程華明

江蘇潤(rùn)和智融科技有限公司，江蘇 南京 210012

0 引言

配電房是電力系統(tǒng)末端配電網(wǎng)中分配、傳輸電能的主要場(chǎng)所。該場(chǎng)所具有分布較廣、數(shù)量較多且管理相對(duì)比較復(fù)雜的特征，是供電企業(yè)的工作難點(diǎn)之一。在此背景下，在當(dāng)前先進(jìn)的信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，供電企業(yè)可針對(duì)配電房的運(yùn)行特點(diǎn)，建設(shè)在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)配電房的運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，全面提升配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

1 配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)概述

配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)安裝的主要目的是實(shí)時(shí)檢測(cè)配電房中相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，場(chǎng)所內(nèi)的溫度、濕度、危險(xiǎn)因素、防盜狀況以及所傳輸?shù)碾娔苜|(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，能夠?qū)⑴潆姺窟\(yùn)行中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)较到y(tǒng)主站中，由系統(tǒng)主站在對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理后，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房的實(shí)時(shí)控制。同時(shí)，相關(guān)工作人員可通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)查看配電房中所有電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并隨時(shí)查看配電房進(jìn)線(xiàn)回路的三相電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)。另外，在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)功能，并且在數(shù)據(jù)采集完畢后，可通過(guò)打印設(shè)備打印數(shù)據(jù)報(bào)表，報(bào)表能夠詳細(xì)記錄配電房運(yùn)行過(guò)程中所出現(xiàn)的故障。在上報(bào)故障的同時(shí)，系統(tǒng)中的感應(yīng)報(bào)警器能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，相關(guān)人員可第一時(shí)間進(jìn)行故障處理，大幅縮短了應(yīng)急事件處理時(shí)間。在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能能夠有效存儲(chǔ)配電房中電氣設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)維修或者升級(jí)提供良好的數(shù)據(jù)依據(jù)。

配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)還具有通信方便的優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)可運(yùn)用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模式與主站進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，并且在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信。監(jiān)控系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中具備以太網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，無(wú)論在何種氣候環(huán)境下，都能夠?qū)崿F(xiàn)與主線(xiàn)的實(shí)時(shí)連接。此外，該系統(tǒng)具備對(duì)配電房?jī)?nèi)的溫度與濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并上傳至主站，能夠有效幫助工作人員科學(xué)管理配電房?jī)?nèi)的物料、設(shè)備。

2 配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)主要由配電房?jī)?nèi)安裝的監(jiān)控系統(tǒng)、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備等硬件組成。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)秉承分層次、分布式的設(shè)計(jì)原則，使該系統(tǒng)能夠符合我國(guó)當(dāng)前正在實(shí)行的通信系統(tǒng)的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其中，分層次的設(shè)計(jì)理念，可實(shí)現(xiàn)每一個(gè)管理層級(jí)都能夠獨(dú)立開(kāi)展對(duì)配電房的運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看，并且能夠遠(yuǎn)程控制該系統(tǒng)。同時(shí)，在配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果兩個(gè)相鄰層級(jí)之間發(fā)生故障，可保障其他層的功能不會(huì)受到影響。配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)鋱D

2.1 主站層

配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分為整個(gè)系統(tǒng)的主站層，主要由監(jiān)控主機(jī)與服務(wù)器構(gòu)成。在運(yùn)行過(guò)程中，其主要功能是處理通信層傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)分析與管理這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)最終的分析結(jié)果，發(fā)出相應(yīng)的指令，全面實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房的實(shí)時(shí)管理。主站能夠通過(guò)外網(wǎng)服務(wù)器與配電放站端之間進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。在主站層中，需要將單監(jiān)控主機(jī)、單通信機(jī)、雙通信機(jī)、雙主機(jī)等設(shè)備進(jìn)行組合使用。同時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以對(duì)主站系統(tǒng)中的GPRS數(shù)據(jù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)與優(yōu)化，使該系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中全面收集與傳輸配電房站端內(nèi)的所有信息，并實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

2.2 通信間隔層

通信間隔層的主要功能是保障配電房站端內(nèi)的所有電氣設(shè)備與主站層之間的數(shù)據(jù)傳輸。該層級(jí)也是監(jiān)控主站與配電房之間最重要的連接樞紐，對(duì)于配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)能否穩(wěn)定、安全的運(yùn)行起到?jīng)Q定性的作用。

通信間隔層的主要功能是主站與各子站之間的數(shù)據(jù)傳輸與連接。其工作原理是通信主站會(huì)根據(jù)配電房的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)通信總線(xiàn)發(fā)布不同的指令，通信總線(xiàn)將其傳輸?shù)讲煌潆姺康恼径丝刂浦鳈C(jī)上，通過(guò)配電房?jī)?nèi)的主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。通信子站在運(yùn)行過(guò)程中，可將配電房?jī)?nèi)的電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等信息通過(guò)通信總線(xiàn)傳輸至主站層。兩個(gè)不同控制層級(jí)之間的數(shù)據(jù)傳輸載體，被定義為通信間隔層。當(dāng)前在我國(guó)通信間隔層常用的上行網(wǎng)絡(luò)主要是以太網(wǎng)和PROFIBUS的方式，而下行網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸主要應(yīng)用的是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，常見(jiàn)的型號(hào)為RS232、RS485、CANBUS等，相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)所安裝的電氣設(shè)備類(lèi)型選擇最合適的總線(xiàn)。

2.3 遠(yuǎn)端設(shè)備層

遠(yuǎn)端設(shè)備層是配電房在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的監(jiān)測(cè)設(shè)備，該系統(tǒng)的主要功能是對(duì)配電房?jī)?nèi)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)信息以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這一層級(jí)中主要運(yùn)用的設(shè)備均為監(jiān)測(cè)設(shè)備，如監(jiān)測(cè)配電房?jī)?nèi)氣候環(huán)境的溫度監(jiān)控器、濕度監(jiān)控器，監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的視頻監(jiān)控設(shè)備，以及相應(yīng)的主控設(shè)備等，其主要作用是數(shù)據(jù)收集以及指令的接受與執(zhí)行。

3 配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

3.1 數(shù)據(jù)采集

配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電房?jī)?nèi)的所有電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集。在信息采集完畢并進(jìn)行處理后，將所有信息上傳至系統(tǒng)的主站層。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)更新，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表。

3.2 報(bào)表記錄打印

配電房站端在線(xiàn)系統(tǒng)中的主站層在接收到遠(yuǎn)端設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息后，可對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行分析和處理，并在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過(guò)程中，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為標(biāo)準(zhǔn)格式，以標(biāo)準(zhǔn)格式打印為紙質(zhì)版本，使相關(guān)工作人員能夠根據(jù)該系統(tǒng)提供的紙質(zhì)報(bào)告，及時(shí)了解配電房?jī)?nèi)的設(shè)備運(yùn)行情況。同時(shí)，相關(guān)工作人員能夠根據(jù)自己對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)際需求，設(shè)置滿(mǎn)足電力系統(tǒng)運(yùn)行需求的數(shù)據(jù)報(bào)表。

3.3 報(bào)警

配電房?jī)?nèi)部的工作原理相對(duì)比較復(fù)雜，所涉及的電氣設(shè)備種類(lèi)及技術(shù)較多，因此在其運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)椴煌挠绊懸蛩囟霈F(xiàn)不同規(guī)模的故障。如果相關(guān)工作人員沒(méi)有對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)處理，那么不僅會(huì)影響正常供電，還造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。在此背景下，運(yùn)用配電網(wǎng)站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效解決這一問(wèn)題。該系統(tǒng)中的每個(gè)檢測(cè)設(shè)備都具有報(bào)警功能，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)將配電房中的監(jiān)測(cè)設(shè)備與系統(tǒng)主站進(jìn)行實(shí)時(shí)連接，一旦配電網(wǎng)中的電氣設(shè)備發(fā)生運(yùn)行異常，或者周?chē)諝猸h(huán)境內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)因素，監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，并將警報(bào)信息直接傳輸?shù)酵ㄐ胖髡局?，使工作人員能夠第一時(shí)間了解故障信息，找出故障原因。同時(shí)，配電房?jī)?nèi)的監(jiān)測(cè)設(shè)備在報(bào)警后，必須手動(dòng)消音，使報(bào)警信息停止。此外，在故障發(fā)生后，相應(yīng)的故障信息會(huì)被記錄在系統(tǒng)故障事件記錄中，從而為后續(xù)故障處理工作提供數(shù)據(jù)支持。

3.4 事件信息處理

配電房站端在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)記錄該場(chǎng)所內(nèi)所有的監(jiān)控設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)，并顯示在系統(tǒng)主線(xiàn)中的平臺(tái)上，工作人員通過(guò)該平臺(tái)可以查看配電房中監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況、通信情況和設(shè)備開(kāi)關(guān)情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)水平的不斷提升，對(duì)配電房的智能化建設(shè)已經(jīng)成為一項(xiàng)必須開(kāi)展的重要工作內(nèi)容。將在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)在配電房中，能夠全面提升工作人員對(duì)配電房的信息化管理程度，全面保障供電企業(yè)的供電質(zhì)量與穩(wěn)定性，助推我國(guó)電力事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。