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變電站電氣自動化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
變電站電氣自動化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)【1】
摘 要 在城網(wǎng)建設(shè)中，變電站設(shè)計(jì)是其中比較重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，對變電站電氣自動化的系統(tǒng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)，是城網(wǎng)建設(shè)和改造中需要研究和解決的一個(gè)重要課題。
本文對變電站電氣自動化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選型、電氣沒計(jì)原則等方面了探討，以和大家交流。
關(guān)鍵詞 變電站;電氣自動化;系統(tǒng)設(shè)計(jì)
0 引言
變電站自動化系統(tǒng)在我國的應(yīng)用已經(jīng)取得了非常顯著的效果，對提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平起到了重要作用。
目前隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化變電站正在興起。
在變電站自動化系統(tǒng)的具體實(shí)施過程中，目前有不同的方法：一種主張站內(nèi)監(jiān)控以遠(yuǎn)動(RTU)為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)，相應(yīng)的設(shè)備以電網(wǎng)調(diào)度自動化為基礎(chǔ)，保護(hù)相對獨(dú)立;另一種則主張站內(nèi)監(jiān)控以保護(hù)(微機(jī)保護(hù))為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)，將保護(hù)與控制、測量結(jié)合在一起。
從我國目前的電力系統(tǒng)運(yùn)行體制、人員配備、專業(yè)分工來看，前者占有較大優(yōu)勢。
因?yàn)闊o論從規(guī)劃設(shè)計(jì)、科研制造、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等各方面，控制與保護(hù)都是相互獨(dú)立的兩個(gè)不同專業(yè)，因此前者更符合我國國情，而后者因難以提供較清楚的事故分析和處理的界面而一時(shí)還不易被運(yùn)行部門接受。
但從發(fā)展趨勢、技術(shù)合理性及減少設(shè)備重復(fù)配置、簡化維護(hù)工作量等方面考慮，后者又有其優(yōu)越�。
此實(shí)施方法正在成為一種發(fā)展趨勢和共識。
1 方案設(shè)計(jì)思想
從信息流的角度看，保護(hù)(包括故障錄波等)和控制、測量的信息源都是來自現(xiàn)場TA、TV二次側(cè)輸出，只是要求不同而已。
保護(hù)主要采集一次設(shè)備的故障異常狀態(tài)信息，要求TA、TV測量范圍較寬，通常按10倍額定值考慮，但測量精度要求較低，誤差在3%以上。
而控制和測量主要采集運(yùn)行狀態(tài)信息，要求TA、TV測量范圍較窄，通常在測量額定值附近波動，對測量精度有一定的要求，測量誤差要求在1%以內(nèi)。
總控單元直接接收來自上位機(jī)或遠(yuǎn)方的控制輸出命令，經(jīng)必要的校核后可直接動作至保護(hù)操作回路，省去了遙控輸出、遙控執(zhí)行等環(huán)節(jié)，簡化了設(shè)備，提高了可靠性。
從無人值守角度看，不僅要求簡化一次主接線和主設(shè)備，同時(shí)也要求簡化二次回路和設(shè)備，因此保護(hù)和控制、測量的一體化有利于簡化設(shè)備和減少日常維護(hù)工作量，對110kV及以下，尤其是10kV配電站，除了電量計(jì)費(fèi)、功率總加等有測量精度要求而需接量測TA、TV外，其他量測僅作監(jiān)視運(yùn)行工況之用，可以與保護(hù)用TA、TV合用。
此外，在局域網(wǎng)上各種信息也可以共享，控制、測量等均不必配置各自的數(shù)據(jù)采集硬件，常規(guī)的控制屏、信息屏、模擬屏等亦可取消。
對于10kV配電站，由于接線簡單，對保護(hù)相對要求較低，為簡化設(shè)備節(jié)省投資，建議由RTU來完成線路保護(hù)及雙母線切換等保護(hù)功能。
因此需在RTU軟件中增加保護(hù)運(yùn)行判斷功能，如備用電源自投功能，可通過對相應(yīng)母線端失壓和相關(guān)開關(guān)狀態(tài)信號的邏輯判斷來實(shí)現(xiàn)。
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，站內(nèi)R丁U/LTU或保護(hù)監(jiān)控單元將直接上網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)及工作站通信。
取消傳統(tǒng)的前置處理機(jī)環(huán)節(jié)，從而徹底消除通信“瓶頸”現(xiàn)象。
變電站自動化系統(tǒng)和無人值班運(yùn)行模式的實(shí)施，在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性。
這里指的設(shè)備不僅是自動化設(shè)備，更重要的是電氣主設(shè)備。
2 設(shè)計(jì)說明
變配電站自動化包括繼電保護(hù)、變配電站集中監(jiān)控以及遠(yuǎn)方調(diào)度管理3部分。
繼電保護(hù)有常規(guī)電磁型繼電器保護(hù)、晶體管繼電保護(hù)與微機(jī)保護(hù)3種形式。
常規(guī)繼電器保護(hù)仍在繼續(xù)使用，晶體管保護(hù)是一種過渡型產(chǎn)品，現(xiàn)在已被先進(jìn)的微機(jī)保護(hù)所替代。
智能化開關(guān)與智能化開關(guān)柜，以及變配電站綜合自動化系統(tǒng)集繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)監(jiān)測及遠(yuǎn)方調(diào)度于一體，在變配電自動化設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選用上述產(chǎn)品。
2.1 系統(tǒng)選型
主要從繼電保護(hù)及站內(nèi)集中監(jiān)測與遠(yuǎn)方調(diào)度幾方面考慮。
對于繼電保護(hù)而言，35kV及以上的變配電站一般都有變壓器保護(hù)，應(yīng)優(yōu)先考慮選用微機(jī)保護(hù)或變配電站綜合自動化系統(tǒng)。
10kV變配電所一般均為電力系統(tǒng)開閉所及用戶變配電站，一次接線比較簡單，應(yīng)以常規(guī)繼電保護(hù)為主。
選用價(jià)格低、性能可靠的智能化開關(guān)，智能化開關(guān)柜或綜合自動化系統(tǒng)之后，可以取消常規(guī)繼電保護(hù)。
對于站內(nèi)集中監(jiān)測與遠(yuǎn)方調(diào)度來講，有集中式與分散于開關(guān)柜內(nèi)的集散系統(tǒng)兩種形式，變配電站綜合自動化系統(tǒng)是一種最先進(jìn)的分散安裝于開關(guān)柜內(nèi)的變配電站站內(nèi)集中監(jiān)測與遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)。
集中式變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)測與遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)需要安裝各種電量變送器。
測量、信號與控制電纜要由開關(guān)柜內(nèi)引出，外部電纜數(shù)量多，設(shè)計(jì)與施3-3-作量大，一般不宜再推廣使用。
變配電站綜合自動化系統(tǒng)的末端數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開關(guān)柜內(nèi)，大都采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進(jìn)行測量，省掉了電量變送器，有些還可以省掉開關(guān)柜上的指示儀表。
外部電纜只有一根通信電纜與供電電源電纜，設(shè)計(jì)與施工簡單，所以應(yīng)積極推廣選用。
智能化開關(guān)與智能化開關(guān)柜本身已經(jīng)具備集中監(jiān)測與遠(yuǎn)方調(diào)度功能。
只要設(shè)計(jì)一根通信電纜引到調(diào)度值班室中央控制站計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測與遠(yuǎn)方調(diào)度。
但由于各廠家的通信協(xié)議不統(tǒng)一，不同廠家的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)比較困難，所以近期還難以推廣應(yīng)用。
2.2 電氣設(shè)計(jì)原則
從一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)兩方面考慮。
對于一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制后對一次系統(tǒng)接線沒有影響，一次系統(tǒng)接線方式及供電方案仍按有關(guān)要求與規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。
變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制后，應(yīng)發(fā)揮計(jì)算機(jī)的圖形顯示功能，模擬盤可以簡化或取消。
變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制后，可以實(shí)現(xiàn)無人或少人值班，值班室面積可以減小，分散值班可以集中于一處值班。
對于二次系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)方案應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù)，計(jì)量，信號與控制回路設(shè)計(jì)不變，值班室的繼電保護(hù)屏與中央信號系統(tǒng)(信號屏、計(jì)量屏與控制屏)保持原設(shè)計(jì)不變，再設(shè)計(jì)一套重復(fù)的計(jì)量、信號與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)。
開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù)，計(jì)量，信號與控制回路設(shè)計(jì)不變，值班室的中央信號系統(tǒng)(信號屏、計(jì)量屏與控制量)取消，集中保護(hù)的繼電保護(hù)屏應(yīng)保留，再將計(jì)量，信號與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)。
開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù)、計(jì)量、信號與控制回路設(shè)計(jì)不變，值班室的中央信號系統(tǒng)(信號屏、計(jì)量屏與控制屏)只包括電源進(jìn)線與母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜，所有出線開關(guān)柜均不進(jìn)入中央信號系統(tǒng)。
電源進(jìn)線，母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜及所有出線開關(guān)柜的中央信號系統(tǒng)(信號、計(jì)量與控制)全部進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)。
二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是：變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制后值班室原有的中央信號系統(tǒng)(信號屏，計(jì)量屏與控制)應(yīng)取消，采用集中保護(hù)的繼電保護(hù)屏應(yīng)保留，應(yīng)優(yōu)先選用第二方案。
對于有特殊要求的單位或地區(qū)，可以選用第三方案，第一方案一般不宜
設(shè)計(jì)選用。
2.3 電氣設(shè)計(jì)
一次系統(tǒng)的電氣主接線方式按原設(shè)計(jì)不變，在單線系統(tǒng)圖的設(shè)備型號說明中應(yīng)注明采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)后所增加的設(shè)備數(shù)量與型號，如電量變送器，電力監(jiān)控器等。
對于需要通過計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控操作的開關(guān)，一定要選用能進(jìn)行遠(yuǎn)方分、合閘功能的自動開關(guān)。
開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的開關(guān)，一般要有一對獨(dú)立的常開接點(diǎn)引入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)。
低壓自動開關(guān)的型號設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意滿足這一要求，多選一對常開輔助接點(diǎn)。
對二次系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)來講，35kV及以上供電系統(tǒng)可以考慮選用微機(jī)保護(hù)，而且應(yīng)優(yōu)先考慮采用變配電站綜合自動化單元。
10kV供配電系統(tǒng)仍應(yīng)以常規(guī)繼電器型繼電保護(hù)為主，可以再設(shè)計(jì)只有監(jiān)控功能的變配電站綜合自動化單元。
220/380V低壓配電系統(tǒng)，仍應(yīng)以自動開關(guān)與熔斷器作為保護(hù)，再設(shè)計(jì)只有監(jiān)控功能的變配電綜合自動化單元。
對于測量回路設(shè)計(jì)而言，需要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的測量參數(shù)由設(shè)計(jì)者根據(jù)有關(guān)規(guī)定與用戶實(shí)際需要來確定。
需要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的各種測量參數(shù)，首先經(jīng)過電流互感器與電壓互感器變?yōu)榻y(tǒng)一的交流。
采用變配電站綜合自動化系統(tǒng)之后，其監(jiān)控單元均為交流采樣，直接從電流或電壓互感器取0A-5A或0VM00V測量信號，低壓直接取220V或380V信號。
不再需要各種電量變送器，開關(guān)柜上各種測量儀表可以取消。
電度計(jì)量應(yīng)選用帶脈沖輸出的電度表。
其型號及一次接線與原電度表相同，只在備注中說明帶脈沖輸出，并注明與計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)相匹配的直流電源電壓，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用自帶供電電源的有源型，輸出為隔離型的脈沖電度表。
計(jì)量柜電度表一般不進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)，所以應(yīng)在進(jìn)線開關(guān)柜內(nèi)增加有功與無功脈沖電度表各一塊，作為內(nèi)部統(tǒng)計(jì)用電量使用。
對于信號回路設(shè)計(jì)，所有需要計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視的開關(guān)狀態(tài)，均應(yīng)有一對常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)。
所有常開接點(diǎn)可以共用一個(gè)信號地線，但不能與交流系統(tǒng)地線相連接。
所有信號繼電器均應(yīng)有一對單獨(dú)的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)。
有中央信號系統(tǒng)時(shí)，信號繼電器應(yīng)再有一對常開接點(diǎn)引到中央信號系統(tǒng)，以下兩種常開接點(diǎn)應(yīng)分開，由于電壓等級不同，不能共用地線。
控制回路設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下問題：計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)都有合閘與分閘繼電器輸出接點(diǎn)，將其并連接到開關(guān)柜的合分閘開關(guān)或按鈕上就可以進(jìn)行遠(yuǎn)方合分閘操作。
計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的合分閘繼電器接點(diǎn)與開關(guān)柜上合分閘開關(guān)或按鈕之間應(yīng)設(shè)計(jì)手動與遠(yuǎn)方自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。
10kV及以上的供配電系統(tǒng)需要計(jì)算機(jī)--監(jiān)測與控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方合分閘操作時(shí)，其控制開關(guān)應(yīng)取消不對應(yīng)接線，可以選用自復(fù)位式轉(zhuǎn)換開關(guān)，也可選用控制按鈕。
所有進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方操作開關(guān)的手動分閘操作開關(guān)或按鈕應(yīng)有一對獨(dú)立的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)，以便在人工手動分閘時(shí)給計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)一個(gè)開關(guān)量輸入信號，以防止人工就地手動分閘時(shí)出現(xiàn)誤報(bào)信號。
3 變配電站綜合自動化系統(tǒng)
變配電站綜合自動化系統(tǒng)是以一個(gè)配電間隔為單元，由一臺電力監(jiān)控器完成信號測量、繼電保護(hù)與控制。
測量為交流采樣，直接從電流互感器或電壓互感器取交流。
――SA電流信號或交流。
OV～100V電壓信號，380/220V低壓系統(tǒng)直接取交流OV～220V或OV～380V電壓信號。
所有電力監(jiān)控器通過通信電纜引到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
3.1 變配電站綜合自動化系統(tǒng)外部電纜設(shè)計(jì)
變配電站綜合自動化系統(tǒng)的外電纜設(shè)計(jì)非常簡單，只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。
通信電纜一般選用計(jì)算用屏蔽電纜，線芯為兩對兩芯0.5m銅芯線，使用一對，備用一對。
也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。
大型變配電站也可以考慮使用光纜。
電力監(jiān)控器應(yīng)由專用電源集中供電，以保證供電可靠性，增加抗干擾能力。
有些電力監(jiān)控器可以用220V直流電源供電，此時(shí)可以由直流屏集中供電。
變配電站數(shù)量少時(shí)，可以不設(shè)現(xiàn)場控制站，電力監(jiān)控器的通信電纜可以直接引到中央控制站。
供電電源可由變配電站內(nèi)單獨(dú)提供，距離中央控制站近時(shí)，也可以由中央控制站供電。
通信距離可達(dá)3kin。
變配電站內(nèi)開關(guān)柜數(shù)量少時(shí)，可以幾個(gè)變配電站合用一個(gè)現(xiàn)場控制站，每個(gè)現(xiàn)場控制站可帶犯個(gè)電力監(jiān)控器。
電力監(jiān)控器到現(xiàn)場控制站及現(xiàn)場控制站之間的最遠(yuǎn)距離均為5km。
3.2 變配電站綜合自動化系統(tǒng)的二次接線圖設(shè)計(jì)
變配電站綜合自動化系統(tǒng)的二次接線圖設(shè)計(jì)按所選用的電力監(jiān)控器種類分為只有監(jiān)控功能與帶保護(hù)功能兩種。
10kV及以下電壓等級的供電系統(tǒng)一般應(yīng)選用只有監(jiān)控功能的電力監(jiān)控器，其二次接線圖見有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)或手冊。
3.3 變配電站綜合自動化系統(tǒng)的選用
變配電站綜合自動化系統(tǒng)的成套設(shè)備生產(chǎn)廠商有很多，例如國內(nèi)的魯能、南瑞、南自、許繼、思達(dá)、四通，國外的SIMENS、ABB等公司。
應(yīng)該根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求與系統(tǒng)的功能，綜合考慮選用，一般的變配電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能：SCADA功能、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、高級專家功能、運(yùn)行管理功能、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。
選用的基本原則是：在滿足要求的情況下，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性好、性能價(jià)格比高。
4 結(jié)論
以上針對目前我國電力系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，闡述了變配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，并從系統(tǒng)選型、電氣設(shè)計(jì)原則等方面對設(shè)計(jì)過程作了相應(yīng)的說明做了簡要介紹，也是實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。
對于同樣的工程，不同的設(shè)計(jì)人員，由于考慮問題的側(cè)重點(diǎn)不同，可能設(shè)計(jì)方法會有一定的差異，但基本內(nèi)容是相同的。
具體設(shè)計(jì)實(shí)施效果需要時(shí)間的檢驗(yàn)，也取決于選型設(shè)備的性能。
變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【2】
摘 要 變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)在變電站中的運(yùn)用，能夠有效提升變電站運(yùn)行的安全性、有效性，對整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行都具有重要的作用。
本文首先對變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行簡單的介紹，然后從軟件工程開發(fā)、軟件構(gòu)成以及軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面入手，對變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行簡要設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】變電站 自動化監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)
在經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展過程中，社會各行各業(yè)對電力需求量逐漸增大，對供電安全可靠性也提出了更高的要求。
變電站是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對其有效的監(jiān)控，能夠提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。
基于此，加強(qiáng)對變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。
1 變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)概述
在國家電力建設(shè)改革過程中，對電力系統(tǒng)改造提出了兩點(diǎn)要求，第一，盡可能減少投資，提升建設(shè)效益，保證電力系統(tǒng)整體的運(yùn)行水平;第二，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。
變電站作為電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，與電力經(jīng)濟(jì)效益、安全運(yùn)行息息相關(guān)。
計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等不斷的發(fā)展，為變電站實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)就是運(yùn)用這些技術(shù)，通過有效的設(shè)計(jì)，在硬件設(shè)備以及軟件程序的共同支撐下，對變電站運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證變電站運(yùn)行的安全性，對電網(wǎng)綜合自動化發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。
2 變電站自動化監(jiān)控軟件開發(fā)
現(xiàn)階段，程序設(shè)計(jì)方法多種多樣，但以模塊化程序設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)為主，將兩者有效地結(jié)合起來，形成一套完整的變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)模式。
變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)一般使用后臺軟件，結(jié)合模塊化和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方式，基本上確定了后臺軟件應(yīng)有的功能，由這些基本功能構(gòu)成系統(tǒng)的主要特征。
采用模塊化程序設(shè)計(jì)的方式，將后臺軟件分為若干個(gè)子系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、主控程序等等，每一個(gè)子系統(tǒng)由簡單的數(shù)據(jù)關(guān)系構(gòu)成，容易建立模型。
因此，在具體的軟件開發(fā)設(shè)計(jì)中，一般采用分層分析設(shè)計(jì)以及線程技術(shù)方法。
2.1 分層分析設(shè)計(jì)方法
根據(jù)變電站業(yè)務(wù)處理、控制流圖以及數(shù)據(jù)流圖等，明確后臺監(jiān)控軟件的主要層次，即數(shù)據(jù)處理層、通信層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)存儲層等，利用分層分析設(shè)計(jì)方法，逐層進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，對層與層之間的接口進(jìn)行明確規(guī)定，降低開發(fā)的難度，提高數(shù)據(jù)接口的兼容性以及移植性。
2.2 線程技術(shù)方法
以線程技術(shù)為主的變電站監(jiān)控主站，能夠利用不同的線程完成不同的任務(wù)，合理區(qū)分線程的優(yōu)先級別，就能夠完成實(shí)時(shí)性不同的任務(wù)，提高了變電站監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理效率，保證各項(xiàng)緊急任務(wù)發(fā)生后系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
3 變電站自動化監(jiān)控軟件的構(gòu)成
變電站自動化監(jiān)控軟件的構(gòu)成分為三個(gè)部分，即底層數(shù)據(jù)服務(wù)器、中間層數(shù)據(jù)庫以及高層應(yīng)用程序。
3.1 底層數(shù)據(jù)服務(wù)器
該層具有數(shù)據(jù)處理以及通訊兩種功能，能夠接收到RTU采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，包括變電站運(yùn)行的狀態(tài)量、模擬量以及時(shí)間順序等等，同時(shí)還能夠向高層程序?qū)拥腞TU發(fā)送控制命令，并顯示源碼數(shù)據(jù)。
對原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并及時(shí)傳輸?shù)街虚g層數(shù)據(jù)庫中，提供給應(yīng)用軟件使用，確保信息的實(shí)時(shí)性。
3.2 中間層數(shù)據(jù)庫
中間層數(shù)據(jù)庫主要是面向應(yīng)用程序，具有系統(tǒng)功能分析，是整個(gè)數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)的核心，能夠?yàn)楦邔討?yīng)用功能模塊提供各種有用的數(shù)據(jù)信息。
根據(jù)系統(tǒng)性能的不同，將數(shù)據(jù)庫分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、參數(shù)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫以及輔助數(shù)據(jù)庫幾類。
3.3 高層應(yīng)用程序
高層應(yīng)用程序具有多個(gè)功能，包括監(jiān)視功能、遙控遙調(diào)功能、數(shù)據(jù)采樣計(jì)算處理功能、打印功能、接線圖編輯顯示功能、報(bào)表功能、參數(shù)管理功能、人機(jī)接口功能以及系統(tǒng)安全維護(hù)功能。
該層的應(yīng)用程序，能夠?qū)⒆冸娬具\(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并對數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況就會發(fā)出警報(bào)，并做好備份工作。
對相關(guān)的數(shù)據(jù)信息、報(bào)表等還能夠進(jìn)行打印，為系統(tǒng)設(shè)置、維護(hù)等提供配套的參數(shù)管理，根據(jù)用戶操作內(nèi)容的不同，設(shè)置有效的權(quán)限管理。
4 變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)后臺軟件設(shè)計(jì)過程中，考慮到數(shù)據(jù)功能的組合與分散，系統(tǒng)通訊以及數(shù)據(jù)處理功能都是為高層應(yīng)用程序提供有效的數(shù)據(jù)，如果將兩者分開，必會影響數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，也會增多數(shù)據(jù)傳遞時(shí)間，將處理過程復(fù)雜化。
所以，一般需要將通訊與數(shù)據(jù)處理功能進(jìn)行組合，形成一個(gè)獨(dú)立的功能模塊，我們稱之為數(shù)據(jù)服務(wù)器，兩者的組合能夠節(jié)約數(shù)據(jù)處理時(shí)間，提高系統(tǒng)整體的效率。
同時(shí)，數(shù)據(jù)庫管理、報(bào)表功能、數(shù)據(jù)存儲功能、遠(yuǎn)動功能等功能之間數(shù)據(jù)聯(lián)系較少，獨(dú)立性較強(qiáng)，可以實(shí)行分散，盡可能使其與應(yīng)用數(shù)據(jù)發(fā)生聯(lián)系，形成以數(shù)據(jù)為中心的功能結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)操作和維護(hù)。
值得注意的是，在變電站巡檢操作人員操作設(shè)備過程中，在主控室操作后，又必須到現(xiàn)場查看并驗(yàn)證一次設(shè)備的實(shí)際位置，如果操作項(xiàng)目多的話，過程反復(fù)又浪費(fèi)時(shí)間，自動化的程度還有待提高。
假如操作人員在主控室或調(diào)度室就能查看一次設(shè)備的運(yùn)行工況，則會大大減少操作人員的勞動量和時(shí)間。
所以，未來的趨向?qū)⑹窃谝淮卧O(shè)備附近裝設(shè)視頻和聲控系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)動和通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和傳輸，運(yùn)行操作人員在遠(yuǎn)方就能對設(shè)備的運(yùn)行工況及狀態(tài)變化情況了如指掌，同時(shí)又減少與高壓設(shè)備危險(xiǎn)接觸的不定因素。
但就目前而言，大部分人員計(jì)算機(jī)技術(shù)能力有待提高，只能進(jìn)行簡單分合閘操作以及線路改命名等簡單的數(shù)據(jù)庫編譯工作等，遇到復(fù)雜問題仍需向廠家求助，這一問題需要后續(xù)解決。
5 總結(jié)
通過上述分析可知，隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力事業(yè)改革工作正如火如荼地進(jìn)行中，各行各業(yè)對電能的需求量不斷提升，給電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量提出了更高的要求。
變電站是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部分，是輸電系統(tǒng)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展過程中，我們要通過合理的設(shè)計(jì)，建立變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)，對其運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)控，保證變電站運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)
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