变电站电力监控系统的设计与实现

如今，电作为一种能源，在人们日常生活中的地位越来越重要，提高供电可靠性是 供电企业面临的一大难题。变电站作为电能的集中和分散点，提高其供电的可靠性，是 解决持续供电问题的关键所在。又因为各类企业对通信质量、稳定性、可靠性等提出了 更高的要求，尤其是那些通过上位机对现场设备进行监控的工厂、变电所，准确可靠的 监控数据对他们更为重要。本文从实际出发，以抚顺某工厂变电站为具体实施对象，对 变电站电力监控系统的建立进行了研究。 论文针对工厂对变电站电力监控系统的要求，对整个监控系统结构进行了分析，将 系统分为间隔层、通讯层和站控层三个部分，对每个部分所需设备进行选择，搭建起基 本硬件结构。

介绍了监控软件的选择和监控系统的设计思路，研究了监控主机、通信管 理机以及保护监控单元之间的通信技术和规约。监控软件采用软件公司自己独特的编程 方法，实现了后台通信与前台操作的并行性，确保了系统工作的实时性，设计出一套准 确、可靠的变电站监控系统，实现变电站所需的遥控、遥信、遥测、遥调的“四遥”基 本功能，并且做出跟工厂密切相关的报表，记录关键设备的历史运行数据，并画出几个 数据的历史趋势曲线。然后根据监控系统的历史数据库，对相关设备经行无功补偿，实 现其最优化运行。通过对监控系统功能进行测试，从监控画面测试出的数据结果可以得 出结论，本监控系统可靠、准确、通用，具有结构简单、易于扩展、操作方便、人机界 面友好等特点。 文章最后总结了在本监控系统设计过程中存在的一些问题，提出了相应的改进措 施，对电力监控系统的进一步发展做出了展望。

变电站监控系统是指具有数据采集、监视、控制功能的计算机系统，是以检测控制 工厂内部各个设备和仪表为主体，加上检测装置、执行机构与被检测控制的对象共同构 成的整体。在这个系统中，计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制。以前，想 知道设备或生产线某个仪表的运行参数和状态，必须到现场各个设备或仪表附近去抄录 数据，这样容易延误处理时机，有可能造成不可弥补的损失。变电站监控系统，可以及 时掌握设备运行的参数及状态，可以了解整个工厂甚至整个行业或更大范围所发生的一 切，对于紧急情况可以根据事先设定的规则采取合适的措施，然后通过有线或者无线的 手段向管理人员汇报，并产生所需的报表等。

变电站监控系统有如下的主要特点：

(1)实时性 变电站监控系统是一种实时的系统，可以根据采集到的数据，立即采取相应的动作。 例如，检测到滑雪反应罐的压力超限，可以立即打开减压阀，避免了爆炸的危险。

(2)可靠性 监控系统的可靠性是指系统无故障运行的能力。在监控过程中即使系统由于其他原 因出现故障错误，计算机系统仍能做出实时响应并记录完整的数据。可靠性常用“平均 无故障运行时间”，即平均的故障间隔时间来定量地衡量。

(3)可维护性 可维护性是指进行维护工作的方便快捷程度。监控系统的故障会影响正常的操作， 有时会大面积地影响监控过程的运行，甚至使整个过程瘫痪。因此，方便地维护监控系 统的正常运行，在最短时间内排除它的故障，称为监控系统的一个重要特点。

(4)数据自动采集处理 自动地对检测对象进行数据采集、监视，将测量的数据进行分类处理、数学运算、 误差修正及工厂单位换算等。

(5)人机交互 在监控系统中，人机交互的方式应该友好简洁，便于操作，并可以根据要求显示数 据和打印相关报表。

(6)通信功能 这里所说的通信，主要是指在监控系统中，计算机与计算机之间、相同类型或不相同类型总线之间以及计算机网络之间的信息传输。

(7)信息处理和控制算法 在设计计算机监控系统中，信息处理和控制算法的设计、开发和调试是最为核心的 内容，也是最花费时间的工作，它占据了开发调试的大部分工作量。信息处理和控制算 法主要是软件工作，这些软件的开发除了和采用的操作系统、软件开发工作有关外，还 和硬件(特别是接口部件)以及生产工艺要求有密切关系。同样是针对调制解调器 (Modem)的操作，在此型号的Modem上测试通过的软件，换一个Modem，未必能通 过。在开发软件产品时，必须反复调试，确保软件的健壮性。

(8)管理功能 大多数监控系统，建立了相应的数据库，兼有办公管理或工程管理的功能，可以根 据要求统计、分析和打印各种报表，对于重要的情况，可以通过短信或邮件来通知系统 管理员。

(9)自动运行 能按预先设计好的策略自动运行。如有特殊要求，操作人员可以通过更改程序改变 自动运行的规则，然后按照新的规则运行。在自动运行状态，可以不需要人工的介入。

(10)自动报警 监控系统本身应该具有故障诊断、报警的功能，对检测对象的设备或工艺运行参数 进行监视，如超过了设计规定值，能进行自动报警。报警有多种方式，如声音报警、电 子邮件报警、短信报警等，并记录下相关事件。

(11)自动校正 有的监控系统，可以根据用户需要，按预先给定的标准进行自动校正，以清除某种 干扰带来的影响[1]。 本论文讨论的监控系统基本具备以上11种功能。