電力監測與控制系統

本文作者：北京世紀長秋科技有限公司 曾慧

1 引言

　　隨著我國電力系統網絡大規模改造，電網的規模飛速發展，對電力生產及監控系統的要求越來越高，需要能夠綜合監控整個電網的運行情況，監控一次設備的狀況，實現四種功能(遙測、遙信、遙調、遙控)，以及歷史記錄、報表、事故分析等等。計算機技術被廣泛應用在電力系統的監控領域，與之相適應的監控軟件也取得了迅速的發展。世紀星組態軟件便是一個功能強大的軟件包，它所提供的友好用戶界面能使用戶在不需要通過編寫代碼的情況下生成所需要的應用軟件，克服了一般工業控制軟件通用性較差的缺點，在保證系統穩定可靠的同時，大幅提高系統的集成能力與速度。

2 電力監控系統

　　電力監控系統在早期的模式是：人+電話+經驗的系統。在早期，變電站沒有辦法及時地了解和監視各個車間或線路的運行情況，更談不上對各個車間和線路進行直接控制。全廠供電系統的設備運行情況，各個生產車間、各條線路的電流、電壓、功率等情況調度中心都不能及時掌握，調度員和各個車間的聯系主要依靠電話，每天由各車間值班人員定時打電話向調度員報告本車間的電流、電壓、功率等數據，調度員需根據情況匯總、分析，花費很長時間才能掌握全廠供電系統運行狀態的有限信息。

　　電力監控系統的第二個發展階段，是遠動技術的采用。安裝于各個車間的遠動裝置，采集各車間的負荷情況，各線路電流、電壓、功率等實時數據，以及各開關的實時狀態，然后通過控制電纜傳給調度中心并直接顯示在調度臺的儀表和模擬屏上。調度員除了可以隨時看到這些運行參數和全系統運行方式，還能夠立刻“看到”開關等設備的事故跳閘(模擬屏上相應的圖形閃光)。調度中心可以有效地對全廠供電系統運行狀態進行實時監控，同時，調度員還可以在調度中心直接對某些開關進行投入和切除的操作。這種布線邏輯式的裝置的采用，使電力監控系統實現遙測、遙信、遙控的功能。

　　電力監控系統的第三個發展階段，是計算機在工業控制系統中的應用。現代企業生產規模越來越大，對電能質量及供電可靠性的要求越來越高，人們對系統運行的經濟性也越來越重視。全面解決這些問題，就需要對大量數據進行復雜的分析和計算。監控系統需要裝備類似人的“大腦”的設備，這就是計算機。一般在控制系統中用到的多是工控機(工業控制計算機)或普通PC機。但是，要使計算機成為一種控制系統，不但需要各種各樣的硬件設備，控制軟件也。

3 組態與監控組態軟件

　　“組態”的概念是伴隨集散型控制系統(Distributed Control System簡稱DCS)的出現才開始被廣大生產過程自動化技術人員所熟知。“組態”的概念來自英文configuration，含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預先設置，自動執行特定任務，滿足使用者要求的目的。為了使用戶在不需要編代碼程序的情況下便可生成適合自己需求的應用系統，每個DCS廠商在DCS中都預先安裝了系統軟件和應用軟件，而其中的應用軟件，實際上就是組態軟件。

　　監控組態軟件是面向監控與數據采集(supervisory control and data acquisition，SCADA)的軟件平臺工具，具有豐富的設置項目，使用方法靈活，功能強大。組態軟件指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，能以靈活多樣的組態方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法，其預先設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I／0產品，與高可靠的工控計算機和網絡系統結合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統集成。

4 世紀星組態軟件

　　世紀星組態軟件是北京世紀長秋科技有限公司推出的一款優秀的SCADA軟件。世紀星以Windows平臺為基礎，作為一個實時的人機界面實用程序的生成器，可以產生在管理級別上的監控和數據采集程序。在用戶在面對不同的電站時，只需要利用繪圖軟件包組態繪制出該站的接線圈，輸入該站內設備的參數就可以實現對電站的綜臺控制。這種高度可移植性的軟件系統，不僅使軟件操作起來簡便易行，在線維護方便，而且可視化的圖形界面使組態軟件具備了良好的人機交互界面。

根據電力監控系統應具備的功能，世紀星組態軟件可以實現以下功能：

1．通信功能
與RTU之間的通信，主要完成：
上行通信：接收RTU采集的變電站實時運行信息，包括遙測量、遙信量、電度脈沖量、事件順序記錄等數據，接收RTU對各種控制命令的反饋信息等。
下行通信：主控程序向RTU發送遙控、遙調、設置子站時鐘、召喚子站時鐘、設置時鐘校正值命令、廣播命令等各種控制命令。
2．數據處理及記錄功能
對通信采集的原始數據進行加工處理，并進行各種累計和統計運算，得到變電站運行的監控信息。
3．安全監視功能
對于系統通過通信采集到的遙測量、遙信量、保護信息及開關變位的次數進行監視，當發生遙測量越限、遙信量狀態異常、保護動作等能及時在本地發出報警并記錄相應信息供運行人員分析處理。當發生異常時根據報警內容采用以下的報警方式：報警畫面、文字提示信息、顏色顯示、聲光提示、打印。
4．事件順序記錄和事故追憶
事件順序記錄和事故追憶有利于對事故的分析和處理。變電站發生故障時，能夠將上報的異常狀態變化的時間事件順序地存儲，并能打印；
5．控制與調節功能
主要完成遙控和遙調功能，即完成對斷路器和隔離開關操作，有載調壓變壓器分接頭調節，電容器遠方投切。
6．接線圖編輯設計功能
通過編輯好的一次主接線圖直觀地顯示生產狀況。
7．報表功能
以表格的形式，記錄、顯示變電站主要運行設備的數據信息，可代替人工抄表填寫變電站運行報表。主要的報表有：日運行報表、月運行報表、旬電量分析報表、電壓質量統計報表、電容器投切運行記錄報表、變電站安全綜合月報表、主變壓器報表和有載調壓操作記錄報表等。
8．打印功能
本系統提供多種打印功能，可將所關心的數據、圖形、報表打印出來。可打印的內容：各種報表、各種告警信息、事故追憶、各種表格(操作記錄，事件記錄等)、設備參數歷史數據。
9．參數設置和維護功能
主要完成包括系統運行的各項系統參數的設置。包括：所監視的遙測量、遙信量、電度量、越限參數、遙調參數、遙控參數等參數的維護：曲線、棒圖、餅圖和報表相關的參數的設置；通信涉及方面的諸多參數的設置等：接線圖上各對象的屬性(如顏色、大小、字體等)的設置等。
10．安全管理功能
為保證數據及操作等的安全，根據操作的內容和對象將系統的操作權限分級管理。

5 結語

　　世紀星組態軟件具有通用性好、可靠性高、組態靈活等優點。隨著計算機和通信技術飛速發展，電力遠動系統提供的豐富的數據資源，為不斷開發具有實際意義的管理模塊，使系統更具專業化、智能化提供了無限可能。