电网用户侧智能电力监控系统拓扑结构的设计(3)

3.2主站层设计

智能电力监控系统的主站用于运行专业化的电力监控软件，拥有强大且性能优越的实时数据库管理系统。网络结构设计的目的是满足用户运行维护的需求，保证系统稳定性高、可靠性好、实时性强。对拓扑结构的设计方法主要有：冗余设计、计算机设备数量的选择、设备型号的选配。

电力监控软件多采用C/S结构，系统功能可根据需要集中布局或分布布局，主站层网络可采用双以太网、双主机、双通讯机等冗余技术。这些技术对系统的性能影响较大，同时对系统的造价也产生很大的影响。

冗余技术包括网络冗余、数据库冗余、通讯冗余等。冗余设计的目的在于提高系统的可靠性，从而提高系统的性能。冗余设计首先需要监控软件支持冗余运行及动态快速切换，还需要计算机设备或网络设备的支持。主站层的配置方式有：单主机、单通讯机、双主机、双通讯机及功能的组合。对于上述冗余方式，对配置两台及以上计算机的项目可以引入网络冗余，以提高网络的可靠性，每台计算机需要配置双网卡，需配置两台以太网交换机。

3.3通讯间隔层设计

通讯间隔层处于通讯枢纽的地位，向上连接主站层，向下贯通现场设备层，是影响整体拓扑结构的关键环节，是智能配电系统运行的纽带。智能监控设备的信息通过通讯总线送到通讯间隔层通讯子站，然后将采集的所有运行/故障状态信号和运行参数等信息通过通讯网络上传至主站，各通讯子站接收来自主站的远程控制命令对该变配电站相应的配电设备进行控制。

目前通讯间隔层的上行网络极大多数采用以太网方式，极特殊情况下受通讯条件的限制采用串行通讯方式，在有特殊设备要求的情况下采用PROFIBUS网络(如采用SIEMENS的PLC作为通讯子站)。

通讯间隔层的下行网络目前极大多数采用现场总线方式，智能配电系统常用的现场总线有RS232、RS422、RS485、CANBUS、MODBUS、PROFIBUS等，现场总线方式由选择的现场智能仪表或第三方智能设备确定。以太网方式是未来的发展趋势，但是支持的现场智能设备太少，目前只应用于110kV及以上电压等级的高压变电站内。

通讯间隔层通讯子站的数量与监控的一次设备地理分布密切相关，一般采取就近监控的原则，还需考虑子站的通讯容量、用户投资成本来综合确定。通讯间隔层的通讯子站是该层的关键设备，根据项目的不同要求可采取不同的设备类型，目前，比较流行的方式：工控机、HMI、PLC、串口服务器等。

3.4现场设备层设计

现场设备层位于中低压变配电现场，具体包括：中压继电保护装置、现场I/O、智能电力仪表、PLC、温控仪、UPS、EPS、ATS、直流屏、发电机等智能监控设备。负责采集电力现场的各类数据和信息状态，发送给通讯间隔层，同时也作为执行单元，执行通讯间隔层下发的各类指令。

4网络管理系统功能

智能电力监控系统应具有完善的网络管理功能，网络的拓扑结构自上而下呈金字塔结构，越向下网络结构越复杂，设备种类越多，设备数量越大，越难于管理与维护。安科瑞(Acrel)公司开发的Acrel-2000电力监控系统具有强大、先进的网络管理子系统，把供配电系统的运行设备和运行状态置于毫秒级、周波级的连续精确的监视控制中。

a、友好的人机交互界面(HMI)

标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况;庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能;分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。

b、用户管理

本软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。