數據量超出,而使通道出現堵塞、服務器出現死機或者系統響應時間太長的
情況。
此外,還需要弄清楚的是,系統對時,為GPS對時主機柜來對站控層服務器實施軟對時,然后再向每個主控單元、服務器與保護裝置實施下發。這樣的話,便可以使得GPS的對時系統有且只使用一種,從而能夠保持企業中出現的保護裝置、DCS系統、信息子站等各類與其相連接保護裝置動作時限的統一性,進而便于對故障展開分析。
5 結語
干擾對通信裝置會起到很大的影響,所以對于抗干擾來說,其關鍵在于完成各類干擾耦合途徑的切斷,進而避免干擾流入到通信裝置當中。因此,運行單位需根據我國電力調度中心所指定的相關文件及相關技術要求,來對接地系統做到檢查與完善,進而使得接地與連接較為可靠,使外部干擾的竄入問題得到有效解決,進而使通訊裝置得以穩定、可靠地運行下去。
電力監控系統應當運用先進的現場總線技術,來對電力系統中的網、廠及站實施控制,此類控制措施具有十分廣闊的應用空間及前景。同時,計算機技術與通信技術的快速發展,會使高參數、大容量的機組進一步增長,也會使得工作人員的素質得到不斷提升,更多的自動化控制系統及各系統的通信和聯網顯得日益重要起來。筆者認為,二次系統安全防護問題將是今后必須考慮和研究的方向之一。
參考文獻
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篇2
隨著中國經濟的發展,電力的建設普及工作都已經完善到位,但是對電力信息的安全監控仍存在許多問題,電力信息的安全影響著電力企業和用電用戶的安全,對經濟發展和人身安全都至關重要,因此相關人員要重視電力信息的安全監督工作。本文對于電力信息安全進行分析,闡述其組成結構,包括信息流、信息網絡、安全防護結構,并指出目前常見的安全問題種類及表現形式,根據問題提出若干的結局辦法,為相關人員提供參考意見。
【關鍵詞】
電力系統;信息安全;信息監控;安全分析
1電力信息安全的組成結構
1.1電力信息流結構
電力信息安全系統的最終目的便是保證電力業務安全順利的進行。因此對于信息流的構成就必須要了解,從電力企業的運營層面來看,電力信息流主要有以下幾方面:辦公自動化環境、生產管理、營銷管理、資源管理、物理系統、輔助決策、自動化系統等。電力企業想要安全可靠的運行就必須要清楚地認識到各個層面之間的關系,為電力安全、優質、經濟提供保障[1]。
1.2電力信息網絡結構
為了滿足社會對電力資源的需求以及網絡的普及發展,需要將電力信息網絡化,同時與信息流相匹配。目前大部分地區都在探索公用網絡和專用網絡相結合的結構網絡,并整合辦公自動化環境、生產管理、營銷管理、資源管理、物理系統、輔助決策、自動化系統等,用網絡系統來支撐電力信息的安全性,根據重要程度來排序分類,然后與互聯網對接,將功能的重要性以及形式凸顯出來,保證結構合理的前提下實現電力網絡結構的安全性[2]。
1.3電力信息安全防護的結構
傳統的國內電力系統功能主要體現在三個層面,即生產管理系統層面、電力信息管理層面、自動化系統層面。而在互聯網發達的今天,將傳統的電力系統安全防護融合在互聯網中,又可以劃為四個區域:第一個安全的區域可以將自動化系統的管理建立在SPDnet上,通過二者的協調來實現自動化系統的安全;第二個安全的區域是把SPDnet加入到生產管理系統,對生產管理進行把控,但是由于SPDnet存在一些局限性,因此再把生產管理系統與SPnet進行融合,成為第三個安全區域,實現了生產管理的完整性和全面性;第四個安全區域是將電力信息的管理層面通過融合SPnet的方法來實現,保證了電力信息的管理。電力信息安全管理的總體框架應該是以技術安全、管理安全、生產安全、策略安全為基礎,通過安全網絡、安全應用、安全系統等手段來實現,從而保障電力企業和用電用戶的安全性[3]。
2電力信息安全問題概述
2.1安全問題表現形式
在明確電力安全結構組成之后,結合實際情況來分析目前電力信息安全的現狀,通常來說電力信息的安全問題都表現為以下幾點:信息的可控性,電力信息的掌握不僅僅只是為了了解信息,更為重要的是通過信息的采集來控制安全的生產和管理,因此信息的掌握要具備可控性;實用性,要保證所采集的電力信息具有實際的意義,透過數據能夠了解電力的安全系數,不需要采集無用的數據信息,因此實用性的電力信息是十分重要的;保密性,由于網絡的發達,電力信息在被收集的時候容易出現信息泄露的情況,因此在采集安全數據信息的時候要注意保證信息不被泄露,只有保證信息的保密性才會保證電力企業的安全生產;完整性,電力安全信息需要完整,不能缺失、混亂,保證數據的傳輸和分析過程不受干擾,避免信息被破壞;協調性,安全網絡的建立使得電力安全管理更加方便,但是要注意管理運行的協調性,保證電力企業的運轉。
2.2安全問題種類
電力信息安全監控要求構建完善的結構體系,從實際情況出發,結合電力系統的發展需求,確定電力系統運行的安全等級,保證安全等級能夠滿足電力信息網絡的需求。在電力企業的信息安全上,要認識到安全的重要性,能夠了解企業的信息安全不僅僅是網絡信息化建設的基本保障,更是電力生產協調穩定運行的前提條件,還影響著電力生產的經濟性。就目前國內的電力信息安全體系的構建情況來看,雖然基礎條件已經比較完善,但是在實際的應用過程中都會存在或多或少的問題,雖能夠實現電力信息網絡和運行的穩定性,但是這些安全方法都具有一定的局限性,實際當中只對電力信息的局部進行了防護,并沒有保證整體的安全安全協調性,使得電力信息安全水平仍舊比較低下[4]。
3電力信息安全監控方法
3.1設備的監控
電力設備是電力運行的基礎條件,因此對于電力設備的安全管理監控工作要做到位。加大電力設備的管理力度,安排相關的專業人員對電力設備進行巡查,發現問題及時上報,制定合理的處理辦法,消除隱患。對電力設備的功能進行合理的設計規劃,保證電力公司的生產運轉,實現設備的基本功能管理;保證監控人員的綜合素質,對電力設備能夠開展實時有效的監控,對出現異常情況的,需及時發送警報信號,提醒相關操作人員注意安全防護,及時處理故障;根據設備的功能作用、類型、性質、工作條件來進行分類和管理,保證電力設備的穩定運行,延長設備使用壽命,保證工作的便捷性、合理性;結合實際發展和電力公司的條件適當的引進新設備,提高電力生產的安全性、穩定性和經濟效益[5]。
3.2數據的管理
因為數據的安全影響著電力企業的安全效益,所以對于數據傳輸和管理辦法決不能忽視。要保證數據和安全信息的統一性和協調性,注意標準化的管理模式,保證數據傳輸的過程中不被外界因素影響,避免出現數據的混亂、虛假數據,實現數據信息的準確性和完整性;加大對電力網絡系統的安全管理,使得數據在存儲當中不被惡意破壞,及時的對數據進行備份,避免出現數據丟失的情況。
3.3運行的管理
對系統的運行過程進行監督,可通過各個網絡節點來采集系統信息,然后綜合這些網絡節點進行數據分析;對系統運行的方式進行分類,進行模塊化實時性的監控,及時的反饋安全隱患;建立完善的安全事故應對機制,對安全事故進行預警和處理,總結分析事故原因,提出有效的解決辦法,并制定相應的預防策略;建立離線安全分析辦法,通過對數據的總結來進行評估,包括數據的分析計算、安全管理、事故報告等。
3.4優化監控技術
電力系統的監控主要通過以下幾方面:對象的監控、數據的監控、聯級管理技術等。因為電力信息安全與物理電力管理相關聯,安全管理比較復雜,管理對象比較多,因此要將監控技術進行優化及改造。對互相關聯又各自獨立的監控對象進行協調,理清監控對象同工作環境的關系,利用共性特點來實現監控對象的協調性;將各個監控對象的數據進行統一管理,建立相關標準;加強適配器的管理監督,保證數據采集、命令發送環節正常進行[6]。
4結束語
通過文章的分析,總結了電力信息系統的安全結構,對常見問題匯總分析,提出相應電力信息安全監控辦法,為電力企業從業人員提供參考意見。但是實際的監控辦法仍舊需要相關人員不斷的摸索,提出更好的監控方法,推動電力事業的發展。
作者:文勇 單位:廣州市紫晶通信科技有限公司
參考文獻
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篇3
關鍵詞 煤礦;電力監控
中圖分類號:TD611 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)11-0000-00
1 概述
工礦企業是我國電力的主要用戶,據統計其總用電量約占全國總發電量的70%。工礦供配電系統是電力系統的一個重要組成部分,是聯系大型電網和工礦用電設備的橋梁。近年來煤礦現代化程度的不斷提高、井下供電距離的增加以及供、配電要求的日益提高,尤其對煤礦井下供、配電系統的穩定性、安全性和不間斷性的要求越來越高,以PC和PLC為代表的計算機控制技術已在我國煤炭行業得到廣泛應用。目前煤礦井下供電系統中PLC計算機控制使用主要體現在地面中央配電室的微機保護、微電腦控制管理、微機檢測等方面,并取得了很好的使用效果。然而,由于煤礦井下供、配電系統不同于井上供電系統,煤礦井下供電設備比較復雜,對供電系統的正常運行影響因素較多,因此對井下供配電系統實行遠距離監測、監控就尤為重要了。
煤礦井下變電所提供的服務對象為采煤、通風、掘進、運輸、排水、地質勘探等重要生產環節,供電負荷工作場所環境、地質條件復雜,存在瓦斯煤塵積聚、滲漏水以及冒頂事故等事件會使電氣控制設備絕緣強度、隔爆、耐爆性能逐漸降低,容易出現漏電及單相接地故障。這類故障若不及時排除,電網各相線會長時間運行在線電壓下,長期運行將導致絕緣擊穿,甚至發生兩相或三相短路故障。發生故障時產生的電弧能量會引起瓦斯、煤塵爆炸,這樣就直接危及人身安全和礦井生產系統的安全。由于這類事件的發生幾率較小,而且具有隨機性和不確定性,傳統的監控系統方法不能在線監測現場所有的設備運行狀態,不能及時進行故障診斷、提前將故障排除,而是等到設備癱瘓后才進行故障診斷,為此將增加維修的難度和故障診斷的延時性,有可能此設備由于沒有及時搶修而報廢,設備停止運行將會影響整個生產系統的安全生產工作,而且大部分事故是由于這些潛在的隱患而發生的,因此,更新現代化的監測、監控設備,采用現代化監測、監控手段,對煤礦井下實現集中管理是非常迫切的,也是非常必要的。
2 煤礦電力監控系統的發展現狀
2.1 煤礦電力監控系統組成
2.1.1 主要用途
電力監控系統用于煤礦井下各變配電室供電系統和運轉設備的監測、監控、遠距離控制、在線管理,實現井下供電系統電力參數和運行狀態的在線連續監測控制、統計分析、故障查詢。電力監控系統能夠對井下電氣控制設備的運行安全保護、運行事故監測預防、事前報警、事故快速恢復處理、控制參數通過密碼口令隨時修整,防止供電系統越級跳閘、大面積停電等運行事故的發生和再次擴大,加強供電管理,并可用于煤礦安全生產管理的多個方面,實現煤礦供電系統和生產設備的全面自動化監控。
本系統具有數據采集、遠程控制、遠程設定、統計分析、數據查詢、模擬顯示、故障報警、監控管理等功能,多層次的1000M工業以太環網+現場總線組合系統和多種配套的通訊、采集、監控設備,能在同一網絡平臺上構建多個專業的監控管理系統。
2.1.2 主要功能
1)數據采集記錄。采集監測供電監測點的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、視在功率、最大需量、用電量、功率因數、頻率、零序電壓、零序電流、對地絕緣電阻等運行參數;采集記錄過流、過壓、過載、欠壓、斷相、堵轉、接地等故障參數;故障事件觸發高速故障數據錄波。
2)運行監控管理。實時模擬顯示全礦和各變電所供電系統的供電狀態、設備狀態、供電參數、運行曲線、故障類型、故障參數。監控分析供電系統運行參數,提示系統狀態變化情況,根據供電系統運行狀況給出監控建議。
監控變壓器的負載運行情況,顯示變壓器負載運行曲線,日、月時段最大負荷,給出增減負載的建議數值。故障事件分類主動上傳報警,故障數據顯示,故障參數記錄,報警事件統計管理。遠程調整設定供電系統額定運行參數、保護整定值、報警值。統計記錄供電系統運行情況、操作記錄,停送電時間、分類故障情況。故障錄波數據和圖形曲線遠程調用,智能分析。變電所局域供電情況現場顯示,停電、故障、操作聲光報警提示。
3)遠程操作控制。地面遠程控制高、低壓供電開關的供電、停電、閉鎖操作。
可進行單臺、多臺、編組、聯動、預置操作。有操作前檢驗和操作預警提示。設定操作程序和操作條件,實現自動程控操作和聯動操作。
監控顯示操作過程,提示操作程序,反饋操作結果,防止誤操作。自動記錄操作過程、操作結果、操作人員、操作任務單。按照操作要求和目的給出操作程序,自動選擇停送電操作路線和設備。現場有遠程操作閉鎖切換功能。
4)用電計量管理。統計顯示全礦、單位、用電點的班、日、月、年和任選時段的用電量數據和電量變化曲線,自動生成各種分類報表,分類、分時查詢用電量歷史數據和曲線。自動統計峰谷分時電量,計算分時電費,分時時段可用戶設置。分類統計用電量數據,并生成報表和用電構成圖。
按設定要求對用電單位和用電點進行用電考核,生成考核報表。
5)設備監控保護。對變電所、通風機、水泵、絞車、壓風機、膠帶機等重要設備可構成獨立監測系統,監測各種運轉參數、狀態,設置多參數閾值報警和綜合故障保護,實現集中、自動、遠程等多種方式的操作控制。
6)設備信息查詢??呻S時查詢被監控設備的基本技術特征資料,設備和電纜的基本參數可在界面上浮動顯示;可查詢被監控設備的保護整定值,報警設定值,監控通訊設定參數;可查詢被監控設備的檢修紀錄,試驗紀錄,故障紀錄,包機責任人;可對監控系統進行自檢,報告自檢情況,發現監控系統故障,并列出故障點信息;配有供電計算程序,可進行電纜、變壓器、過流整定值、短路整定值的計算。
7)安全聯網監控。實現安全監控和供電系統的聯動,可提供與安全監控系統軟件接口,授權安全監測系統控制操作供電設備,并可接入安全監控系統監測設備,實現瓦斯、通風等安全參數監測和瓦斯、風電閉鎖、超限斷電功能于供電系統控制的聯動。
針對以上問題和現狀,本課題提出了利用計算機檢測和可編程技術研制了一套適用于全礦井的高、低壓配電系統的集中監控系統。該遠距離供電系統控制的研究和實施,可實現井下中央變電所、采區變電所的集中管理和無人值守,對于提高供電系統的穩定性和經濟運行指標,促進采區供、配電系統管理的科學化、現代化、高效化,有著非常重要的現實意義。
電力監控系統以計算機、通訊傳輸設備、測控單元為基本工具,為變配電系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供了基礎平臺,它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統,在變配電監控中發揮了核心作用,可以幫助企業消除供電安全隱患、降低運作成本,提高生產效率,加快變配電過程中異常的反應速度,能夠及時調整控制參數,達到運行安全高效的目的。加強供電安全管理,并可用于煤礦安全生產管理的多個方面,實現煤礦供電系統和生產設備的全面自動化遠距離監測監控。
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篇4
關鍵詞:供配電設計;電力監控;系統應用
中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)06-0053-02
供配電是電網主要設計的內容,在電能供應中發揮重要作用,基于能源利用和資源節約的思想,我國將電力監控系統作為管控供配電設計的主要部分,利用監控系統,形成供配電的管理平臺,重點對供配電的運行、狀態、設備進行有效的控制,避免供配電出現安全隱患,由此,提升供配電的運行質量,進而保障其經濟
效益。
1 簡述供配電設計中的電力監控系統
電力監控是綜合性的運行系統,其中既包括先進的計算機技術,還包括各種基礎設備,主要是協助供配電設計,例如:供配電采集電力信息時,需借助電力監控,整合各類設備的狀態信息,利用通訊設備集中傳遞,同時電力監控具備較強的適應能力,其可與不同的設備形成獨立的監控系統,主要監督供配電運行。第一,電力監控能夠提高對供配電的控制能力,避免供配電在電網系統中處于隔絕狀態,保障供配電與電網的統一發展,降低電力成本,第二,電力監控可實現供配電的智能狀態,電力監控具備狀態監測的功能,通過“指令-狀態-監測”的環節,實現供配電設備監控,提高設備故障的預防能力,進而避免供配電設計在電網運行中出現狀態事故,由此可見:電力監控具備積極的意義,在實質上優化供配電設計。
2 電力監控系統的特性
由于監控系統具備較穩定的特性,為供配電設計提供有效的支持,針對監控系統在運行過程中表現出的優勢進行分析。
穩定優勢。嵌入式為系統特點,具備較高的穩定優勢,通過此類型的系統,可將監控信息,以穩定性能傳遞,不論是信息壓縮,還是信息模擬方面,都可自動屏蔽外界信號干擾,構建平穩的監控系統,通過研究發現,監控系統中信息參數的運行穩定度,要比DVR還高,主要是由于監控系統信息利用相關芯片,形成高頻信號優化,保護運行信息。
靈活優勢。監控系統的運行建立在計算機基礎上,其包含各類功能軟件,監控系統跟自行發掘軟件更新信息,利用網絡功能,實現軟件升級,監控系統必須保持軟件靈活性,才可跟上網絡發展的速度,為供配電設計提供新型環境,實現監控同步的狀態,進而實現多方監控一方的狀態,打破傳統地域的限制,通過監控系統,即可對供配電傳遞的信息進行處理,體現監控系統的功能特性。
先進優勢。MPEG-4是監控系統的運行核心,其為高級算法,主要是壓縮供配電的數據,提高畫面質量。例如:系統進入監控狀態時,能夠提供優質畫面,盡量將清晰的監控畫面反饋到顯示設備上,因為MPEG-4本身具備較小的資源占有量,可以為信息運行提供相對寬闊的范圍,通過實際運行,可發現:監控的畫面,不僅可以監控靜態的設備,更是較清晰反應設備的動態效果。監控系統的先進性,重點是其可實現監控畫面的高質量,直接利用MPEG-4作用于壓縮技術,給人清晰的視覺畫面,提高對供配電的監控效果。
保密優勢。監控系統在運行時,對應單獨IP,為系統提供單一的地質,工作人員只可利用單一的IP,操作單個監控系統,利用IP設置操作限制,維護保密的訪問權力,避免監控信息外泄,或者工作人員可自行設置訪問密碼,維護信息保護的訪問權。
3 電力監控系統在供配電設計中的應用
監控系統不僅需要包含高質量的監控作用,還需要具備一定的通信能力,便于電力信息采集、傳輸,將其應用到供配電中,穩定系統設計,一方面監控供配電的運行,另一方面利用監控降低供配電的故障發生率,所以重點分析電力監控的應用。
3.1 實現人機交互
電力監控可以形成清晰、高質量的界面,為供配電用戶提供便捷,在界面中,閱讀語言普遍設置成中文,保障用戶可以直接了解界面內容,同時界面實行統一操作,避免用戶出現操作混淆,而且監控系統針對不斷更新的界面,及時顯示,積極的為用戶提供不同類型的操作界面,界面上可以常規的顯示方法,顯示供配電的狀態,例如:供配電當前時刻的運行內容、設備運行方式、數據處理狀態等,通過監控界面,為用戶提供極大的方便,拉近用戶與供配電的距離,保障用戶可以清晰了解供配電運行。
3.2 提高權限管理
權限主要是為供配電提供嚴格的環境,提高供配電設計的安全度,通過電力監控,實現供配電的加密設計,保障數據信息處理的質量。第一,利用監控系統實行權限設置,即對監控系統進行層次權限分級,滿足不同級別人員的需要,其中要遵循“高權限包含低權限”的原則,但是不能實現低權限的越級處理,由此可以規定供配電人員的工作范圍,避免出現信息外泄,提高信息保密度;第二,對監控系統設置后臺操作,方便供配電人員修改設計信息,如發現供配電在設計中,出現非正常狀態的數據時,可以及時登錄后臺系統,操作選項,更改數據。
3.3 提高供配電信息采集的效率
通過電力監控,體現供配電信息采集的效率,監控系統在對供配電實行監督、控制時,最基本的工作是采集供配電的各類信息,其中包括數據信息和參數信息,監控系統在采集信息時,主要是通過不同性能的儀表,采集完畢后顯示,監控系統的信息顯示具備一定的特點,不僅能夠保證顯示全面,最主要的是本地顯示,由此,以監控系統為背景,供配電可及時抽取所需信息,然后處理信息,得出結果,利用監控系統得出的信息,保障時效性和準確率,避免用戶對信息產生疑惑。
3.4 協助供配電記錄事件發生
供配電設計中,需要對相關的事件進行重點記錄,做好順序存儲的工作,供配電實際存儲的過程中,必須預留未知空間,因此增加供配電的設計難度,通過監控系統,直接對發生事件進行動態監控,無需進行順序記錄,供配電設計只需要預留空間即可,不設定空間大小。
3.5 建立供配電設計的數據庫
數據庫是供配電設計的核心,大量數據來源于數據庫,最終還需儲存在數據庫內,所以必須保障供配電數據庫內部的分類,更要保障數據庫信息的運行,監控系統可以為數據庫提供運行基礎,明確劃分數據庫內部的模塊,保障處理后的信息自動根據特定路徑,存儲到數據庫內,由此,用戶可在數據庫內檢索供配電信息,并且根據供配電的實際,導致有效數據,形成管理信息,便于查找相關數據。
3.6 實現遠程查詢
監控系統對電力運行信息具備多樣性的作用,存儲、拆選、組合,同樣滿足供配電的報表生成,根據監控系統得出的信息,供配電利用遠程的方式,形成查詢報表,用戶可對其進行查詢、利用,通過監控系統還可定期提供有效信息,充實供配電信息需要。
4 結語
電力監控不僅具備高效率的監控能力,更是具備一定程度的檢測力度,積極提高供配電能力,在保障電力傳輸高質量的基礎上,推進供配電的運行能力。通過電力監控,保障供配電的智能化處理,實現供配電的系統控制,由此對電網系統同樣具備質量保障,實現正常狀態的電能供配,避免由于供配電缺乏監控力度,形成能源浪費。
參考文獻
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篇5
關鍵詞:光伏電站;監控系統;設計
隨著全球氣候變化和能源的短缺,太陽能資源越來越受到投資者的追捧。作為最清潔、安全和可靠的能源,發達國家已把太陽能的開發利用作為能源革命的主要內容和長期規劃,光伏產業日益成為國際上繼IT、微電子產業之后又一熱門行業。2006年,全球250萬千瓦的太陽能電池產量中,我國占據37萬千瓦,超出美國,成為繼日本、德國之后的世界第三大太陽能電池生產國。太陽能光伏電站與公共電網相連接成并網光伏電站共同承擔著社會的供電任務,由太陽能電池方陣、系統控制器和并網逆變器等組成,是當前電力工業組成部分的重要發展方向。但太陽能電站因其占地面積大等在日常運作中數據對系統的管理、設備的維護等方面還存在著一些不便和困難。本文通過對光伏電站監控系統設計與研究的分析,實施將多個光伏電站系統的各電力流和電壓信號在一個現場監控中心顯示屏內集中顯示,便于各部門進行信息共享。
1 光伏電站監控系統建模
2 監控系統總體設計
光伏電站電力監控系統以PC和組態MCGS構成。由MCGS服務器完成并接收上位機中的各項數據,其他PC由以太網與MCGS連接,通過標準的IE瀏覽器即可查看數據,由此實現光伏電站的無人值守或在異地進行數據查看,或由上位機發送數據以實現各部分共享,進行遠端控制中心的實時監控。
2.1 硬件設計
由于傳感器精度、響應速度等對電站監控系統的影響較大,加之測量參數種類繁多,所以要根據不同的測量參數選擇不同的傳感器,經調理電路送至A/D輸入端口。
①設計電流傳感器以測量25A的額定電流為標準。電壓傳感器適用于測量電壓10~500V、副邊額定輸出電流為25mA。在實際應用過程中,測量出電壓傳感器電阻上的電壓,乘以轉換系數,即可計算出原邊上電壓數值。這兩種傳感器模塊優越的電性能具備了傳統互感器和分流器檢測的所有優點,又彌補了互感器和分流器的不足之處,可同時檢測交流和直流,或瞬態鋒值,成為互感器和分流器的最佳替代品。
②風速傳感器宜選用抗紫外線的塑質材料制作的風杯,因其重量小、慣性低和起動扭矩小的優點,能真實反應風速信息;其高密度的截光盤更適于高精度的測量,能提高脈沖輸出的頻率值。
③溫度傳感器的設計著重于具有:體積小、內部無空氣隙,熱慣性小,無測量滯后;機械性能較好、耐振且抗沖擊;能彎曲和便于安裝的使用壽命較長的優點。在工作過程中,與溫度變送器配套輸出4~20mA或1~5VDC。
④光照強度傳感器的選擇應適于室內外安裝,通過現場開關選擇,按其測量范圍的多個分段,含10~2000/4000/10000Lux,輸出的電壓為0~10VDC。
2.2 軟件設計
2.2.1 MCGS
MCGS作為強大實用的工控組態軟件,對現場數據進行采集處理,采用動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供出解決工程問題的方案,其具有簡單靈活的可視化操作界面,實時性強,并有著較好的并行處理性能,廣泛應用于自動化領域。據使用場合的不同,MCGS分為通用版、嵌入版和網絡版。通用版組態軟件主要適用于對實時性要求不高的監測系統中,用以監測和數據后臺處理,如動畫顯示等;嵌入版以觸摸屏為載體,分散在各現場使用,集成人機交互界面,專門進行實時控制,常用于實時性較高的控制系統中;相比之下,網絡版則要注重于數據共享,用戶可通過標準的IE瀏覽器安裝MCGS網絡版服務器,使信息的收集更集中,達到更多部門的分享。
2.2.2 通信協議設計
通信規約信息幀由地址碼、功能碼、數據區和錯誤校驗碼組成,各字節數據的定義和設計如下:
地址碼是通信傳送的第一個字節,表示出由用戶設定的地址碼從機會接收到由主機發送過來的信息。因每個從機具有相應的唯一的地址碼,響應回送均以各自的地址碼開始,主機發送的地址碼表明了將發送到的從機地址,而從機發送的地址碼又表明了回送的從機地址碼。設計原理為在一條總線上與多個并網發電系統通信。
功能碼是通信傳送的第二個字節,主要用以讀寫指令。作為從機響應,從機發送出的功能碼與職級發送來的功能碼一致時,表明從機已響應主機并開始進行操作。
根據不同的功能碼設定出不同的數據區,可以是實際數值、設置點,或者為主機發送至從機及從機發送至主機的地址。
2.2.3 軟件流程設計
在軟件流程的設計上主要表現為對其串口進行的初始化并開中斷。串口接收緩沖區的數據時,要先判斷出數據是否為其地址碼,若不是,需繼續等待中斷到來;若是,要先驗證后面的命令是否符合要求,并對收到的數據進行校驗,校驗不符,則繼續等待中斷,校驗正確,下一步要對命令進行解析,根據命令操作分析出是讀數據還是寫配置信息。如為讀數據應啟動數據緩沖區進行刷新,等主芯片將新的數據經采樣計算后寫入緩沖區,讓下一次主機讀取,然后對主機作出相應回應,經串口將MCGS所需數據發送至主機,完成數據的傳送和傳送配置成功的信息,回應完畢,應循環此項程序;而寫配置信息后,即可改變執行參數,如采樣點數等。
3 控制界面的設計與研究
光伏電站監控系統的變量參數是通過輸入和輸出兩個界面來實現的,包括電站公共參數的顯示、下位機信息配置和各逆變器運行參數的顯示,均體現出監控系統中各個參數的監控,是現場及遠程監控共享的界面,不同的是,現場監控中心PC的MCGS版本為通用版而后者為網絡版。
4 結語
太陽能作為21世紀能源發展方向,是人類取之不盡、用之不竭的永久性能源,對光伏發電監測系統的設計與研究的探討及實施可以確保太陽能光伏發電系統更可靠、更穩定的運行,以裝載MCGS組態軟件的PC通信完成電站內各項參數的采集、顯示和控制,通過讀取、校驗、傳輸等多重程序保障了顯示數據的準確性,從而確保光伏電站發電系統的安全運行,更好實現對發展太陽能開發利用的服務。
參考文獻
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篇6
關鍵詞:電力系統;智能監控系統;監控軟件;監控系統
前言
隨著電力系統的逐步擴大,單機容量的不斷提高,系統的穩定性也要求越來越嚴格。低頻振蕩會引起聯絡線過流跳閘或系統與系統、機組與系統之間的失步而解列,嚴重威脅著電力系統的穩定。解決低頻振蕩問題已成為電網安全穩定運行的重要課題。電力智能監控系統是上述建筑設備監控系統的子系統,通過對系統運行中的各種電力參數進行監控,可優化電力系統的運行管理,極大地提高電力系統運行的安全性、可靠性、穩定性和經濟性。
1、電力智能監控系統的結構形式
電力智能監控系統按結構形式可分為集中監控系統模式、區域供電集中監控系統模式和光纖自愈環網集中監控系統模式。集中監控系統模式適用于供電范圍集中、監控對象數量不大的電力監控系統。系統采用分層分布式機構,分為間隔層設備、通信層設備、站控層設備。系統間隔層設備采用微機綜合保護裝置、智能配電儀表以及其他智能電子設備(IED)裝置。所有間隔層設備均帶有RS-485通信接口,以Modbus通信協議通過屏蔽雙絞線接入通信管理機。通信管理機和后臺監控主機通過站級以太網連接。系統監控主機可在HMI上顯示整個系統的監控畫面和實時運行狀態。系統監控主機還可以對系統進行常規的控制,并對系統進行維護、修改和配置。
2、電力智能監控系統的具體應用
某特大型商業廣場整體供電容量及供電范圍很大,共設置兩座 10kV高壓開關站及9座 10/0.4kV變配電站。若采用傳統的管理運行方式,不僅需要投入大量的人力和物力,而且不能及時發現和處理電網運行中可能發生的故障,大大降低了系統運行的可靠性、穩定性和安全性。為優化變配電站的運行管理,設計中采用了電力智能監控系統。
2.1 系統設計
2.1.1 系統共安裝58臺Ps系列可編程微機保護管理單元,837臺QP系列智能配電儀表。各個子站就地安裝通信控制箱,然后用串口服務器將RS-485轉換成以太網,再采用電轉換器轉成光纖上傳至主站。主站安裝一面通信控制屏,采用雙機熱備的方式監控數據,保證了系統的安全可靠運行。
2.1.2 監控子站內的所有裝置由通信管理機進行集中管理。管理機提供RJ-55接口,接人以太網交換機,將數據處理后與監控中心的監控系統進行數據交互。監控子站與監控中心之間通過光纖進行通信,光纖經轉換后接人以太網交換機,形成全區光纖以太網絡;設計選用的電力智能監控系統的數據更新周期可控制在10S以內,可在小于1S的時間內完成對一級數據的更新處理。
2.1.3 實現了對多種不同廠家設備的接人及通信控制人機界面簡單、易操作;與設備配合,實現了遙控、遙測、遙調、SOE信息采集、事件記錄、報警記錄等電力監控功能。確保了監控系統與間隔層繼電保護裝置和智能儀表之間的無縫結合。
2.1.4 系統接地采用聯合接地方式,控制中心機房內設置等電位聯結端子箱,與聯合接地系統接地端可靠連接,接地電阻要求不大于1Q。在線路進出建筑物處加裝電涌保護裝置。
2.2 電力智能監控系統功能特點
2.2.1 極大地提高了現場的工作效率。通過對此電力智能監控系統的設置,工作人員可以在最短的H~f.q內做出正確的判斷并進行操作。基于該“透明化”的配電系統,現場人員可以同步了解電能的流量狀態,如檢查電網運行是否平衡。在全面了解電網狀態的情況下,工作人員能及時、準確地處理故障;即使工作人員不在現場,也可以通過系統配置的無線發送模塊及時獲得故障的信息;根據系統反映的設備實際使用情況,便于工作人員合理地安排相關維護工作。
2.2.2 降低能源成本。使用該電力智能監控系統,可以優化能源成本。系統可作為各區域之間檢測反常用電量的基準,跟蹤意外的用電量,針對可優化管理的負載,制訂簡單的用電負荷方案。也能夠對由于電力公司傳輸了質量不合格的電能造成的損耗要求賠償等。
2.2.3 使資源最優化。通過該監控系統的數據,能夠反映出電力資源的實時使用情況,可以對電網或配電盤、配電柜、變壓器等設施的后備用量做出精確的評估,便于業主合理調配電力資源和相關決策,以滿足配電系統的不斷發展變化。
2.2.4 延長設備的使用壽命。系統能夠對電氣設備的使用情況提供準確的信息,便于對相關設備及時進行維護、保養。系統的諧波監控也會對保證變壓器等的使用壽命產生積極的影響。
2.2.5 有效縮短斷電時間。系統可以顯示整個網絡狀態的總覽圖,有助于辨別故障區域;通過無線發送模塊,工作人員即使不在現場也可以了解具體的故障信息,遠程掌握引起現場設備故障的詳細信息,準確、及時地處理故障,有效地幫助縮短斷電時間,提高生產力。
2.2.6 有利于改善電能質量。某些負載可能對于劣質的電能非常敏感,通過系統監測電能的質量可以預防此類事件的發生,并使工作人員可以及時處理相關問題。該系統現已通過相關驗收,系統運行穩定,并已體現出系統自身的優勢,極大地提高了工作人員的效率。操作人員可以實時監控電力系統的可靠性。
3、電力智能監控系統的可拓展性
電力智能監控系統在通信方面的開放性,使它與管理系統(BAS)可以非??煽康赝ㄟ^以下3種方法進行連接:
提供標準的ModbusRTU協議,直接接入BAS的DDC裝置,適用于小規模的BAS。
提供符合 IEC標準的OPCSe~er給BAS,適用于中規模BAS。
直接在Ethernet上通過Web或TCP/IP與BAS互連,適用于大規模BAS。通過上述方法,可將電力智能監控系統集成到BAS系統,以實現系統信息共享及聯動控制,提高工作人員的效率,降低建筑物的能耗及運行成本,提升建筑物的硬件標準。
電力智能監控系統是一種智能化、網絡化、單元化、組態化的系統,以微機繼電保護裝置、智能配電儀表、智能電力監控裝置、計算機及通信網絡、電力監控系統軟件為基礎,把供配電系統的運行設備和運行狀況置于毫秒級、周波級的連續精確的監視保護中,提供變、配電系統詳盡的數據采集、運行監視、事故預警、事故記錄和分析、電能質量監視和控制、自動控制、繼電保護等功能。并依托網絡技術,使工作人員在現場的任何位置都可以接收相關信息,大大地提高了工作效率。電力智能監控系統以較少的投資,能極大地提高供配電系統的可靠性、安全性、自動化水平。它能夠帶來減少運行值班人員、故障迅速切除和恢復、優化用電管理等諸多好處,使電力的使用更可靠、更安全、更經濟、更潔凈。
4、結束語
現如今,我國的社會建設飛速的發展,電力企業在網絡的輸送上也相應的提升了速度,進而對電網有著非常高的要求。在一定意義上,能夠將不規范的操作所帶來的事故有效預防,能夠給予一些真實的依據和決策給指揮中心,為電力安全的管理工作提供非常大的便利。
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篇7
關鍵詞:電力調度;調度安全;安全運行;安全監控
引言
隨著社會科技的高速發展,根據我國電網的發展和高壓電網的建設,加上電力自動化水平的不斷提高,我國將建造一個規模最大、電壓等級最高、結構最為復雜的特大型電網。近年來,各種電壓設施的排查、看管采用互聯網代替,實現了少人或者無人值班的狀況,調度自動化系統目前正處于電力生產的安全考核項目中,對其安全可靠性提出了更高的要求。在電力系統運行中,讓電網安全運行、經濟運行和穩定運行是每個調度員應具備的能力。在電網運行中,電網安全和穩定運行是尤其重要的,如果電力調度員發生判斷、調度等失誤所引起誤操作的話,若不及時處理,不僅會影響其穩定性還很有可能會造成重大事故,這將會對整個行業及社會帶來重大的影響。
1 電力調度安全運行監控管理的意義
電力系統內部結構較為繁瑣,當系統處于運行狀態時,極易受不同因素的制約,易引發安全事故,嚴重影響了電力調度運行過程。一方面,企業在生產操作階段,所用電量非常大,電力負荷上下起伏明顯,嚴重增加了運行管理難度,使安全事故發生率升高。另一方面,設備風險?;谛颅h境下,電力技術發展水平較快,大量先進設備和技術被應用于電力系統內部,這些設備較大程度體現了電力系統的智能化、現代化特征,但由于受到運行環境及條件的制約,加之電力調度運行操作與管理人員對這些設備的操作和運行路線熟練程度上還需強化。另外,若設備未能按時進行檢測與檢修,都將增加設備安全問題,最終給電力系統運行埋下安全隱患。自動化機械設備在不同領域應用頻繁,特別是電力行業,此種新型工作技巧不但要求電力調度人員具備豐富的專業知識,同時還要擁有高強度技能水平,從而提高操縱標準性。電力調度運行模式的蛻變在很大程度上證實了電力調度工作在當前社會發展中的深遠意義和價值。
2 電力調度安全運行監控管理存在的問題
2.1 安全防護體系不完善
在電力調度系統運行中會受到安全威脅,主要來自物理層面威脅和計算機故障兩個方面。物理層面上的威脅通常是來自主機硬件和線路連接,如果硬件遭到損壞則會使部分重要數據丟失,給系統帶來較大的安全隱患。計算機長期處于聯網狀態,可能會受到網上任意一臺計算機的攻擊,倘若網絡安全防護不到位,將會受到病毒、黑客的侵蝕,導致計算機發生故障,發生安全問題。系統安全還會影響到主機操作方面的安全,如若出現沒有經過授權就能夠使用賬號和口令、損害系統完整性和用戶拒絕系統管理等行為,必定會給電力調度系統造成嚴重安全問題。
2.2 電力基礎設施安全性不足
在目前電力系統電力調度自動化的運行過程中,存在普遍的電力基礎設施安全性不足的問題,電力基礎設施是支撐整個電力信息網絡安全運行的基礎,所處的工作環境較惡劣,常常會在自然條件下受到暴風、雷電等因素的影響發生性能上的改變,除此之外,電力基礎設施也會受到外部人為因素的影響。電力信息網絡安全在電力基礎設施被破壞時會出現網絡故障,造成電力信息傳輸數據的丟失、準確性不足等問題。
2.3 對網絡安全進行管理時,管理舉措不到位
這里所描述的網絡安全性主要是指管理級別的安全,一些電力公司的安全管理措施不足并且管理力度不到位,在使用和管理內網以及互聯網得時候缺少強度不足的網絡分區以及隔離,加上不完善的網絡安全管理措施,增大了其安全性問題出現的可能性,具體體現在以下情形,當外人使用非法手段攻擊調度下的自動化時,如果沒有有效的防御辦法,則就非常容易造成使整個電力調度自動化網絡系統的運行癱瘓。
3 電力調度安全運行監控管理策略
3.1 構建安全防護體系
第一,從操作管理開始著手,對管理人員進行分類與分級,同時,設置登錄與操作權限??梢愿鶕到y使用權限來確定不同用戶的使用范圍,這需要在設計系統時,對用戶制定使用和管理準則,對不是系統維護的人員屏蔽部分功能,使核心數據獲得相應保護,防止因為一些錯誤操作導致不必要安全事故的發生。第二,重視確保主系統的功能和故障診斷。自動調度系統,其功能是通過不同網絡服務器來完成,在對系統進行建設、調試、運行時務必要重視對不同服務器指標的監控,將此當成依據對系統進行實地實時監控。另外,要科學設計系統的故障診斷功能,使其可以及時播報錯誤。第三,注意計算機的防護。調度系統功能的使用主要是憑借計算機,任何計算機都會因為外在的攻擊和病毒對系統造成影響,因此必須要做好計算機硬件的防護工作,增強防火墻和檢測功能。還要定期對系統進行檢查,便于及時發現問題及時解決,避免發生嚴重的安全事故。
3.2 基礎設施安全管理
根據電力企業的運行和發展特點,應對電力基礎設施加強安全管控,結合不同的基礎設施分布情況,做好不同供電公司和發電廠數據的備份工作,以此為根據制定切實可行的應急方案。根據電力企業的生產運行情況和電力系統的運行情況,按照不同的安全等級劃分基礎設施,在此基礎上改進和完善安全控制措施。從基礎設施和網絡層面2 個方面為著手點,加強電力信息的安全管理。全方位監控各個基礎設施,充分應用現代化計算機網絡信息技術手段,當出現故障時第一時間發現和診斷出故障發生的原因,應用應急方案優先處理故障,對基礎設施進行優化,提高信息的安全性。
3.3 對運行的管理和安全制度規章進行完整的健全
對運營管理和安全性的規章制度進行完善是網絡系統安全的保證。電力公司除了構建一整套完善的安全規則和法規外,還需要對網絡安全進行專業性的測試,并一定時間內評估網絡安全性全是否牢靠。電力公司應該建立電力SCADA系統并調用數據網絡安全防護專職安全技術員工,并實施安全責任制。擁有完美的安全性管理保護措施可以極大降低網絡安全事件的可能性。
3.4 完善優化監控運行系統
通過前文對不同運行狀態下監控系統工作內容的分析可知,電力調度監控系統要根據實際情況展開合適的監督控制工作。正常工作狀態下,要在工作的同時,降低電網負荷,避免出現資源浪費;經濟工作狀態下,需要加強報警措施,以提高系統的穩定可靠性;故障運行狀態下,則要幫助工作人員全面了解事故發生原因,進而及時有效的解決其中發生的問題。比如,在正常狀態下,遵循超前原則優化電網監控系統,重點檢測無功率,避免電力資源出現不必要的浪費。而在經濟狀態改下,設置不同等級的報警體系,按照事件緊急情況設置不同的報警體系,提高電力調度監控運行的針對性和細致性,讓監控人員可以有針對性的采取措施。事故發生后,監控運行系統要充分發揮出自身的輔助作用,記錄故障信息,開啟報警系統實現調度監控一體化,從而縮短故障處理時間,提高處理效率,盡可能降低電力企業遭受的損失。
結語
綜上所述,新時期電力事業發展下要想保證電力調度的安全性、穩定性,則必須需要做到及時地防范工作,平日多培養電力調度員的安全信念、警惕性、應對突發狀況的心理素質,培養他們有分辨潛在問題和判斷的能力,強化電力調度生產監控,并做好網絡安全防護,以完善優化監控運行系統,以提高電力調度的整體水平。
參考文獻
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篇8
關鍵詞:電力監控系統構成發展應用
中圖分類號: U672.7+4 文獻標識碼: A
近年來,隨著計算機技術和網絡技術的飛速發展,人們越來越關注供電系統的穩定性和安全性。利用電力系統進行信息的采集,使用電力監控綜合管理整個電力系統都成為了可能。為了進一步完善電力監控系統,我國不斷加大經濟投入,培養優秀人才,引進新技術,對電力的良好運行奠定了基礎。
電力監控系統的結構與功能
電力監控系統的結構
電力監控系統是一個復雜多樣的程序,它一般是由信息控制系統、現場控制系統和問題處理系統三方面共同構成的。這三部分構成了一個整體,共同發揮作用,全方位的監控電力系統的運行。
信息監控系統是電力系統構建中必不可少的一部分,由于電力監控系統在運行過程中現場端和PLC系統的主控端距離較遠,因此,信息監控系統就成為了這個中轉站。目前,系統的通信網絡主要是以智能設備為主,負責各個網絡的通信,從機則是由智能變送器、可編程控制器、現場控制單元構成的,用來傳輸數據。
PLC可編程結構、傳感器、執行裝置等一系列設備共同構成了現場控制系統的子系統,用于執行命令程序,采集現場信息,并進行實時監控。同時,它還可以通過傳感器對數字、開關量等信息進行處理,從而獲取電力系統現場使用的具體情況。
顧名思義,問題處理系統就是用來處理連接過程中所遇到的困難的。簡單來說,就是在接收到現場控制子系統傳過來的各種信號之后,把它們轉化為聲、光、電或者圖像,為工作人員提供信息的指導。具體來說,就是通過報警系統、顯示屏、模擬屏等設備的運行,幫助工作人員對電力系統運行信息進行及時有效的處理。
電力監控系統的功能
由電力監控系統的構成可以得知其最主要的功能體現為現場監控、信息采集、事件處理和系統控制。監控系統可以通過結構的協調運行,對電力系統現場的設備進行動態的監控,并了解運行的參數。然后,系統會對各種數據信息進行采集整理,從而進行判斷分析,制定具體的操作指令。最后,系統管理者通過對子系統的控制,使其執行一系列功能,進而推動電力系統的平穩運行。
另外,電力部門的工作人員可以結合系統運行的具體參數,分析系統功率,并結合實際情況定期進行調節。在功率因數變動時,還可以對系統功率進行手動調節。同時,相關工作者還能夠借助計算機等設施,記錄電力系統實時運行的情況、故障狀況、操作、變更等數據,從而形成有效的信息報表。
電力監控系統的設備
電力監控系統的監控級設備
電力監控系統的控制級設備主要是以工業控制計算機系統為主。該系統主要是由處理器、接口部分、信號傳輸、傳感器等共同構成的,并通過計算機進行實時控制與監測。
由于工業控制計算機具有結構擴充性好、電壓適應范圍大、抗惡劣環境能力強等特點,所以電力監控系統的控制級多采用此類計算機。它可以通過信息接口將主機和其他設備相連接,將現場信號數據傳送至控制級、監控級,形成一個整體的傳輸網,最后實現信息資源的共享。
電力監控系統的控制級設備
電力監控系統的控制級設備是由可編程控制器、智能儀表和通訊介質共同組建而成的??删幊炭刂破鞔蠖嗖捎霉δ軓姟⑼ㄓ?、快速的PLC系統,能夠滿足用戶對速度和效能的要求。該系統主要包括電源模塊、中央處理器、信號模塊、通信模塊和功能模塊。它大多數采用的是光纖或者雙絞線作為通信媒介,而其智能儀表是集遙控、遙信、遙測于一體的電力監控裝置。
電力監控系統的通信網絡
電力監控系統一般采用“同等形式”或“主從形式”的基本通信網絡系統形式。主機負責網絡設備間的通信指揮,并與從設備之間依靠主站的獨立訪問實現數據的傳輸,當傳送對象確定后,主站再將信息傳輸至既定的從站。不過,一旦主機發生故障的時候,整個系統極有可能陷入癱瘓。
電力監控系統的發展應用
OPC技術在電力監控系統中的發展應用
OPC技術之所以能夠應用于電力監控系統,主要是因為其建立了客戶服務器機制,是連接上位人機界面軟件與監控設備通訊的紐帶。隨著國家電網的建設與改造,電力監控系統發揮著越來越重要的作用。OPC標準為工業的發展帶來了巨大的利益,目前,它已經成為了國家的工業標準。此外,OPC技術帶來的利益還不僅僅如此,它還可以更好地應用于電力整體運行中,為電力監控系統的發展做貢獻。
配電綜合監控裝置在電力監控系統中的發展應用
隨著我國電力工業的迅猛發展,人們對電力的需求量越來越大,對供電質量的要求也越來越高,在電力供應系統中應用配電綜合監控裝置就顯得尤為重要。運用現代化的配電裝置,可以進行實時監測與控制,可以為用電方提供更加便利的技術支持。此外,配電綜合監控設備在電力監控系統中還發揮著巨大的作用。第一,可以合理配置電力資源,有效的提供原始數據。第二,提高了電力資源的配置效率,從而保證更好的為客戶服務。第三,利用監控裝置進行遠程通信,加快推動了遠程抄表的普及。第四,把管理軟件與監控裝置系統結合使用,可以強化計量裝置的工況監視,防止竊電行為的發生。
GPRS技術在電力監控系統中的發展應用
GPRS,即全球定位系統。把GPRS全球移動通信系統應用于電力監控系統,主要是為了提升系統通信工作的準確性與及時性,提高效率,并幫助系統監控部門獲得事故發生地的準確位置、地理情形、圖像信息等情況。為電力系統的管理人員及時快速的開展工作提供保障,降低電力系統由于故障造成的損失。GPRS在電力監控系統中的應用,主要是通過其數據終端的傳輸、監控端、集中器、BTS傳輸系統、GPRS與Internet的傳輸網絡系統共同構成的。
監控終端主要是由信息采集、通訊、控制幾個模塊共同組成的,通過傳感器對信號進行采集,并以串行接口與集中器進行連接。集中器則主要用于對監控終端的信息進行集中整合,并把它傳輸給監控中心。數據傳輸主要借助路由器,將GPRS與網絡進行連接,進行數據傳輸。
故障轉移技術在電力監控系統中的發展應用
當主機發生故障的時候,最理想的處理辦法就是將服務器進行轉移,從而使服務系統能夠繼續平穩的運行。而電力監控系統中大多設有數據庫服務器,在大型電站中充當著重要的角色。因此,應該最大限度的保證其服務運行的連續性和可靠性,進行故障的轉移,從而保證電力監控系統的運行。
結束語
總之,電力監控系統是一種智能化、單元化、網絡化的綜合體系,以電力監控系統軟件、智能配電儀表和計算機通信網絡為基礎。依托先進的技術手段,保證工作人員在現場的任何位置都能夠接收到信息,提高了工作效率。隨著經濟科技的飛速發展,電力監控系統以較少的投資取得了極大的效益,在未來的發展中必然會發揮更加顯著的作用。
參考文獻
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關鍵詞:煤礦井下 電力監控 研究
中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(b)-0067-01
1 我國煤礦井下電力監控系統的應用現狀
煤炭是我國十分重要的能源組成部分之一,而煤礦井下的安全問題一直也是困擾著煤礦安全生產管理者和國家相關監管部門。我國煤礦井下電力監控系統的應用較晚,早在80年代初,我國先后從國外引進了一批電力監控系統,使一部分煤礦的安全生產系數得到了提高。同時,我國相關技術人員對國外的電力監控系統進行研究分析,并結合我國自身電力安全監控系統的現狀,先后研制出一批符合我國煤礦井下作業的電力監控系統。如采用工控機的井下控制單元、用單片機作為控制器等。而目前被廣泛應用到煤礦井下的電力監控系統主要有以下幾種。
(1)由我國第一代時分制監控系統創始人賈柏青研制的鎮江中煤電子KJ101;
(2)在前身KJ2系統的基礎上發展起來的常州自動化所KJ95,它同長城瑞賽的主要區別在于能生產部分傳感器;
(3)由在我國的加拿大外資企業生產的電力監控系統森透里昂KJ31,此系統的優勢在于其傳感器采用分布式組網結構,沒有中間分站進行信息中轉,而是將信息直接傳遞到地面上的主機,所以具有抗瞬變脈沖群干擾的性能。
另外,還有一些比較知名的電力監控系統,如長春東高KJ19、撫順安儀KJ80,上海嘉利KJ92以及江西煤研KJ65等。雖然我國擁有眾多具備各種不同性能的電力監控系統,但由于煤礦井下電力監控系統是由地上監控主站、井下監控單元、傳感器、電纜等組成,系統結構宏大而復雜,因此對入井人員管理較為困難,井上的管理人員難以掌握井下人員作業的實時情況,而且一旦事故發生,對井下人員安全信息的獲取以及營救效率較低,加之我國的電力監控系統的發展水平一直還停留在上世紀90年代初,因此,充分了解煤礦井下電力監控系統的結構、工作原理和過程并提高煤礦井下電力監控系統的技術以保障煤礦井下作業人員的安全顯得尤為重要。
2 我國煤礦井下電力監控系統的分析研究
我國煤礦電力監控系統主要由井上系統和井下系統組成。而井上系統又由系統中心站和局域網絡組成。在系統中心站中,主要完成的功能有環境監測、生產監控、并由中心站軟件完全顯示測量數據及實現網絡連接。井上系統的工作過程是由地面上的光端機采集井下監控單元的數據,然后將這些數據傳送給地面監控計算機,工作人員再通過相關的軟件平臺對這些數據進行分析整理,再將整理后的數據通過地面光端傳送給井下監控單元。而地面上的集控站是通過以太網與井下監控系統相連,并通過采集的數據對煤礦供電系統的當前運行狀態進行分析處理以實現隨時對井下的電力系統進行監控管理。而對于井下的煤礦監控系統,雖然其形式多樣,但基本上都具備以下功能:開機自動檢測和本機初始化功能、通信測試以及監測功能(包括環境監測、瓦斯管道監測等)、死機自動復位且通知中心站功能、接收地上站的參數功能、自動識別傳感器型號功能等。而在這些功能中,傳感控制器的穩定性和可靠性顯得尤為關鍵,它關系著煤礦監控系統所反映的被測環境和設備參數是否正確,若參數不正確,將會直接影響地面集控站對井下煤礦作業的監控。目前我國所生產并用于煤礦電力監控環境系統的傳感器基本都滿足了煤礦安全生產監控的需要,如對風速、負壓、溫度、電流電壓的模擬量。但是這些傳感器也存在一些缺陷,如使用壽命相對國外產品短、可靠性的和穩定性方面也遠遠不如國外同類產品,其某些性能還不能滿足用戶的需要,因此對傳感器的升級研究非常重要。
再者,對于井下電力監控系統的研究方面,應格外注意以下功能的設計:井下工作人員的識別和定位、井下動態目標的定位,如車輛及其它設備、井下安全的實時監控、井下一旦發生安全事故時工作人員的及時救援。在對井下工作人員的識別方面,應尤其注意限制井下作業人的進出數量,并對其進行嚴格考勤和實時監控以確保一旦事故發生,地上管理人員可第一時間了解井下作業人的數量及位置,保證救援的及時性和準確性。而對動態目標的定位,通常是采取對不同的動態目標進行唯一編碼的形式以實現對動態目標的信息獲取和定位監控。在井下實時監控方面,一般通過采集煤礦安全數據并對其分析處理,以實現超時報警和斷電控制,同時采用高線形式對井下瓦斯濃度進行記錄分析,從而采取相應的安全生產措施并保證生產決策的正確性。而對于井下作業人員的救援方面,包括了逃生監測、輔助搜救,每個工作人員身上都攜帶了便攜式數據終端,通過這個數據終端,井上的監測中心工作人員可以準確地獲取工作人員的定位信息并及時救援。
3 我國煤礦井下電力監控系統的新技術
根據以上分析,我國煤礦井下電力監控系統雖能基本滿足煤礦井下作業的基本要求,但和國外同類產品相比其安全系數還有待提高,多數產品都存在以下問題:易發生故障越級跳閘、故障定位速度比較慢、漏電保護沒有選擇性、缺乏供電信息整合。針對以上問題,我國產生了一批煤礦井下電力監控系統的新技術。
(1)如采用XR-200系列煤炭專用型保護構成的區域保護系統,它能完全消除越級跳閘,在斷路器失靈時,上級能保護快速跳閘。
(2)防電壓波動而造成大面積停電,這類技術是采用流閉鎖方法而避免電壓波動造成保護誤動,甚至在失電后,失壓保護還能正常工作。
(3)對電網故障快速定位,這類技術是在調度SCADA系統的基礎上,實現供電系統的故障診斷,給系統的調度人員一個非常明確得提示。
(4)采用專利技術的XRA-600高壓選擇性漏電保護系統,它通過一個基于模型識別原理的算法,以實現耐過渡電阻能力強、不受消弧線圈和間歇電弧的影響。此系統速度快、原理十分可靠、靈敏度高且準確率達到了100%。
以上這些技術,實現了對井下工作情況的實時監控、地面及井下變電所無人值班,提高了安全運行效率,在減少安全監控工作人員數量的同時還提高了故障定位和處理的速度。
4 結語
雖我國的煤礦井下電力監控系統的發展日新月異,但相比發達國家的煤礦井下電力監控系統的技術仍有不小差距,且煤礦井下的電力監控系統關系著每一個井下工作人的生命安全,責任重大,因此對我國煤礦井下電力安全監控系統的進一步研究刻不容緩。
參考文獻
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關鍵詞:電力監控系統;地鐵;應用方案
前言
地鐵是由多個子系統聯合構成的自動化系統,每個子系統都有著各自獨立的運行方式和監控系統,子系統之間的功能不同需要的監控設施也具備不同的軟、硬件配置。為確保地鐵的安全運行,按時進行維護檢修是極其必要的,但是,其復雜的結構使得系統的維護成為難點,因此采用綜合一體化的監控系統是非常必要的。
1 電力監控系統
隨著電子時代的到來,計算機在各個行業都已經得到了廣泛應用。電力監控系統就是以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具,它是變配電系統采集實時系統、開關狀態檢測以及遠程控制的基礎平臺,電力監控系統可以在檢測、控制設備的輔助下成為任何復雜的監控系統,它是變配電監控中的核心體系。數據采集與監視控制系統的應用領域非常廣泛。例如為電力系統、化工領域采集數據與監視控制以及過程控制等。其中,數據采集與監視控制系統在電力系統的應用中最為廣泛,電力監控系統是組成地鐵綜合監控系統中最主要的一個子系統,它本身具有的優勢是無法替代的,如信息完整、提高狀態等。數據采集與監視控制系統在電氣化鐵路上最初的應用目的是為了確保鐵路供電的安全可靠,它的應用大幅度提高了鐵路運輸管理中的調度管理水平,在之后的研究發展過程中,專業學者在國家現在的發展基礎之上,從發展穩定技術成熟的國家引進了大量的數據采集與監視控制系統的有關設備,這些設備技術先進,在應用過程中達到了較為理想的狀態,對國外技術經驗的借鑒研究也帶動了鐵道電氣化遠動系統更好更快的發展[1]。
2 電力監控系統在地鐵中的具體實現
電力監控系統在實際應用中主要是借助計算計的先進技術分析發現目前設施系統中的缺陷和制定可以改進提升的方法,對變電站的二次設備功能進行優化組合,電力監控系統會對變電站的全部設施實線執行監控,它是可以自主協調各個子系統設備的綜合性自動化系統。通過在地鐵運行中引入電力監控系統可以實現地鐵內部間的信息交換、數據共享。電力監控系統的主要功能是對地鐵站內各個獨立的子系統實現電壓、電流、功率、點度量、開關量等信息的采集,并且要在信息采集完成之后,將信息傳輸到車站的控制中心,然后在對站級和控制中心的控制命令進行接收,從而實現電力集成的完整過程,保證電力系統的安全穩定。通常而言,在控制中心會有專業的技術人員實施完成電力設備的監視工作,在電力系統進行維護和調試操作時,控制權將轉由變電所監控的計算機來實現掌握,確保對電力設備的完全控制,以便維護工作的順利進行[2]。
電力監控系統不但簡化了二次接線的操作過程,大幅度提高了變電站安全穩定運行水平、降低了運行維護成本而且還是保證向用戶提供高質量電腦的一項重要技術措施。在電力監控系統的應用過程中,實現了中低壓變電站采用自動化系統和高壓變電站的控制方式兩個原則。中低壓變電站采用自動化系統,可以保證無人值班的方案落實執行,在一定程度上降低了勞動成本,節約了工作時間,高壓變電站的建設需要有先進的控制方式為前提,以此解決各專業問題,如果在建設和設計過程中無法控制好高壓變電器,嚴重時會影響系統運行可靠性。電力監控系統的軟件架構體系在邏輯上基本可以分為三個等級,站前管理層、網絡通信層、間隔層。硬接點通道指的是以非數字的信號方式接入控制信號盤的信息采集通道,凡是在硬接點通道上的信號都被稱為硬接點信號,如遙信、遙控、遙測等。一般施工單位在鋪設過程中會按照設計院提供的施工圖紙將控制信號盤外部接入線接入綜合自動控制信號盤端子排。但是在硬接點通道建設過程中常常會遇到硬接點信號無法被接受的情況,導致這種現象的發生很有可能使因為接線錯誤或者接線點接觸不良等,一般硬接點信號上不來的表現通常是上網隔離開關的較遠一端的電纜接線壓在了電纜的絕緣皮上,導致開關失靈,無法實現遠程遙控,或者是由于施工單位對設計圖紙把握不準導致接線錯誤,也有可能是機籠背板里出現虛接現象[3]。
另外,總控制處的單元軟件在運行中也可能會出現一些問題,例如在計算機重啟過程中重啟失敗,發生這種現象的原因通常是由于網卡驅動丟失造成的,也有可能是在網絡配置過程中將網卡的IP地址配置錯誤,或者是由于在數據庫中沒有和計算機相應的網卡IP地址,這些原因都會導致通信故障的產生。調試和維護數字通道也是在電力監控系統應用中不可忽略的,在調試過程中,如果直流盤通信正常但是交流盤發生故障,一般就是交流盤的PLC出現了故障[4]。
3 電力監控系統的發展前景
電力監控系統雖然還沒有完全成熟,在應用過程中也會發生各種無法避免的問題,但是電力監控系統還在不斷完善,不斷發展,無論是相應的技術應用還是管理措施都在進步,結合現在社會的發展需要,電力監控系統的發展會在未來與其他系統實現廣泛集成,如今的電力監控系統在專業學者的努力研究下已經于調度員模擬培訓系企業MIS系統成功實現了連接,將電能量計量系統、地理信息系統、辦公自動化系統、水調度自動化系統、調度生產自動化系統與電力習題進行技術融合與系統集成型電力監控系統未來的一個重點研究方向。其次,將變電所的控制回路、信號接收等融合到計算機系統中,從而代替傳統工作操作中使用的控制保護屏,以此來減少核電站建造的占地面積和設備投資,實現變電所綜合自動化的最終目的。電網在運行過程中會有各種各樣的狀態,但是如果等到實質性的問題出現后在尋求解決的方案會在實際中造成過大的損失,在損失沒有造成之前先預測問題然后可以利用這些新的科學技術通過計算機的幫助來模擬電網的實際運行狀況,并研發出調度輔助軟件和管理決策軟件,在有相關領域的專家學者根據模擬的實際情況推演出問題的實際情況,從而最初最合理的運行設計方案,用最優化的方式和速度解決系統的故障,以此實現電力監控系統的有效利用,達到提高運輸效率、降低運行成本、優化運行操作等目的[5]。這些電力監控系統的前沿應用已經在傳統電網的監控系統中已經取得了良好的效果,相信在今后的發展中,會為地鐵電力監控系統帶來更加智能更加高效的監控與調度模式。
4 結束語
現代的工業發展快速,監控系統也必須緊跟發展進程,傳統的地鐵監控模式已經無法滿足社會發展的需要,電力監控系統已經與地鐵綜合監控系統實現了資源整合,實現了地鐵的信息互通、資源共享、全面提升了地鐵的自動化水平,提高了地鐵運行的安全性和可靠性。
參考文獻
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