電力監控系統范文

導語：如何才能寫好一篇電力監控系統，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、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。

二、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。

（一）系統設計

（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）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。

（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。

(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。

（二）電力智能監控系統功能特點

(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?；谠摗巴该骰钡呐潆娤到y，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)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。

(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。

(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。

(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。

(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。

三、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Modbus—RTU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。

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【關鍵詞】供電系統;電力監控;電力輸送;作用

進入21世紀，世紀經濟獲得了快速的進步與發展，社會的各個方面都獲得了巨大的進步，這些發展都是由于科學技術的不斷革命所引起?？茖W技術的進步同樣促進了電力系統的巨大飛躍，從發電到輸送再到使用都發生了根本性的改變。尤其在供電設計方面獲得了系統性的革命，電力監控就是現代電力設計中最具代表性的一個系統，其重要作用和意義引起了越來越多人的重視，本文就是針對電力監控系統的作用進行系統的論述，希望人們可以更為科學的掌握其實際價值。

1.電力監控系統的定義

電力監控系統以計算機、通訊設備、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，可以幫助企業消除孤島、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。

電網智能化，現有電力網絡中設備的運行狀態是由設備本身的工作指令來實現的，而與電網運行狀態無關，此為被動配電網絡：當設備的運行不僅由本身的工作指令來實現還要由配電網絡在自我診斷后，再根據電網能力，負荷重要性，發出設備運行指令，按負荷重要性等級順序控制運行時為主動配電網絡。正常工作狀態，首先要使系統工作合理，負荷分配合理，充分地消峰填谷：充分利用變壓器的過負荷能力：充分地采用各種技術措施節能。

2.供電設計中電力監控系統的作用

2.1 事件順序記錄

供電過程是一個十分復雜的過程，由于電能的特殊性質決定了供電過程之中不允許出現錯誤，尤其是斷路器的合閘與分閘順序必須予以保障，在實際的供電過程之中對于這些事件與操作必須嚴格遵循相應的順序。電力監控系統可以有效的幫助我們對這些事件的順序進行準確的記錄。電力監控系統的后臺內存只有足夠大，就可以幫所有事件的順序進行準確的記錄，確保電力數據的完整性。

2.2 故障記錄

電力供給設計雖然是一個十分嚴謹的過程，但是，在實際的工作過程之中難免會遇到這樣或者那樣的問題，這些故障的出現順序與實踐等信息對于后期的維修等工作有著極為重要的價值與意義，應該予以準確的記錄，為電力搶修提供更為科學準確的資料并為電力搶修提供完整的資料

電力監控系統可以實現供電過程中的故障記錄，幫助我們完成對供電各種情況下出現的問題進行準確的記錄，這就為我們的電力維修工作帶來了極大的價值與意義。

2.3 遠程操作

電力監控系統的設計過程之中利用并植入了計算機遠程操作系統，這就為電力的遠程控制提供了相應的可能性。在實際的工作之中我們可以利用電力監控系統進行遠程操作，完成對隔離開關、斷路器等設備的遠程操作，通過這種方式提高電力管理的效率，節省大量的人力與物力。

遠程操作是電力監控系統的作用之一，但是在實際的電力系統設計過程之中不能完全依靠電力監控系統的遠程操作，也應該設計相應的手動設備這樣才能保證電力輸送的萬無一失?？偠灾瑹o論采取遠程操作還是采取進程操作，在實際的電力管理工作之中應該充分的認識到電力監控系統的重要作用，在條件允許的條件下盡量使用遠程操作，這樣可以有效的提高電力管理的效率，降低管理成本，降低危險發生的幾率，為我國電力管理的發展保駕護航。

2.4 安全監視

電力管理工作與普通的管理工作有著很大的不同，這是由于電能自身的特點所決定的。在電力管理的過程之中我們應該充分的注重安全管理，電力管理一旦出現事故，其后果將不堪設想。電力監控系統可以幫助我們對電力管理的各個環節進行安全監視，一旦出現意外情況，電力監控系統會立即發出報警信號，同時在記錄系統上記錄下出現問題的時間與區域，為后期的電力搶修工作提供最為完善的資料。

2.5 數據處理

電力監控系統不僅僅可以將電力管理過程之中的相關數據進行簡單的記錄，其更大的意義在于可以對這些數據進行處理。在實際的過程之中，電力監控系統會將收集到的數據進行分類儲存，這樣方便用戶和工作人員進行查詢，并通過報表的形式呈現在工作人員面前，為電力管理工作提高最為科學的資料。

3.結束語

電力監控系統是現代供電設計之中最為基礎也是最為重要的系統之一，對于保障電路通暢，促進電力輸送等方面都有著極為重要的意義和價值。在實際的供電設計過程之中，我們應該對電力監控系統的作用進行充分的認識，并進行科學的設計，以此來保障供電體系的有條不紊。

參考文獻

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隨著社會的快速發展，我國對電力設備基礎建設步伐加快，同時，電力電纜隧道的建設也快速增長，為供電需求提供有力保障。但是，隨著電纜隧道的不斷推進，在維護和管理工作中面臨較多問題，因此，電力電纜隧道綜合監控系統的需求不斷增加。本文基于電力電纜綜合監控系統的使用需求，對系統功能設計與應用現狀進行分析，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關鍵詞】電力設備 電纜隧道 綜合監控系統

近年來，我國電力電纜隧道維護工作一直處于發展階段，當前主要通過對電纜溫度與負荷來檢測其運行狀態，設定一定標準值，一旦運行參數超出標準，則必須制定停電計劃進行檢修，此應對措施，具有較大的局限性，大大增加了檢修成本與維修時間，此外，對于部分潛在故障與絕緣性缺陷也無法進行檢測覆蓋。因此，為保證電力電纜的穩定運行，本文對電力電纜隧道運行狀態的綜合監控及應用進行探析。

1 電力電纜隧道綜合監控系統

1.1 監控系統運用的目的及意義

電力電纜隧道綜合監控系統主要利用信息化自動監控技術，通過軟件控制，由傳統人為巡檢方式轉換為計算機自動化監控。該技術方式，不僅可以提高電力電纜隧道運行的穩定性、實用性、科學性以及準確性，并且還可輔助預測，具有預知功能，一旦電力電纜隧道運行中出現風險或故障，監控系統可以準確、及時的定位故障點，具有良好的靈活性和準確性，可以將損失降低最小，同時，還可大大降低人力維護成本與勞動強度，提高電力電纜隧道維護質量。

1.2 綜合監控系統的功能架構概述

根據建設需求，在電力電纜隧道變電站內或工作井旁，設立綜合監控預警控制室。該系統是獨立于變電站內的綜合監控系統。系統組成部分是由綜合控制系統、火災預警系統、氣體監測系統、環境溫度監測系統以及視頻防盜系統等子模塊組件構成。通過計算機軟件技術，把各獨立模塊集合為一套綜合監控系統。如圖1所示：所有子模塊系統均提供不同的通信接口，便于集成管理各功能模塊，此外，通過設定的通信接口，還可通過互聯網與電力監控中心或電力系統專網進行數據傳輸，實現監控數據共享。

2 系統功能設計

2.1 火災預警系統

該功能模塊主要采用預警/控制總線連接方式，由火災預警控制主機與火災探測器、消防聯動裝置以及報警提示設備組建構成，可接收各探測區域返回具有地址碼的火災預警信號，并顯示詳細的位置與信息。在隧道兩頭各設立1個火災控制器，火災預警控制器接收到火災報警信號后，可手動或自動向防火門、風機、消防設備發出控制信號，并給予報警信號。提示工作人員迅速處理火災。

2.2 氣體監測系統

電力電纜隧道中如果存在有毒有害氣體，并且無法及時排出時，對進入隧道巡檢的工作人員人身安全造成極大威脅，針對該問題，必須對電纜隧道中容易產生的CH4、H2S、CO等有害氣體，進行實時監控。對電纜隧道防火墻劃分為若干分區，在各分區內設定一組環境監測傳感器，對有害氣體進行實時監控，將采集到的環境信息傳輸到綜合監控平臺。同時，還需對隧道內的空氣溫濕度、含氧量進行監控，盡可能的保障工作人員的人身安全。

2.3 環境溫度監測系統

隨著社會用電需求的不斷增長，電纜隧道長度也隨之增加，傳統線性感溫電纜已無法滿足當前環境溫度的監測需求，綜合監控系統設計采用分布式測溫光纖系統，該系統是由光電檢測器、二極管激光器、信號處理器、傳感回路以及計算機處理模塊等設備構成。具有可定位、精度高、穩定性強等特點，可對單通道1.5-4.5km長度范圍內的電纜進行溫度監控。每個監控控制區均可進行預警參數的設定。最多可設定500個電纜監控點，監控點與系統主機相連，可準確顯示電纜的報警信息、溫度軌跡以及受損點。

2.4 視頻防盜系統

在位于電纜隧道出入口或重要設備位置安置視頻監控設備，對電力電纜隧道內安全防護進行實時監控。該監控系統由攝像設備、視頻光端機以及編碼器等設備構成。本系統采用紅外防水攝像機，具有外置紅外燈，可達到IP68防護等級，有效監控范圍為50m。系統將采集到的視頻信息通過視頻電纜SYV75-5傳輸至視頻光端機，在利用通信光纖把視頻信息傳輸到視頻編碼器，然后把模擬信息轉換成DVD畫質的D1數字信號，最后，實時顯示在控制室的顯示器中。

3 總結

綜上所述，本文對電力電纜隧道綜合監控系統的功能及架構進行深入探析。通過實踐證明，該系統的運用，可以有利減少巡檢人員的工作量，提高巡檢效率和準確度，對設備缺陷與安全隱患進行有效的預警和監控，做到及時發現問題、分析問題、處理問題，能夠有效的控制電力電纜隧道內運行設備的穩定運行。

參考文獻

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[2]劉紅彬.IP網絡攝像機及其在遠程視頻監控系統的應用[J].設備管理與維修，2004（09）.

作者簡介

賈旭（1963-），女，大學本科學歷?，F為國網山東省電力公司青島供電公司高級工程師，從事工企自動化方向研究。

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【關鍵詞】視頻監控 實時監控 系統平臺

山西電力通用視頻監控系統于2010年投入運行，系統實現了對全省110kV及以上變電站、變電站基建現場、通信機房、招標會議室、調度室等節點的實時監控，提高了變電站運行和維護的安全性和可靠性。目前全省視頻監控系統共接入700余個節點，攝像頭的數量達到8795個。隨著省內視頻監控節點和攝像頭的大量接入以及視頻技術的不斷發展，現有平臺已不滿足省公司生產需要，且現有服務器及存儲等硬件設備運行已超過7年，故障頻發，嚴重影響了現有系統的正常使用。如何通過對系統架構的調整來解決現有系統的運維問題是亟待研究的課題。

1 山西電力通用視頻監控系統運維中存在的問題

1.1 硬件運行年限長，老化嚴重

山西公司十一個地區分公司部署的視頻監控服務器及存儲均是2007年投入運行，目前設備運行年限超過七年，運行工況較差。根據2014年通信系統春檢的結果顯示：目前全省十一個地區的視頻監控服務器均出現了不同程度的故障，其中陽泉、呂梁、朔州三個地區的兩臺流媒體服務器均故障無法啟動，還有六個地區是單服務器運行，各地區存儲系統硬盤故障現象也較為嚴重。陽泉、呂梁、朔州這三個地區的流媒體業務暫時由省公司流媒體服務器承載，但是項目設計之初省公司流媒體服務器的運算量僅夠支持省公司的視頻訪問，服務器運行壓力大，一旦省公司流媒體服務器崩潰，將造成省公司及以上三個地區無法看到視頻監控圖像。

1.2 系統平臺性能出現瓶頸

視頻監控系統平臺目前已經接入8795路視頻圖像，目前即將超過平臺的負載能力，另外，平臺由于兼容性問題，出現過多次故障，修復過較多的補丁。在平時的業務工作中，系統使用緩慢，已經影響了正常的工作，降低了業務工作效率。而且視頻監控系統平臺服務器，使用的是32位操作系統，無法支持4G以上內存。

1.3 地區缺乏運維力量

地市級系統平臺屬地化維護，但是各地市缺乏服務器、存儲等系統的維護力量，設備出現故障時，無法得到及時的處理。

1.4 系統平臺缺乏對高清攝像機、智能識別、智能巡檢、智能錄像等功能的支持

目前山西統一視頻監控系統僅支持模擬前端設備的接入?，F有的視頻監控系統，主要功能是記錄事件的經過，無法顯示并記錄更多關鍵細節。隨著視頻監控技術的高速發展和電力系統變電站無人值守模式的推廣，對數字高清前端設備以及智能識別、智能巡檢、智能錄像等功能的支持，是許多運維人員提出的一個非常迫切的需求。

1.5 流媒體服務無法實現負載均衡

目前省調和各地市各部署了兩臺流媒體服務器，但是流媒體服務沒有實現冗余及負載均衡，僅是冷備份。當一臺流媒體服務器出現故障時，需要人工切換至另一臺，故障恢復時間長。

2 山西電力通用視頻監控系統解決方案

本章節針對山西電力通用視頻監控系統在運維中遇到的種種問題，提出了有針對性的系統優化方案。

2.1 系統平臺架構解決方案

新購12臺刀片服務器部署到省公司，將原有流媒體服務器整合至長治備調，實現WEB服務器及流媒體服務器一級部署。省公司六臺WEB服務器和備調六臺WEB服務器實現負載均衡，虛擬出一個IP地址為全省視頻監控系統提供WEB服務。省公司六臺流媒體服務器和備調六臺流媒體服務器同樣實現負載均衡，為全省提供流媒體服務。當省調或備調有服務器宕機時，不會對WEB和流媒體服務造成影響。各地區不再部署和維護WEB服務器和流媒體服務器。新購存儲系統一套部署到省公司，省公司原有存儲遷移至長治備調，省公司和長治備調之間互為備份，主要用于對全省500kV及以上變電站和部分重要220kV變電站的錄像進行存儲。

2.2 系統平臺軟件解決方案

本項目擬對現有平臺軟件進行優化，通過良好的分層結構，統一的接口服務，可以有效的降低系統構建的復雜度。平臺系統根據分層的設計理念把系統分成以下四個層次：基礎平臺層、平臺服務層、業務層、應用層。

現有系統平臺軟件出現過不少的軟件BUG，包括流媒體系統兼容性報錯、賬戶角色緩存滿報錯、部分高清設備不支持、電視墻客戶端卡頓、服務模塊心跳檢測漏檢等。針對以上問題在舊版本上前前后后打過較多補丁，系統的穩定性也多少有影響。新版本切換需要把以上補丁都考慮進去，整合成一個穩定版本，避免過多補丁。

原有系統由于硬件和軟件性能限制，而且面臨節點的不斷增加，使得系統應用緩慢。首先將全省服務器升級為windows 64位操作系統并提升服務器硬件性能，其次優化管理服務和各模塊服務的性能和安全架構，提高平臺的接入點的容量；增加電視墻VTM模塊，優化電視墻工作站的性能。

優化后系統不僅能夠接入現有變電站內的模擬和高清設備，而且要求能夠接入目前市場上的主流的高清設備和Smart IPC，并且能夠為將來接入智能視頻設備預留接口。

增加流媒體負載均衡功能模塊和管理服務雙機熱備功能，增加了系統QOS保證，避免了當其中一個資源出現故障，而導致整個功能的癱瘓。

3 結束語

隨著國家電網公司“特高壓”及“智能電網無人值守變電站”建設的不斷推進，對視頻監控系統的易用性、可靠性要求也越來越高。本文針對現有系統的各類問題，提出了相應的優化方案，將山西電力通用視頻監控系統做強、做實，為智能電網建設提供強有力的支撐。

參考文獻

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[2]羅世偉.視頻監控系統原理及維護[M]. 北京：電子工業出版社，2007，96-101.

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關鍵詞：城市軌道交通；電力監控系統；信息流

中圖分類號：U412文獻標識碼： A

引言

城市軌道交通電力監控系統是實現軌道交通供電系統運營自動化調度管理的重要工具， 其性能優劣與全線供電系統能否安全可靠運行密切相關。城市軌道交通電力監控系統由控制中心主站、 變電所綜合自動化系統及聯系二者之間的通信通道組成。在目前調度端普遍采用綜合監控系統方案后，設于控制中心的主站設備和通信通道由綜合監控系統統一考慮。 電力監控系統對全線主變電所、 牽引降壓混合變電所、降壓變電所、牽引網等主要設備的運行狀態進行實時控制、監視和數據采集，以實現供電設備的自動化調度管理。 整個系統利用顯示終端和大屏幕，顯示供電系統的運行狀態。系統具有遙控、遙信、遙測、遙調功能，信息采集和處理功能，數據歸檔和統計報表功能， 事件順序記錄、 事故追憶、事故重演及故障信號處理功能，以及在線自檢、防干擾、系統自啟動、自恢復、在線維護、安全保護

等功能。

1、目前電力監控系統存在的問題

目前已建軌道交通的電力監控系統信息量普遍巨大， 使得任何一個故障就能上傳多達數百條信息，增加了調度難度，嚴重降低了調度工作和事故分析處理的效率。 電力監控系統大量的信息流如何處理，哪些信息需要及時上傳，哪些信息可以在控制中心召喚的時候上傳， 對信息如何分級等是擺在設計與運營人員面前的幾個迫切需要解決的問題。因此， 在設計過程中設計方需要與業主等各方深入探討，合理確定三遙對象表，解決因信息量過大而導致的故障情況下處理問題效率低下的問題。 目前綜合監控系統綜合了眾多弱電系統， 系統功能十分繁雜， 也要求各子系統的功能盡量簡潔實用，避免給調度管理帶來不必要的麻煩。因此必須在保證基本的三遙功能前提下， 合理簡化電力監控系統電力調度功能。

2、電力監控系統信息分類

電力監控系統要實現三遙功能， 應以監控對象為基礎進行系統的構建。在系統設計時，首先應該明確供電系統需要監控的范圍和具體對象， 然后根據這些對象的具體運行方式、 控制模式等情況進行系統功能及軟硬件的設計。 要對電力監控系統的信息進行分流優化，首先須將各種信息分門別類，以110/35 kV 兩級電壓制的集中供電方式、750 V 架空接觸網受流、直流系統為750 V 的某軌道交通線路為例，按控制、保護、測量、設備狀態檢測等對監控信息做出分類， 然后討論信息流的具體優化建議。

2.1控制類信息控制類信息包括以下 3 方面。

（1）主變電站控制對象：110 kV 斷路器、電動隔離開關、35 kV 斷路器、調壓開關等。

（2）牽引降壓混合變電所控制對象：35 kV斷路器、750V 斷路器、接觸網電動隔離開關、0.4 kV 進線斷路器、母聯斷路器、三級負荷總開關和主要供電回路的 0.4 kV 斷路器等。

（3）降壓變電所控制對象：35 kV 斷路器、0.4 kV 進線斷路器、母聯斷路器、三級負荷總開關和主要供電回路的 0.4 kV 斷路器。

2.2保護及狀態等監視類信息

保護及狀態監視類信息包括以下 3 方面。

（1）主變電站：開關位置、事故信號和預告信號、自動裝置投入撤除信號、開關當地/遠動操作位置信號、交直流裝置信號等。

（2）牽引降壓混合變電所：0.4 kV 以上級所有設備（含所有 0.4 kV 斷路器）運行信息、開關位置（含接觸網開關位置） 、事故信號和預告信號、自動裝置投入/撤除信號、開關當地/遠動操作位置信號、交直流裝置信號、制動能量消耗裝置信號、軌電位限制裝置信號等。

（3） 降壓變電所： 0.4 kV 以上級所有設備 （含所有 0.4 kV 斷路器）運行信息、開關位置、事故信號和預告信號、自動裝置投入/撤除信號、開關當地/遠動操作位置信號、交直流裝置信號、運行信息等。

2.3測量與計量及電能管理類信息

測量、 計量及電能管理類信息包括： 主變電站、

牽引降壓混合變電所、 降壓變電所相關電流、 電壓、有功/無功功率、有功/無功電度、功率因數、溫度、頻率偏差、 電壓偏差、 電壓不平衡、 電壓動態變化、諧波含量指標等。

2.4設備狀態檢修類信息

設備狀態檢修類信息包括： 各種設備的運行狀況信息；故障、操作次數記錄；故障錄波信息；在線監測設備信息等。

2.5雜散電流系統信息

雜散電流系統信息包括：上、下行道床各監測點本體電位； 相對電位實時數據； 相對電位平均值、正向平均值、負向平均值；相對電位最高值、最低值等。

3、 電力監控系統信息流的優化思路

主要優化思路是將眾多的電力監控系統信息，根據就地級、變電所綜合自動化系統級、車站級、復示系統級、 控制中心級所實現功能的不同需求進行分類合并，合理分流。從而優化數據結構，提高系統反應速度。

就地級：主要是綜合保護測控等間隔層設備，面向的對象是供電系統中的斷路器、隔離開關、互感器等配電裝置和電力變壓器等一次設備， 服務的對象是運行維護人員， 為日常檢修及故障搶修的直接依據，信息的采集應以完整、全面、具體為指導思想。

變電所級：即變電所綜合自動化系統站控層，通過網絡通信，采集間隔層對象的數據，進行所內集中監控及管理， 并實現與綜合監控系統電力調度通信功能。 變電所級信息應根據重要程度在就地級的基礎上分類合并，為車站級、復示終端級、控制中心級信息流起到上傳下達的作用， 像雜散電流信息等可以不在站級監控單元顯示， 采用直接轉發方式，以提高調度信息的執行速度。

車站級：在車站控制室的電力監控工作站，主要用于監視接觸網帶電情況， 協調在各種運行工況下站內各相關系統之間的關系， 除 IBP 盤接觸網饋線緊急停電按鈕外，一般只監不控。所以，車站級的信息應簡潔明了， 沒必要將變電所級信息全部在此反映， 為方便運營只反映接觸網的帶電及開關信息即可。

復示終端級： 主要用于監視全線供電設備的運行情況，使維護人員及時了解現場設備運行狀況、事故信息，提高處理事故的工作效率，縮短停電時間。 要針對現場設備的運行狀態制定科學的檢修計劃， 同時能實現主站調度與供電車間維修調度之間的維護、維修調度作業的申請與批復等。所以，重點應放在與維護維修相關信息的監視上， 同時實現雜散電流信息的轉發功能。 綜合監控系統電力調度子系統主要有控制、 數據采集處理、顯示、報警、維修及事故搶修調度等功能。調度人員在此進行日?？刂?、監視和調度管理等工作， 是用于調度全線供電系統運營生產的指揮。主要任務是完成綜合調度管理，并協調在各種

運行工況下所間、 站間以及各相關系統之間的聯動關系，特別是在發生事故時能快速、準確地找到事故的原因。電調子系統應以反映供電設備運行狀態、故障狀態、實現運行模式轉換及調度管理信息為重點，避免將調度不關心的信息送往電力調度端，影響調度決策速度。

4、結束語

本文僅對目前電力監控系統信息流的優化作了一些初步探討， 目前軌道交通電力監控系統在功能的配置方面已漸趨成熟和全面， 但在對具體信息的分流方面還有待進一步研究完善。國內城市在建設軌道交通時，應根據自己的實際情況和運營習慣，合理選擇電力監控系統的信息分流方式，力求提高調度管理及事故分析處理的效率。

參考文獻：

[1] 于松偉，楊興山，韓連祥，等．城市軌道交通供電系統

設計原理與運用[M]．成都：西南交通大學出版社，2008．

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[關鍵詞]監控系統 電力調度 應用

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0191-01

前言：

監控系統是現代信息與科技發展的重要產物，其能夠完成監控范圍內變電站設備信息和狀態在線監測告警信息的集中監視，使調控員能夠全面掌握管轄范圍內電網運行方式、設備狀態、主設備負載、電壓水平及事故異常處理等情況。實現對電力調度過程的全面監控與管理，因此監控系統在電力調度中的應用將越來越廣泛。

1、關于監控系統的基本概述

1.1 硬件運行

硬件系統中的數據服務器，占據著不可或缺的位置，能夠確保整個監控系統的運行穩定。與此同時，還能夠采集相關的站點信息、數據，并可對部分站點實行O控處理。若發現異常，需在第一時間做好相關的處理措施。主要需在了解問題后，共享各部分站點的信息，促使不同的站點均能夠合理使用共享的信息，保證信息資源流通，實現信息共享且充分被利用。數據服務設備，能夠合理地設置數據庫，并整合調度中所構成的參數和數據，交流載體，實現外部、監控系統數據的交換工作。調度人員也可在電網數據、報表中獲得有利的數據。結合所反饋的內容，做好調度工作的評價，以便發現問題，及時地做好電力調度系統的維修操作。

1.2 軟件運行

一般情況下，電力調度監控系統的型號為OPEN3000、D5000，這一系統為數據管理的系統。商業化特點比較顯著，經智能化擴展盤做好相關數據收集、整合工作，且實際的運作方式需采取Client為主。如果更換新的硬件，系統軟件不會受到硬件的調整而產生不良影響。這個軟件系統的安全性、穩定性較強，能夠為電力調度自動化系統的運行提供有利的參照。軟件在實際應用的時候，可將接口作為載體，以便實行系統的二次擴展和應用，充分發揮其擴展性特點。

2、監控系統在電力調度中的應用意義

新時期，為了保護電力調度的安全性，借助監控系統開展工作，能實現對調度工作的自動化監控，節省了人力、物力與財力，其在調度工作的存在價值可想而知。監控系統是科技與信息技術的相互融合，其在監控方面具有精準性、細致性與全天候性，同時可作為各個部分站點的連接橋，可全面了解每個變電站的具體運行狀況，促進變電站的相互聯系。以監控系統為載體對電網的調度與運行情況進行各項指標的監測，旨在維持電網運行的安全性與穩定性，其工作的重點在于收集數據信息、遠程遙控、調節監測出的故障、管理相關的信息與設施等等多項內容。

3、監控系統在電力調度中的具體應用

3.1 保障電力調度安全

將監控系統應用到電力調度中，其可實現對電力系統的全面監督與控制，對電力調度過程中可能出現的安全隱患進行及時的預警與處理，可將SCADA與 MIS 數據建立聯系，可為監控系統提供相關憑證與票據，系統一旦啟動能夠實現對電話、SCADA 等的控制，嚴格控制好電力調度過程，對整個系統進行嚴密的保護、監管與控制，杜絕外界諸多因素的影響，是保證電力調度安全的關鍵。

3.2 不斷完善電力技術

將監控系統應用于電力調度中，使調控員能及時判斷、處置監控系統發出的事故、異常、越限、變位信息，結合信息內容、設備位置信號變化、電流電壓等遙測值變化作出正確處理。但是，這一技術還處于初步發展階段，為加強監控技術的運行效率、監控質量，需不斷完善技術，進而滿足現代供電系統的需求。監控系統的出現，對于電力企業實行管理非常有利，并能夠將電力生產、信息技術向融合。為確保監控系統的運行情況，還需提高系統運行、管理的效率，按照具體的操作要求，完善系統管理的機制。

3.3 提高企業經濟效益

監控系統的合理應用，可以將有人值守的變電站實現無人值守，減少人員編制，能夠為企業提供較大的經濟效益，提高企業的整體工作效率。同時調控員對監控系統的在線監測告警信息進行初步判斷，確定告警類型、告警數據和告警設備，及時進行分析處理和采取預案措施，防止事態擴大。在發生電網事故時，監控系統還能幫助調控員通過有關信息確定故障范圍，查找故障原因，及時采取措施恢復對用戶的供電?？傊?，監控系統的合理應用，可及時避免用戶停電或減少用戶的停電時間，提高用戶的用電滿意度，推動電力企業的良好發展。

4、監控系統在電力調度中的優化措施

4.1 系統、網絡協作平善

電力調度監控工作，屬于一項比較復雜的工程，為確保達到監控的目的，并促使電力調度能夠穩定運行。應做好機房環境的和網絡、自動化系統等監控工作。針對不良影響因素，應構建調度綜合監管的機制。

4.2 自動報警裝置完善

電力監控系統的故障均為可避免的，然而因為不能夠在第一時間進行故障的處理，使得一些不必要的損失出現。完成自動化報警裝置的安裝工作后，若服務器的內存缺乏，或是產生溫度異常的情況，這時就需要提前做好相關的預防工作。

4.3 調度系統和上下位機聯網

做好調度系統和上下位機聯網的工作，能夠達到數據共享的效果。這種方式，不但能夠確保監管人員在第一時間做好數據的分析工作，并能夠對電網運行狀況實行了解，在第一時間做好突發事件的處理工作，以便降低實際的影響。

4.4 監控系統完善措施

電力調度監控系統應用尚未成熟，在實際監控中存在著諸多問題，為適應“大運行”體系建設的需要，適應變電站無人值守和調控中心遠程監視控制變電站的實時運行和管理要求，需進一步提高監控運行及管理人員的業務水平，同時完善統一變電站信息的規范管理、信息接入（變更）驗收管理、設備的監護操作管理、變電站集中監控許可管理、監控運行分析管理、集中監控缺陷管理和輸變電設備狀態在線監測告警信息分析管理等等。

4.5 監控系統運行完善

為確保監控系統的資源能夠合理地使用，應構建安全的維護機制。與此同時，需構建完善的維護系統管理機制，以便發生異常的時候，實行監控系統的硬件、軟件監控。

電力調度，能夠確保電網的安全、穩定，電力調度安全監控工作，可做好電力調度的安全風險識別和分析、控制工作，進而促使電力調度工作的順利、安全實行。電力調度安全監控，還能夠確保電網系統的順利運行，提高電力調度的安全監控力度。

需要注意的是，開放后國內的電力事業獲得較好的發展，電網規模的擴大，使得電網的程度和規模均發生較大的改變。而電網規模的擴大，使得其會被較多的風險因素所影響，如地震因素、雪災因素等。為確保電網的安全運行，應做好電網運行的安全工作，明確調度運行中的影響因素，以便采取具體的完善措施，做好相關的事故/故障的處理工作。

5、結語

總而言之，監控系統的應用可提升電力調度工作的安全性，可促進電力企業健康、平穩的發展，因此加強監控系統在電力調度中的應用很有意義。

參考文獻：

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關鍵詞：遠端；電力；監控系統；開發

1 前言

一般的電力監控系統主要是結合電腦、攝像頭、控制等技術，完成用電情況的監測、分析用電設備的運轉維護、控制、保護等功能。借助自身高度自動化的運作，可以依據及時且精確的資料做適當的處理動作，節省不必要的電力損失及減少人力維護成本，進而提升用電設備的運轉品質，增加系統穩定性與節省電費支出的效果。

網絡技術近年來發展迅速，網絡環境也從以前單一的封閉環境發展成為開放式的網絡環境，監控系統也由區域網絡封閉式的機房，進而發展為可同時在不同地點進行網絡監控，甚至不同形態的設備狀態都可以通過網絡進行監控。本研究預期運用通用網絡瀏覽器的界面方式作為本系統的使用者界面，可預期本系統可將用電設備的用電狀態借助網絡監控來了解，并具有無所比擬的優勢。

2 遠端電力監控系統的軟硬件架構

目前在個人電腦使用中最為普遍的操作系統不外乎是微軟的視窗系統。相對于其他操作系統，視窗系統具有較多的應用軟件和通訊界面的支援，并且在視窗操作系統中，開發圖形界面的軟件應用較為簡便，可以縮短產品開發時間，增加市場競爭力，所以本研究開發的網絡電力監控系統預期將以視窗系統作為操作平臺。并通過VB程序語言開發人機界面來連接控制主機，通過RS-485通訊界面對多功能電表及控制器讀取用電參數或設備狀態，將其存入后端電腦資料庫，作為電力資料分析的來源。

本研究的系統設計是以市場導向為設計上的考量，利用智能型多功能電表監測用電情形，并將整形多功能電表裝置加入用戶的各電源接口，利用RS-485通訊界面將三相電壓均方根值、電流均方根值、實功率、需功率、功率因數等用電數據傳回主機并存入資料庫；對于用電設備的諧波分析功能，則將通過主機讀取電壓、電流等波形進行分析。需量控制方面也是通過RS-485界面，理論上，系統可裝備256臺遠端的控制器，每臺控制器可以對多臺機械設備做個別的狀態讀取。

對于人機圖控軟件規劃，則利用資料收集系統隨時將用電資料由電表讀出并寫入資料庫，另外使用者可以通過手動輸入或修改每月用電最高需量及電價。其中，電表讀取的資料可以用來做短期負載預測、斜坡等電力品質分析，而最高需量分析的資料可用來計算并預期最佳合同容量。短期負載預測結果輸出則可以配合該時段簽訂的合同容量，當作需量控制的輸入參數，對可以控制的用電設備進行用電排程控制。

本研究中使用的多功能電表須具有量測各種電力參數，如量測三相電壓、電流有效數值及提供總功率、功率因數、總瓦時數、頻率等參數，并同時具有對外通信的界面。目前比較普遍型的智能型電表都是以工廠或是建筑大樓用電的自動化為設計基礎，基本功能都可量測超過200種以上的電力參數，并可以做狀態偵測及控制輸出。在電力參數量測的部分，可以連接至單相、三相三線式或是三相四線式的系統；電表本身可以做狀態偵測及輸出控制使用。數字輸入點可偵測斷路器或接地故障等狀態，并可以警報輸出及進行最高需量控制等工作，使用者也可以選擇加裝類比輸出或輸入模塊以執行特殊功能。輸出模塊也可以配合電表內的Real Time Clock，可以做計時控制、事件記錄、趨勢記錄等有關時間方面的工作。一般使用者則可以在電表面盤上讀取設備用電的電力參數，也可以通過通訊界面，由個人電腦讀取，其通訊界面為RS-485或RS-232，或者采用一般工業上普遍使用的MOD-BUS通訊協定，也課余可編程控制器等整合于統一系統之內。

紫銅整體的網絡結構必須相當明確，每一個系統中的組成也必須能夠相互配合，這樣才能夠將系統的網絡效能發揮到極致，并且達到能夠多工多人監控的目的。遠端電力監控系統架構也就是應用分散式系統的架構概念，每項工作均由不同電腦分開處理。Web Server本身僅控制基本客戶端請求與回應，因而在開發新系統時應減少系統復雜度，并將資料庫與網絡服務器分開。

3 系統應用與討論

本文所開發的監控系統中包含有資料收集、電能分析模塊、遠端網絡連線模塊等，電力監控系統中包含了最佳合同容量分析計算、短期負載預測、諧波分析與負載管理等。資料收集模塊包含了電腦通訊、資料庫架構與分析等等，在最佳合同容量計算部分則采用電力公司高壓電力時間電價結構。對于短期負載部分將采用目前大部分研究采用的類神經網絡分析的方法。因而，進入監控系統界面，即可經由網絡讀取所有電力使用的信息，包括電壓、電流、功率因素、有效功率、無效功率及有效能量等。具體來看，包括如下應用方面。

一是功率因數控制追蹤及設定。對于時間電價用戶而言，基本電費為電力公司的各時段合同容量的費用支出，即不同時段的合同千萬數乘以個別時段的合同電價綜合。超約附加費用戶在不同時段的用電最高需量超出合同容量部分的罰金計算為：超過合同容量10%以下部分以兩倍基本電費計算，超出合同容量10%以上部分則以三倍基本電費計算。功率因數調整費的目的是為了提高電力設備及線路利用率，本系統可以周期性的追蹤使用電力功率因數的變化，并借助功率因數上下限的設定來決定投入電容的數目，以提升功率因數。二是提供電能監控系統資料庫。資料庫及儲存資料的倉庫，然而當資料過于龐雜時，則需要將資料分類再儲存，這也就是資料表。資料庫內必須有一個以上的資料表，資料表內必須設定欄位，每個欄位必須設定儲存的資料形態，因而統一資料表的每筆資料必然有可比較的特性。為了應對長時間應用電力負載與節能控制系統，系統中建立了類神經網絡培訓程序，使用者可以定期利用歷史負載資料來加以培訓學習，確保系統在環境的不斷變化下，負載數據依然能夠具有較高度的準確率。

參考文獻

[1]周永華.關于居民小區供配電設計若干問題探討[J].民營科技，2009（2）.

[2]劉健，徐洪.電力監控系統在電力生產中的應用[J].華電技術，2009（5）.

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【關鍵詞】電力監控 抗干擾 抗干擾措施 煤礦

一、電力監控系統簡介

義煤公司常村煤礦電力監控管理系統主要用于對全礦井上下的供電系統進行用電參數、供電狀態、運行情況、電氣保護的監測記錄，對變電所供電設備實現地面集中遠程控制和參數遠程設置，對故障和超限供電參數實時監測報警，統計、分析、查詢供電運行數據，生成供電運行統計圖表和考核管理圖表。此系統采用總線型結構，如圖1所示。該結構采用雙層通訊方式，上層采用以太網實現各通訊分站與上位主機進行通訊，下層采用RS-485總線采集智能節點數據，數據經各通訊分站傳輸到上位機。

圖1 電力監控系統結構圖 圖2 RS-485總線結構

二、電力監控系統抗干擾措施

電力監控系統一般是由多個廠站端（變電所）和一個主站端（監控中心）以及傳輸光纜組成，因此其易受干擾的環節主要在：底層現場的數據采集環節、中間層的數據傳輸環節以及上層監控中心的數據接收和控制命令發送環節。下面將結合實際，從這三個環節討論對電力監控系統行之有效的抗干擾措施。

（一）現場級的抗干擾措施

常村煤礦電力監控系統在下層的變電所現場，采用RS-485總線結構，如上圖2所示。地面變電所原有高壓保護裝置具有RS-485通訊接口，直接接入RS485總線上，地面其他不具備RS-485通訊接口的設備安裝監控模塊，井下變電所的末端節點為安裝在高壓開關內的綜合保護裝置和安裝在低壓開關內的監控模塊。這些節點通過通信電纜與通訊分站連接，通過通訊分站進行簡單的數據處理后，經由交換機轉換為光信號傳入中間傳輸層網絡。

RS-485總線網絡常見的干擾有以下幾種：線路反射波干擾、雷擊過電壓、電磁干擾、靜電干擾、共模干擾等[1]。下面就針對上述干擾源提出相應應對措施。

1.合理的網絡布局

網絡節點數與所選RS-485 芯片驅動能力和接收器的輸入阻抗有關，理論上其上限可以達到400個。實際使用時，因線纜長度、線徑、網絡分布、傳輸速率不同，實際節點數均達不到理論值。就常村煤礦實際使用情況來說，網絡節點數最好不要超過32個。

RS-485系統是一種半雙工結構通信總線，大多用于一對多點的通信系統，因此通訊分站應置于一端，不要置于中間而形成主干的T型分布。其網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構不支持環形或星型網絡。因此 RS-485網絡最好用一條總線串聯各個節點，從總線到每個節點的引出線長度應盡量短。

2.屏蔽措施要做好

變電所內干擾源眾多，采用屏蔽措施很有必要。為滿足煤礦防爆的需求，各通訊分站、分站電源、接線盒都是密封在防爆金屬外殼中，監測模塊和綜合保護裝置都安裝在防爆的低壓和高壓開關中，所以屏蔽措施本身就做得較好。

3.在總線上添加上拉、下拉電阻，必要時使用終端電阻進行匹配

在RS-485總線網絡上，最怕出現的問題是，一個節點出現故障，整個系統的通信癱瘓，同時會給故障的排查帶來困難。分析此類問題，究其原因，大多因為總線某節點失效后網絡被鎖死，控制權一直掌握在該節點上，使總線一直處在忙碌狀態，不能接收其他節點發送的信息。為防止總線上產生模糊電平，應在總線上添加上拉、下拉電阻。

通常希望總線到每個終端設備的分支線長度應盡可能短。分支線如果沒有接終端設備，將會產生反射信號，對通訊產生較強的干擾，應將其去掉，或者使用與通訊線纜特性阻抗匹配的終端電阻端接。針對變電站現場實際環境，必要時采用終端電阻進行特性阻抗匹配。

（二）傳輸級的抗干擾措施

1.采用合理的網絡結構

由于受礦井自身條件影響，常村煤礦采用總線型結構，缺點在于系統斷線時，恢復時間較長，傳輸線路某一處出現故障，將影響其后的所有分站的通訊。而環網結構能夠解決這個難題。以太環網的無法構建造成了此系統抗干擾能力和穩定性上的不盡人意。

2.傳輸線路應遠離干擾源，接線盒做好屏蔽工作

在系統安裝時，應盡量做到傳輸線單獨鋪設，不可與高壓電纜、交流輸電電纜等線路一起鋪設，應盡量避免兩者平行走線，盡力使二者遠離，使電磁耦合減到最小。同時，也要盡力避免變頻器、啟動器等其他干擾源，遠離這些設備。

對于光纖來說，雖然不易受到電磁干擾，但是因為井下惡劣的環境，潮濕和粉塵污染大，光纖接線盒也要做好密封設施，光電收發器更要做好屏蔽工作。

3.在線路上安裝避雷器

根據有關數據統計分析，數據線（以太網、RS-232、RS485等）受雷電入侵的幾率占46.3%，因此，在電力監控系統中，非常有必要采取有效的防雷擊措施。通常采用浪涌保護器（俗稱避雷器、防雷器），主要防護原理是采用了浪涌抑制器，主要產品有網絡避雷器和信號避雷器。

（三）地面控制級的抗干擾措施

竄入微機監控系統的干擾，其頻譜往往很寬，且具有隨機性，采用硬件措施只能抑制某個頻率段的干擾，仍有一些干擾會侵入系統。因此，不但要求硬件有高性能的抗干擾能力，還需要有軟件系統的密切配合。在地面監控中心，除了必要的硬件抗干擾措施，最主要的抗干擾措施就是在軟件上實現的。

三、結論

本文從現場級、傳輸級、地面控制級這三個環節分別探討了介紹了多種抗干擾措施。但由于干擾產生的原因是多種多樣的，干擾的強弱、影響的程度是千差萬別的。因此，微機電力監控系統抗干擾設計必須根據具體系統所受到的具體干擾情況提出相應的解決方案。

參考文獻：

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【關鍵詞】電力監控系統；SCADA系統；地鐵應用；前景展望

信息技術的發展，帶來了電力監控系統高速發展的新時代，從而推動了變電供電監管系統的發展。工業發展模式的不斷擴大，也進一步推動了科學技術融入電力監控系統的進程?？梢哉f，電力監控系統是隨著計算機技術發展而逐步完善的一大變電控制子系統，它集各種先進的科學信息技術于一體，實現了對地鐵運行的安全性和供電可靠性的監管和控制問題，在供電監控系統中發揮了巨大作用。本文將對電力監控系統的發展及其在地鐵中的應用進行簡單介紹。

1. SCADA系統簡述

SCADA系統是依賴計算機技術進行數據收集與系統監測和控制的自動化系統。該系統已經在許多產業領域，尤其是電力系統的管理中得到了普及應用。其中，電力監控系統，也就是PSCADA系統，以計算機、通信設施、監控單元為基礎工具，為變配電系統的實時信息收集、開關情況檢查及遠程監控提供了現實平臺，它可以和檢查、監控設施構建成任意繁復的監管控制系統，在變配電監管控制中發揮了重要效用，有利于公司消除故障、減小運作投入，縮短生產時間，加快變配電運行過程中事故的應對速率。該系統具有收集數據完整、決策效率高、掌握信息準確、故障判斷及時等優點，已經在地鐵的供電監管中得到廣泛運用，加快了電力系統的自動化管理進程的發展。

相較于國外先進的SCADA系統發展水平，我國的SCADA系統研究起步較晚，很多SCADA產品與儀器仍然處于進口階段，在SCADA系統上的技術研究和理論水平都比不上發達國家。但是隨著計算機技術和信息科學技術在我國的普及與廣泛應用，我國在SCADA系統的研究與應用也逐步呈現出欣欣向榮的狀態，并朝著集成化、綜合化、自動化的方向發展。尤其隨著電力監控系統在地鐵供電監管綜合系統中的應用，進一步推動了我國在SCADA系統的研究與技術完善。

2. 電力監控系統（PSCADA）在地鐵中的應用

電力監控系統（PSCADA）將各種先進信息技術集于一體，實現了對變電系統的數據收集和儲存，故障的分析和診斷以及系統的修復與維護等功能。其中在系統數據收集功能中，主要是對變電站的一些設備電壓、電流、運行參數及耗電量等基本情況進行收集和整理；故障的分析和診斷正是通過對變電系統運行儲存數據的分析來實現的，并通過人為管理，實現對變電站系統的修復與維護。電力監控系統（PSCADA）具有改善變電站運行安全可靠水平、改善運行速率、減少運行成本投入以及保證供電品質等作用，相較于二次變電設備，該系統大大減省了接線工作量，逐漸取代二次變電設備，在變電站中得到普及應用。但是電力監控系統的實施需要滿足一些條件，比如，針對電壓量要求不高的的變電站，要盡量使用自動化的軟件和技術，達到對人力資源和物力資源節省的目的；在電壓量要求較高的變電站中，要采用比較先進的測控軟件和控制方法，達到對技術、專業及運行等方面的要求等。

下面結合生活應用，簡述一下電力監控系統在地鐵中的具體實踐應用。

某些地鐵站在變電控制系統管理中采用分層分布式的管理框架進行監測和管治，該框架結構中將系統管理分為三個層次，如下所述：

1.站級管理層。該管理層的儀器中主要是一些外部調控裝置，可以顯示、控制以及維護內部系統的運行效果，并對一些運行威脅及時進行修復。常見的儀器有信號控制盤、顯示屏等。

2.間隔層。該管理層中中的儀器設施主要用來進行設備保護和實現數據收集工作，常見的如微機維護監控設施用來對供電儀器進行保護；在顯示屏內部進行電流過壓保護并采用一些監控系統及時監測和控制；此外，在數據收集中也要進行適當的間隔層保護。

3.網絡通信層。該通信層主要實現各級管理層與外部設施及網絡的通訊，也就是常說的數據交換和信息傳遞。

地鐵供電監測系統中常常會出現由于線路中斷、線路接觸不良等問題造成的系統故障，為此采用分散管理的方式可以縮小部分線路故障對整體系統的影響，同時應用集中管理的方式對各分系統分線路進行綜合管治。系統運行正常時，可以采用遠程監控的方式來進行遠程控制管理，這樣可以避免監控裝置對內部系統運行的干擾和影響；系統運行故障時，要及時進行系統斷閘，進行故障清理，以盡早修復系統，恢復其正常工作能力。

3. SCADA系統前景展望

SCADA系統雖然已在變電站供電系統控制中發揮重要作用，但是由于其應用時間不長，理論不成熟，并沒有很好的與一些先進科學技術相結合，為了進一步提高SCADA系統的應用廣度及應用范圍，可以從一些幾個方向對SCADA系統進行改善：

（1）SCADA系統的集成性

SCADA系統要滿足未來系統更高的需求，必須實現其集成性的特點，將各種信息技術集于一身，實現各相關企業與平臺的數據收集與整合。

（2）變電所綜合應用自動化

提升SCADA系統的測控能力，引進一些測控設備的智能化管理，實現對變電所的自動化運行控制與系統管理功能，促進地鐵事業的發展。

（3）SCADA與新技術的融合

將SCADA系統中融入先進的科學技術，比如專家測控系統、智能化管理技術等，實現SCADA系統的在線實時監控功能、專業精準診斷功能以及及時修復功能等，提高對變電所的管理效率和管理的全面性。

4. 結束語

計算機技術和信息技術的發展帶來了信息和網絡時代。當前各大企業及設備管理中都引進了一些先進的科學技術，電力監控系統的先進技術的引入，大大改善了其應用環境與應用條件，使得電力監控系統的應用更加普及。其中，電力監控系統在地鐵中的應用實現了對地鐵運行狀況的監管，保證了地鐵的安全穩定性，在一定程度上促進了地鐵行業的發展。

參考文獻：

[1]陳惠娟，許志紅，彭文.地鐵電力監控系統的仿真設計[J].電工電氣，2010（10）：14-19

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關鍵詞：103規約、以太網、通信

引言

繼電保護在電力系統中起著非常重要的作用，一般的高壓電力設備都配備了集保護、測控功能于一體的綜合保護單元，并采用由國際電工委員會于1997年定義的IEC60870-5-103規約（簡稱103規約）來完成變電站控制系統與保護單元的通信。利用這個規約，保護測試系統不但可以獲得被測保護裝置的定值、保護動作單元等信息，而且可以與上位機總控制中心完成監測與控制通信，實現整個電力系統設備的自動化。

1.103規約簡介

103傳輸規約是國際電工委員會為了在不同保護設備和控制系統之間實現信息互換的目的而制定的繼電保護設備信息接口配套標準。它適用于具有編碼的串行數據傳輸的繼電保護設備和控制系統交換信息，使得變電站內一個控制系統的不同繼電保護設備和各種裝置達到互換，被電力系統廣泛應用。103規約使用的網絡模型是增強性能結構，即物理層、應用層和鏈路層。

1.1物理層

物理層采用EIARS485異步串行通信標準，1位起始位，8位數據位，1位偶校驗位和1位停止位。

1.2鏈路層

103規約所有的傳輸過程均由主站啟動，即輪詢問答過程：由啟動站向從動站觸發一次傳輸服務，或者成功完成，或者報告差錯，之后才能開始下一輪的傳輸服務。103規約采用的鏈路服務級別為三級，其鏈路服務級別及功能如下表所示。

1.3應用層

應用層為用戶提供服務，是用戶的窗口，它的服務直接提供給應用進程。應用層包含一系列應用功能，它包含在源和目的之間應用服務數據單元的傳送中。

規約數據單元由規約控制信息和服務數據單元組成，由于103規約未采用應用規約控制信息，所以在應用層中的應用規約數據單元和應用服務數據單元及鏈路服務數據單元是一樣的。因此在103規約中可將應用服務數據單元當作鏈路用戶數據。

103規約描述了兩種信息交換方法：兼容范圍和通用分類服務。兼容范圍基于嚴格規定應用服務數據單元和為傳輸“標準化”報文的應用過程。通用分類服務采用各間隔層單元自我描述和自我定義的方法對要求傳輸的信息進行定義，它可以傳輸任何類型數據。除國內已經生產的繼電保護設備可以在一段時間內使用專用范圍外，新開發的產品必須采用兼容范圍和通用分類服務。

2.系統設計

103規約通信的模型如下圖。

本系統負責實現的是監控保護設備這一層級，與上位機的通信基于以太網絡。在系統設計之前，首先需要考慮以下幾個因素：

（1）該監控保護設備是作業以太網的數據終端存在的，故選擇的系統控制芯片必須要有足夠高的運行速度，以保證其在100Mbit/s的以太網上能夠高效地傳送數據。

（2）考慮系統須對多路信號進行采樣、濾波,需要大量的傅立葉變換計算,系統控制芯片至少要有32位寬的乘法器。

(3)考慮到以太網數據傳送的高速性,以及處理器數據吞吐量的有限性,所以系統控制芯片最好能夠內部集成有靜態存儲器來作為接收數據的緩存。

(4)因為在網絡上傳輸的數據格式一般為16位,或者長度是16的倍數,所以在選擇協議控制芯片和網絡接口芯片時,應該選擇可以以16位模式進行數據操作的芯片。

(5)對于網絡接口芯片來說,除了要有16位的工作模式以外,最好是符合MII網絡適配器兼容格式的芯片,這樣在編寫應用程序以及存儲器的分配和使用上具有一定的通用性。

(6)網絡適配器接口芯片上應該具有片上RAM,這樣在數據量大的時候不會在網絡接口處產生數據丟失現象。

3.軟件設計

系統主要實現三方面的功能，一是數據采集；二是用戶的顯示與控制；三是利用標準103協議進行上位機的通信。

3.1通信功能設計

快速以太網驅動程序屏蔽了對底層網絡設備的處理細節,同時向上層操作系統提供與硬件無關的接口調用。在以太網通信之前,首先要實現位于硬件抽象層的快速以太網驅動程序,上層軟件與以太網控制器的交互都要通過驅動程序進行。網絡通信系統通常要與多個對象實現信息共享，TCP/IP是實現異構網絡互聯的網絡體系結構和協議標準,屏蔽各種物理網絡技術。

本文實現的以太網103規約采用UDP報文與TCP報文相結合的方式,采用UDP協議快速傳輸包含源結點IP地址的短報文;采用TCP協議傳輸大量需要交換的信息。利用TCP的可靠連接和重發機制,以保證信息傳輸的完整性及可靠性。在正常連接狀態下,主站只需定時向各子站發送UDP報文,子站采用TCP報文格式,以循環上送加變化上送的方式來傳輸實時數據。當子站發生事件或者有數據發生變化時,子站啟動一次傳輸過程,及時將信息通知主站。

3.2通信異常處理與故障報告

103規約采用窗口尺寸為1的非平衡方式傳輸的鏈路傳輸規則,即由控制系統向繼電保護設備觸發一次傳輸服務,或者成功的完成,或者報告產生差錯,之后才能開始下一輪的傳輸服務。如果發送/確認、請求/響應傳輸服務在傳輸過程中受到干擾,用等待/超時/重發的方式發送下一幀,發送/確認和請求/響應這兩種服務由一系列在請求站和響應站之間的不可分割的對話要素所組成。

故障報告則必須記錄了故障發生時的各種參數和系統狀態,包括故障時間、故障動作開關號、保護元件動作類型和保護啟動、出口、返回時間及相關電量參數。故障錄波記錄了故障前兩周波至保護元件動作返回時間內的電流、電壓波形及各通道諧波分析值。此時在DSP內生成一個擾動表,當控制系統發送讀擾動表命令時,作為一級數據傳給控制系統。

4.總結

103規約一方面可以面對復雜的計算處理；另一方面,比傳統的通過485總線通信的更具有擴展靈活性。滿足了系統的開放性與維護的方便性。同時利用DSP的強大的接口、搭配鍵盤、LCD,還可以在保護設備系統中完成用戶顯示、控制等功能,組成一個完整的自治系統。

參考文獻