供电公司配电网监控管理系统的设计与实现

供电公司配电网监控管理系统的设计与实现

张津

（广东雅达电子股份有限公司广东省河源市517000）

摘要：电力监控系统的应用，能够及时准确的发现问题，提高电力系统的运行效率，降低运营和维护成本。文章概述了供配电设计中发展电力监控系统的必要性，对电力监控系统进行了简单概述，探讨了配电网监控管理系统的设计与实现。

关键词：供电公司；配电网；监控管理系统

引言

随着电力系统自动化建设和改造不断完善和发展，电网企业大多都已经实现了对远程变电站或者电网发电机组的遥测、遥信、遥控、遥调的功能，电力监控系统通过借助计算机、通信设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供一个基础性的平台，与检测、控制设备等构成监控系统，在变电站监控系统中发挥核心作用，为降低企业的电力运营成本、提高电网工作效率等诸多方面产生积极影响。

1.供配电设计中发展电力监控系统的必要性

电力系统的正常运行关系到电力行业的稳定发展，关系到人民生命财产的安全，意义重大。大型建筑内部结构复杂，多个控制系统对电力系统的高全性和稳定性要求相对较高，随着科技的快速发展，电力行业已经不能满足单纯依靠人力对电力运行进行检查维护，电力监控系统应运而生，它不仅能够满足用户对系统的查询需求，也能满足电力运行的智能化监控，提高系统的运行效率，优化资源配置，保持电力行业的健康发展。

一直以来，供配电设计中都没有实现真正意义上的电力监控。传统的配电系统中，通常情况下，都是通过配置模拟电流表或者电压表监视回路的运行状态，但是，各个回路之间不能进行互动通讯。与此同时，数据的记录方法也是人工的，回路的开关也都是由工作人员手动操作，这大大降低了工作效率，浪费了人力资源，并且不能实施监控、发现、控制电力系统。因此，统一管理和监控高低压配电设备，建立智能化电力监控系统平台，是提高电网运行效率的必然要求。

2.电力监控系统概述

2.1电力监控系统简介

在供配电设计中，所谓的电网智能化，主要是通过供电设备本身的工作指令来对整个电力系统中的工作模式与运行参数进行调整与控制，而与电网运行状态无关，也称为被动配电网络；然而，在供电系统中其设备的运行不仅仅通过自身的工作指令来实现，还必须配备有自我诊断软件等，然后根据诊断软件所发出来的数据信息并结合电电网中负荷重要性等级顺序控制运行时为主动配电网络。通常情况下，如果设备工作正常时，要根据负荷分配的合理性，充分利用变压器的过负荷能力，并依靠先进的计算机软件技术等进行节能操作，如果在电网工作运行中某个地方出了问题等，智能系统能够及时地对整个电网进行监测、判断、分析，从而确保一级负荷，并有效的控制二、三级负荷。

2.2电力监控系统基本功能

电力监控技术是将现代的高科技技术和实践经验相互结合而产生的一种新型技术，它能够实时的监测电力系统的运行情况、基本状态和安全状况。作为最新型的发展技术，将电力监控系统根据实际情况应用到供配电中，能有效地提高发电效率，减少无效的电力浪费。发展电力监控系统，能实现供配电的集中管理和数据采集。我们研究电力监控系统的基本功能，能有效的帮助我们了解电力监控的原理和意义，完善电力监控体系，提升电力系统的可靠性和安全性。

2.2.1事件顺序记录

该功能主要包括保护动作顺序记录以及断路器合闸/分闸记录。因此，这就要求电力监控系统要有充足的内存来存储所监控到的数据信息，以便于在出现问题时能够有效、快速地确保电力监控系统中所出现故障等信息的完整完整性。

2.2.2数据采集

该功能主要包括：a.开关量的采集。电力监控系统需采集的开关量有隔离开关状态、断路器状态、断电保护动作信号、接地刀闸状态、运行报警信号以及同期监测状态等；b.模拟量的采集。在电力监控系统必须包含着电流、线路电压、频率功、率因数等所需采集的模拟量；c.电能计量。电能计量是指对有功电能和无功电能的采集，这种方法比传统的更加有效，并充分地利用了当今先进的计算机信息技术，能够准确，及时地对电网中的数据进行采集。

2.2.3远程操作

远程操作功能允许操作人员采用计算机对隔离开关和断路器进行分、合闸操作，使电流的控制程序智能化。同时，需要注意的是为防止计算机系统故障时这个电网系统中的设备瘫痪，因此，这就要求相关设计人员在进行相关设计时应引入远程操作理念，并保留人工直接分、合闸手段，以便更有效地控制供配电线路。

3.配电网监控管理系统的设计与实现

3.1配电网监控系统结构及其功能分析

供配电监控系统由主站层、子站层和远程终端三部分组成，主站层是监控系统的首脑，主要作用为查询和显示数据；完成数据的输出和输出功能，实现上级和下级之间的信息沟通功能；子站层是监控系统的躯干，主要负责监控设备开关的管理工作、数据采集、监控功能、传输采集信息和上级指令；终端设备即为现场设备，主要功能是采集线路中的数字量和模拟量，显示、存储线路中的数据；故障出现时执行自我保护动作以及上级下达的其他指令。

3.2技术选择

供配电网络分布面积广，集成式和分布式控制系统难以实现对各个电站进行实时监控，采用数据采集和监控系统（SCADA）可有效解决以上问题，系统内的数据采集设备被称为下位机，主要是从过程硬件采集实时数据信息；监控系统被称为上位机，主要是利用组态软件对过程数据进行实时监控。

系统技术线路方面，采用客户机/服务器（C/S）、浏览器/服务器（B/S）和实时数据服务器冗余解决方案实现综合自动化监控和调度指挥管理的功能。C/S模式可用在调度中心的各个监测监控系统操作站；B/S能实现调度管理，用于向管理网络发布生产运行界面。

3.3供配电监控系统设计

3.3.1主站层设计

主站层是整个监控系统的首脑，需要执行多项功能，因此，可根据功能需求设计为三层结构，最高层为控制中心，配有告警系统、告警查询、电能质量分析、系统管理、报表管理、线损分析以及其他增值服务；中间层为数据管理层，设置电能信息一体化管理平台，并设有接口，可与电力营销系统相结合；最下层为数据采集层，配有两套服务器，确保系统的可靠性。

3.3.2子站层设计

子站是主站与终端设备之间的桥梁，在设计过程中要加强稳定性和安全性的重视力度。在科技发展的推动下，终端设备更新换代的频率越来越快，子站要具有较高的扩充性，使更多的终端设备能够接入；同时还要求较高的维护性、稳定性和安全性。子站层需具备数据采集、传输功能、数据保存功能、自动检测和恢复功能、事件记录功能。

3.3.3远程终端层设计

远程终端（RTU）是安装在发电厂与变电站之间的一种监控设备，远程终端设备通过数字和模拟两种方式采集供配电设备的运行数据，然后将数据传输给子站层设备，同时执行子站层所发送的各项指令。

配电远程终端分为远方和本地功能，远方功能是指远程终端与子站之间的监控调度功能，主要通过远距离信息传输完成；本地功能是指通过自身或其连接方式实现对记录设备、显示设备的监控调度作用。

结束语

电力监控系统作为电力运行系统中的重要组成部分，对电网的正常运行有着重要的作用。电力监控系统能够实现对电力运行的智能化监控，对线路故障及时的发出警告，实现了供配电系统的优化配置，提高了电网的安全性和稳定性，保证了电力行业的稳步发展，同时也为国民经济的发展提供了有力的保障。

参考文献

[1]林振练.供配电设计中电力监控系统的应用[J].中国高新技术企业，2014（6）.

[2]金伟燕.电力监控系统在实际工程中的应用[J].科技信息，2011（29）.