樓宇自動(dòng)化電力供應(yīng)管理監(jiān)控系統(tǒng)(中南大學(xué)樓宇自動(dòng)化課程設(shè)計(jì))(共14頁(yè))

1、樓宇自動(dòng)化電力供應(yīng)管理監(jiān)控系統(tǒng)樓宇自動(dòng)化及智能建筑 學(xué)院(xuyun)名稱(chēng)：信息科學(xué)(xn x k xu)與工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)(zhuny)班級(jí)： 自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 0909 完成日期： 元月九日 第 頁(yè)樓宇自動(dòng)化電力供應(yīng)管理(gunl)監(jiān)控系統(tǒng)（中南大學(xué)自動(dòng)化* * ）摘 要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)(chuntng)的變配電系統(tǒng)正經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革，向測(cè)控智能化、監(jiān)控?zé)o人值守化、信息交換網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。電力監(jiān)控系統(tǒng)在各類(lèi)廠(chǎng)礦企業(yè)變配電領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代企業(yè)電力運(yùn)行科學(xué)管理、節(jié)能降耗、減員增效的有力工具。城市建設(shè)的發(fā)展使得一座座現(xiàn)代

2、化的高樓大廈拔地而起，人們對(duì)辦公、生活環(huán)境的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性的要求越來(lái)越高，智能化的設(shè)備和系統(tǒng)不斷地引入現(xiàn)代建筑之中，作為各種建筑能源供應(yīng)核心變配電所的電力(dinl)監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑中顯得尤為重要，而且非常必要。對(duì)樓宇自控系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行介紹，一般包括:中央管理操作站系統(tǒng)、冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、通排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明及電梯監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行研究分析，為利用樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能提供理論支持。關(guān)鍵詞：樓宇自動(dòng)化 電力監(jiān)控 智能建筑 1.引言目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國(guó)各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型

3、公共設(shè)施等大面積多變電所用戶(hù)的急劇增加，對(duì)供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。一個(gè)合理、有效的電力監(jiān)控系統(tǒng)在帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益，其意義在于:(1)提高電力品質(zhì)，保證供電可靠性。(2)提高管理效率，降低生產(chǎn)成本。(3)提升用戶(hù)形象，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方式，實(shí)現(xiàn)管理信息化。在現(xiàn)代民用建筑中，電能是建筑照明、空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)等等的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要能源來(lái)源;而火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)等等一系列智能化系統(tǒng)更是依賴(lài)于電作為系統(tǒng)能源支持和信號(hào)支持?，F(xiàn)在，電力監(jiān)控系統(tǒng)基本成為各個(gè)智能建筑必定設(shè)置的系統(tǒng)之一。若說(shuō)電力相

4、當(dāng)于智能建筑的血液，那么電力系統(tǒng)就是智能化建筑的必不可少的血循環(huán)系統(tǒng);可以這么說(shuō)，智能建筑若不設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，那就相當(dāng)于對(duì)自己的血液失去監(jiān)視和控制。電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)智能建筑重要性可見(jiàn)一斑。由于智能建筑主要使用和管理對(duì)象主要為是普通的非專(zhuān)業(yè)電氣人員，在智能建筑中，也可以認(rèn)為電力監(jiān)控系統(tǒng)是建筑物設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)與建筑物設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)如何協(xié)調(diào)運(yùn)行，智能建筑對(duì)大樓的各個(gè)智能化系統(tǒng)需要集成管理，以更好的發(fā)揮各個(gè)系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)大樓運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)及人性化的管理?，F(xiàn)代社會(huì)中，每個(gè)智能化建筑的使用和運(yùn)行要求都可能是不同的。因此，針對(duì)不同的智能建筑的使用和運(yùn)行特點(diǎn)，提出不同的合適各自

5、特點(diǎn)的電力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案有重要研究意義。智能建筑2.1智能建筑國(guó)內(nèi)外研究(ynji)現(xiàn)狀高效、安全、舒適和便利是智能建筑的四大優(yōu)勢(shì)。這四點(diǎn)集中體現(xiàn)了當(dāng)今信息產(chǎn)業(yè)、控制技術(shù)和建筑學(xué)進(jìn)一步結(jié)合(jih)。同時(shí)也是人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高的集中體現(xiàn)。1984年一月在美國(guó)康涅狄格州Hartford竣工的CityPlaee大樓的宣傳材料中，第一次出現(xiàn)“智能建筑”(IB , IntelligentBuilding)一詞，標(biāo)志(biozh)著“智能建筑”概念的形成。該大樓以當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的技術(shù)來(lái)控制空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、防災(zāi)和防盜系統(tǒng)、垂直交通運(yùn)輸(電梯)設(shè)備、通信和辦公自動(dòng)化等。除可實(shí)現(xiàn)舒適、安全的辦公環(huán)境外

6、，還具有高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。大樓的用戶(hù)可以獲得語(yǔ)言、文字、數(shù)據(jù)等各類(lèi)信息服務(wù)。而大樓內(nèi)的空調(diào)、供水、防火防盜、供配電等系統(tǒng)均為計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化綜合管理，為用戶(hù)提供了舒適、方便和安全的建筑環(huán)境。引起全世界的關(guān)注。隨后，智能建筑及其“建筑智能化系統(tǒng)”蓬勃發(fā)展，以美國(guó)和口本最為突出。智能建筑具有多學(xué)科、多技術(shù)、高性能的綜合集成特點(diǎn)。智能建筑是指利用系統(tǒng)集成方法，將智能型計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控，對(duì)信息資源的管理和對(duì)使用者的信息服務(wù)及其建筑的優(yōu)化組合，以合理投資，適應(yīng)信息社會(huì)需求并且具有安全、高效、舒適、便利、靈活特點(diǎn)的建筑。包括:建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

7、(BuildingAutomationSystem, BAS)通訊自動(dòng)化系統(tǒng)(eonununicationAutomationSystem, CAS)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(offio eAutomationSystem, AOS)稱(chēng)為3A系統(tǒng)，并利用綜合布線(xiàn)系統(tǒng)(PremisesDistributionsystem, pDS)連接和控制。我國(guó)的智能建筑起步較晚，80年代末90年代初，智能建筑的概念剛傳入我國(guó)，由于當(dāng)時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平的限制，我國(guó)建筑電氣、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)智能建筑這一概念的認(rèn)識(shí)只是出于學(xué)術(shù)探討階段。當(dāng)時(shí)建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑智能化這一趨勢(shì)認(rèn)識(shí)不足，沒(méi)有為建設(shè)方

8、提供與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的新設(shè)計(jì)思想和新內(nèi)容，建設(shè)方對(duì)建筑智能化沒(méi)有認(rèn)識(shí)和要求，因而這一時(shí)期建設(shè)的樓宇今天都面臨著改造，因?yàn)槠渫ㄐ呕A(chǔ)設(shè)施己落后于信息時(shí)代的發(fā)展需要。90年代中期，隨著計(jì)算機(jī)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)口益普遍。使我國(guó)建造智能建筑的技術(shù)口益成熟，因而在我國(guó)建筑業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)形成了建造智能建筑的熱潮。2.2智能建筑功能(gngnng)智能建筑作為計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物。它隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的進(jìn)步，持續(xù)不斷(bdun)的發(fā)展和充實(shí)新的內(nèi)容。隨著它在信息化社會(huì)中的應(yīng)用，它為人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)很多質(zhì)的變化。首先，智能建筑為人類(lèi)創(chuàng)造一個(gè)

9、更為安全、舒適的生活和工作環(huán)境。智能建筑系統(tǒng)中的安防和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能保證提供一個(gè)安全的環(huán)境。樓宇自控系統(tǒng)能有效控制空氣質(zhì)量，并能對(duì)環(huán)境的溫度、濕度、壓力和照度進(jìn)行(jnxng)與環(huán)境狀況變化的相對(duì)應(yīng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。滿(mǎn)足人們的學(xué)習(xí)和工作的需求。提供給人們一個(gè)安全，舒適的環(huán)境。第二:對(duì)于一座現(xiàn)代化的辦公樓而言，里面的機(jī)電設(shè)備多而分散，空調(diào)和照明的系統(tǒng)的能耗在眾多建筑設(shè)備中，以空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗最為突出。由于樓宇空調(diào)控制系統(tǒng)能監(jiān)控建筑內(nèi)的所有機(jī)電設(shè)備，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有效的控制能源的無(wú)謂的消耗，避免設(shè)備的“空轉(zhuǎn)”浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能的真正目的。第三:現(xiàn)代化的辦公環(huán)境保證了智能大樓內(nèi)的辦公高效

10、率。在通訊網(wǎng)絡(luò)的支持下，在辦公自動(dòng)化平臺(tái)上，可以實(shí)現(xiàn)完全意義上的無(wú)紙化辦公，不僅能提高效率，而且可以節(jié)約成本。由于有快速通訊網(wǎng)絡(luò)的保證，遠(yuǎn)程辦公及視頻會(huì)議等己經(jīng)成為可能。在辦公自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，企業(yè)不僅可以加強(qiáng)自身的經(jīng)營(yíng)管理，而且可以提高的素質(zhì)和企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著與智能建筑相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能建筑的發(fā)展也出現(xiàn)了新的趨勢(shì)。一最初的智能建筑指的是智能大廈，隨著人類(lèi)生活水平的逐步提高，近年來(lái)智能建筑逐漸向智能小區(qū)的方向發(fā)展。隨著大量智能建筑和智能小區(qū)的興建，在一定意義上來(lái)講，每一個(gè)智能建筑和智能小區(qū)由于其相互的獨(dú)立性，并不能最大程度的發(fā)揮其功能，隨著“數(shù)字化城市”的提出，有效的將各種智能化的建筑連接成

11、為一個(gè)大范圍的智能建筑群，更能體現(xiàn)智能建筑采用先進(jìn)技術(shù)所帶來(lái)的功能。電力供應(yīng)管理監(jiān)控系統(tǒng)3.1電力監(jiān)控技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外電力監(jiān)控技術(shù)始于20世紀(jì)70年代中后期。80年代以后，研究電力監(jiān)控技術(shù)的國(guó)家和公司越來(lái)越多，相應(yīng)的技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)。例如德國(guó)西門(mén)子公司、ABB公司、AEG公司，美國(guó)GE公司、西屋公司，法國(guó)阿爾斯通公司等都有自己的電力監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品。我國(guó)變電站電力監(jiān)控技術(shù)的研究工作開(kāi)始于20世紀(jì)80年代。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，電力監(jiān)控技術(shù)取得了極大的進(jìn)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入，使電力監(jiān)控系統(tǒng)從體系結(jié)構(gòu)上面臨著有原來(lái)面向功能開(kāi)始往面向?qū)ο蟀l(fā)展。微機(jī)技術(shù)特別是單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展

12、，使人們認(rèn)識(shí)到電力監(jiān)控系統(tǒng)按其服務(wù)對(duì)象(一次設(shè)備)將保護(hù)、測(cè)量集成在一起，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，可以將體積大大縮小，有很多優(yōu)越性。因此，總線(xiàn)技術(shù)開(kāi)始被引進(jìn)電力監(jiān)控技術(shù)中。到現(xiàn)在，電力監(jiān)控系統(tǒng)己經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)建筑中;電力監(jiān)控帶來(lái)了提高了用電可靠性、安全性、自動(dòng)化水平;有效節(jié)約運(yùn)行人力成本，迅速切除和恢復(fù)優(yōu)化用電管理等諸多好處，使電力的使用更可靠安全經(jīng)濟(jì)潔凈。3.2電力(dinl)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程電力監(jiān)控系統(tǒng)也就是電力系統(tǒng)(din l x tn)的自動(dòng)化，它發(fā)展史就是電力工業(yè)逐步發(fā)展壯大的歷史。了解電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的歷史可更深刻的理解電力系統(tǒng)自動(dòng)化是歷史的必然選擇。電力監(jiān)控技術(shù)沿著元件自動(dòng)化

13、一局部自動(dòng)化一單一系統(tǒng)(島)自動(dòng)化一綜合自動(dòng)化(管理系統(tǒng))的道路發(fā)展。理論發(fā)展可以分為3個(gè)階段:60年代以前處在經(jīng)典理論階段;七八十年代注入了控制論，形成了以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代理論階段;90年代以后注入經(jīng)濟(jì)理論，而到達(dá)電力市場(chǎng)理論階段。70年代中期，運(yùn)用系統(tǒng)工程理論將現(xiàn)代理論的技術(shù)成果有機(jī)地組織在一起便形成了能量(nngling)管理系統(tǒng)(EMS)，并隨電力工業(yè)的改革而發(fā)展。電力監(jiān)控主要技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在:40年代將數(shù)據(jù)展現(xiàn)在模擬盤(pán)上，增強(qiáng)了調(diào)度員對(duì)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行變化的感知能力;_50年代自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)將調(diào)度員從頻繁的操作中解脫出來(lái);電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)概念的提出是在_50年代中期，這標(biāo)志著現(xiàn)

14、代電網(wǎng)自動(dòng)化的開(kāi)始。以前只有遠(yuǎn)動(dòng)裝置及機(jī)電式的調(diào)頻裝置，不成為系統(tǒng)。60年代初，有些電力公司利用數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，開(kāi)始了計(jì)算機(jī)在調(diào)度中的應(yīng)用。在20世紀(jì)的美國(guó)東北部大停電后，多數(shù)電力公司意識(shí)到依靠遠(yuǎn)動(dòng)裝置在模擬盤(pán)上顯示信息的方式己遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足復(fù)雜電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求，開(kāi)始把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用從以考慮經(jīng)濟(jì)為主轉(zhuǎn)移至以安全為主，出現(xiàn)了所謂電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。這是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化形成系統(tǒng)的一個(gè)臺(tái)階，具有代表性的系統(tǒng)是美國(guó)BPA的迪特茂調(diào)度中心。這一階段延續(xù)至70年代。電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)頻和有功功率經(jīng)濟(jì)分配的裝置和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不再獨(dú)立存在，而是以AGC/EDC軟件包的形式和SCADA系統(tǒng)結(jié)合，成為S

15、CADA/AGC一EDC系統(tǒng)，這是SCADA統(tǒng)出現(xiàn)后的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中第1次功能綜合。電力公司在60年代末提出了用scADA采集的實(shí)時(shí)信息對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)(開(kāi)關(guān)操作、事故跳閘)進(jìn)行在線(xiàn)快速分析計(jì)算，用以解決電網(wǎng)運(yùn)行方式的在線(xiàn)研究和事故跳閘后果的預(yù)測(cè)。從70年代初開(kāi)始，為了解決由于電網(wǎng)不可觀(guān)察(SCADA采集的數(shù)據(jù)存在誤差、通道可能中斷、RTU可能停運(yùn)等)帶來(lái)的潮流計(jì)算不收斂(在離線(xiàn)電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)不會(huì)遇到)，發(fā)展了各種基礎(chǔ)算法，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、外部網(wǎng)絡(luò)等值、超短期母線(xiàn)負(fù)荷預(yù)計(jì)、狀態(tài)估計(jì)等一系列軟件，建立可計(jì)算的所謂可觀(guān)察區(qū)，將sCADA采集到有誤差的“生數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)變成潮流計(jì)算收斂的“熟數(shù)據(jù)”，

16、建立了熟數(shù)據(jù)庫(kù)。在這一基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了調(diào)度員在線(xiàn)潮流、開(kāi)斷仿真和校正控制等所謂電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件(PAs) o PAS投運(yùn)后，電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變以及當(dāng)前運(yùn)行方式下遇到大擾動(dòng)時(shí)的后果就可以通過(guò)PAS自動(dòng)預(yù)計(jì)出來(lái)。網(wǎng)絡(luò)熟數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，為各種電力系統(tǒng)的優(yōu)化軟件，如線(xiàn)損修正、無(wú)功優(yōu)化、最優(yōu)潮流等的開(kāi)發(fā)提供了條件。自從PAs綜合到電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，形成了sCADA/AGC一EDC/PAS系統(tǒng)后，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)從SCADA系統(tǒng)升級(jí)為能量管理系統(tǒng)(EMS)。除了PAS從算法到軟件本身的研究外，還有運(yùn)行EMS必需的支持軟件的研究和開(kāi)發(fā)。在SCADA系統(tǒng)中，不存在多種應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)相互調(diào)用和統(tǒng)一維護(hù)問(wèn)題，調(diào)度員的

17、操作只是調(diào)用畫(huà)面，并不需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行刪除、插入、修改等操作，因此，在單一的SCADA系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和管理都采用文件方式，由程序員來(lái)修改數(shù)據(jù)庫(kù)。在EMS中，由于多種應(yīng)用的出現(xiàn)，調(diào)度員需要在屏幕上設(shè)定各種故障方式，開(kāi)發(fā)支持軟件系統(tǒng)的要求就提出來(lái)了。由于商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(如Oracle等嘟無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)要求，于是各大系統(tǒng)公司花了大量人力和時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)支持軟件系統(tǒng)。PAS工程化后，在線(xiàn)調(diào)度員培訓(xùn)仿真器(DTS)得到(d do)了發(fā)展，并綜合到EMS中，根據(jù)Diliac。的統(tǒng)計(jì)，198_5年后各國(guó)投運(yùn)的EMs中有40%包含了DTs，有的公司建立了大型培訓(xùn)中心，如法國(guó)的EDF，采用了離線(xiàn)的培訓(xùn)仿

18、真。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，“電力系統(tǒng)(din l x tn)自動(dòng)化”無(wú)論其內(nèi)涵或外延都發(fā)生了巨大的變化。如今電力系統(tǒng)己經(jīng)成為一個(gè)CCcPE的統(tǒng)一體，即計(jì)算機(jī)(computer)、控制(contrl)、通信(communicate o n)和電力電子(powerelectronics)的產(chǎn)生、輸送、分配裝置以及電力電子裝置。當(dāng)然，在21世紀(jì)，不掌握電力市場(chǎng)(shchng)知識(shí)便很難承擔(dān)電力調(diào)度工作。根據(jù)等強(qiáng)度的概念，電力監(jiān)控設(shè)備所占的投資比例雖然不大，但其重要性與主設(shè)備同樣。而且先進(jìn)的自動(dòng)裝置不僅可以改善一次主設(shè)備的運(yùn)行狀況，提高其運(yùn)行效率，甚至可以推遲或避

19、免新建一些主設(shè)備，節(jié)省數(shù)額可觀(guān)的一次設(shè)備投資。電力系統(tǒng)產(chǎn)生的電能必須與消費(fèi)的電能實(shí)時(shí)平衡，這只能靠自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制裝置來(lái)維持。這種平衡不僅要在正常的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)而且要在各種擾動(dòng)狀態(tài)下從毫秒級(jí)到分鐘級(jí)都能實(shí)現(xiàn)這一要求。為了滿(mǎn)足這種調(diào)節(jié)與控制要求，電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置可以分為正常運(yùn)行自動(dòng)裝置、異常狀態(tài)下的安全穩(wěn)定控制裝置及保護(hù)裝置。電力監(jiān)控源于在變電站中普遍使用基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能設(shè)備，它不僅將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)數(shù)字化并分析出很多難以直接測(cè)量的數(shù)據(jù)(如諧波分量、序電流、序電壓)，而且具有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信接口，利用計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)能力完成統(tǒng)計(jì)記錄功能。常規(guī)變電站將大量現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備，如變壓器、開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)、電壓互感器(Tv)

20、、電流互感器(TA)等，同安裝在控制室內(nèi)的單項(xiàng)自動(dòng)化裝置(如繼電保護(hù)、重合閘、故障錄波和測(cè)距、各種變送器、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表等)之間用大量電纜一一對(duì)應(yīng)地連接起來(lái)。其設(shè)備復(fù)雜，占地面積大，各種工作量大?，F(xiàn)在推行的電力監(jiān)控方式的最大特征是將上述分散設(shè)備綜合集成在一起，形成兩級(jí)單元:間隔級(jí)單元和中央單元，完全取消了傳統(tǒng)的集中控制屏，二次回路極為簡(jiǎn)潔，控制電纜大量減少，既可有人值班運(yùn)行，亦可無(wú)人值班運(yùn)行。這是今后各種電壓等級(jí)變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。北美各電力公司安裝投運(yùn)的變電站自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可分為3類(lèi):使用傳統(tǒng)RTu的結(jié)構(gòu)，使用通用設(shè)備的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。國(guó)外產(chǎn)品在間隔層終端一般采用多DsP結(jié)構(gòu)，集

21、保護(hù)、錄波、計(jì)量、遠(yuǎn)動(dòng)功能于一體;專(zhuān)用通信網(wǎng)以光纖為介質(zhì)，具有很高的通信速率和質(zhì)量;站控單元采用高性能工作站或?qū)Ｓ糜布幚砗痛鎯?chǔ)能力較強(qiáng)。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多采用通用單元組合方式來(lái)構(gòu)成間隔層終端，分擔(dān)保護(hù)、錄波、監(jiān)控、計(jì)量等功能，適應(yīng)性較好，但單元功能偏弱、同一間隔內(nèi)各單元無(wú)法共享數(shù)據(jù);現(xiàn)場(chǎng)通信多采用RS串行通信總線(xiàn)和位總線(xiàn)，通信速率、質(zhì)量和靈活性不夠理想;站控單元多采用工業(yè)PC，安裝使用上多數(shù)還是室內(nèi)集中組屏，主要應(yīng)用于100kv和3_SkV及以下電壓等級(jí)的中、低壓變電站。由于一些電子設(shè)備安置在變電站的高壓開(kāi)關(guān)場(chǎng)內(nèi)，甚至直接安置在高壓設(shè)備處，電磁環(huán)境極為惡劣，電磁兼容(EMC)問(wèn)題突出，這就要求設(shè)計(jì)

22、人員以及運(yùn)行、維護(hù)人員對(duì)EMC必須重視。變電站無(wú)人值班工作在我國(guó)部分電網(wǎng)中得到了較好的開(kāi)展，取得了可喜的成績(jī)。但通道質(zhì)量差、可靠性低是制約我國(guó)變電站無(wú)人值班工作健康(jinkng)發(fā)展的一個(gè)重要因素。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和對(duì)電力能源需求的不斷增長(zhǎng)，變電站的數(shù)量逐步增加，對(duì)變電站的二次設(shè)備的可靠性及技術(shù)水平要求(yoqi)口益提高，變電站的信息量越來(lái)越多，變電站無(wú)人值班的推廣，對(duì)變電站的自動(dòng)化要求也越來(lái)越高。在60, 70年代，變電站內(nèi)采用的是機(jī)電式繼電保護(hù)裝置和電子式遠(yuǎn)動(dòng)裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站電氣設(shè)備的監(jiān)視和控制。隨著微處理機(jī)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，國(guó)外從80年代開(kāi)始研制了微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置、微機(jī)

23、式繼電保護(hù)裝置、微機(jī)式故障錄波等一系列以微處理機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的變電站二次設(shè)備，這些裝置盡管功能不一樣，其硬件配置都大體相同，除微處理機(jī)系統(tǒng)本身外，在采集由CT, PT(電流互感器、電壓互感器)等來(lái)的各種模擬量及開(kāi)關(guān)和接點(diǎn)位置的信號(hào)量，以及對(duì)斷路器、刀閘、變壓器分接頭等進(jìn)行控制等。方面，各種裝置所采集的量和要控制的對(duì)象都有許多共同之處。故自80, 90年代起，國(guó)外和國(guó)內(nèi)先后開(kāi)發(fā)研制成功了變電站所必須的集繼電保護(hù)、故障錄波、遠(yuǎn)動(dòng)功能、站內(nèi)監(jiān)控等功能為一體的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)(substatio nIntegratedAuto mation),取代了變電站常規(guī)(chnggu)的測(cè)量系統(tǒng)，如變

24、送器、錄波器、指針式儀表等;取代了常規(guī)的操作控制盤(pán)、手控?zé)o功補(bǔ)償?shù)妊b置，以及常規(guī)的報(bào)警裝置如中央信號(hào)系統(tǒng)和光字牌等;取代常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置等;使變電站的各種裝置和保護(hù)的信息，融合為一體，并可與上級(jí)調(diào)度中心進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，把變電站的自動(dòng)化程度提高到一個(gè)嶄新階段，大大提高了上級(jí)調(diào)度中心對(duì)變電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行和遠(yuǎn)方操作的監(jiān)控能力，為實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值班打下了基礎(chǔ)。電力監(jiān)控的發(fā)展具體可分為以下五個(gè)階段:1、手工階段電力工業(yè)的初期萌芽階段，電廠(chǎng)小，就近供電。在發(fā)電機(jī)、開(kāi)關(guān)設(shè)備旁就近監(jiān)視設(shè)備和手工調(diào)節(jié)操作。特點(diǎn):單獨(dú)運(yùn)行，就近供電、手工操作。2、簡(jiǎn)單自動(dòng)裝置階段用電設(shè)備增多、發(fā)電設(shè)備規(guī)模擴(kuò)大，對(duì)電能質(zhì)量和安全可靠性提

25、出了要求，開(kāi)始現(xiàn)單一功能的自動(dòng)裝置。包括:繼電保護(hù)、斷路器自動(dòng)操作、發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)壓和調(diào)速等特點(diǎn):電能質(zhì)量要求、單一的電力自動(dòng)裝置。3、傳統(tǒng)調(diào)度中心階段出現(xiàn)互連電網(wǎng)，保證供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性的必然選擇。電網(wǎng)設(shè)立調(diào)度中心，統(tǒng)一調(diào)度電廠(chǎng)和處理電網(wǎng)的異常和事故。電話(huà)是通信聯(lián)絡(luò)的主要方式。特點(diǎn):電網(wǎng)互連、統(tǒng)一調(diào)度、電話(huà)通信。4、現(xiàn)代調(diào)度的初級(jí)階段出現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)“四遙”，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)調(diào)度的要求。特點(diǎn):遠(yuǎn)動(dòng)四遙、實(shí)時(shí)調(diào)度。5、綜合自動(dòng)化階段電力工業(yè)成為必不可少的支柱產(chǎn)業(yè)，電網(wǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)大，單一功能的自動(dòng)化裝置很難滿(mǎn)足電能質(zhì)量、可靠和安全的需要，出現(xiàn)自動(dòng)化程度更高的自動(dòng)化系統(tǒng)。其特點(diǎn)是把多套獨(dú)立的自動(dòng)化裝置用通

26、信信道或網(wǎng)絡(luò)互連，實(shí)現(xiàn)信息共享，相互協(xié)調(diào)自動(dòng)完成指定的功能。特點(diǎn):裝置互連，信息共享。電力(dinl)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能分析4.1電力監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)的類(lèi)型電力監(jiān)控系統(tǒng)可以以規(guī)模和覆蓋區(qū)域的不同(b tn)分為很多類(lèi)型，例如國(guó)家電網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)，由于其設(shè)計(jì)的規(guī)模非常龐大，招標(biāo)設(shè)計(jì)、論證方案、設(shè)備采購(gòu)、施工等需要很長(zhǎng)的周期，當(dāng)然承擔(dān)建設(shè)的部門(mén)也有很多。而對(duì)于民用建筑的電力監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有那么多的資金去購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)的設(shè)備或者承擔(dān)整體發(fā)包給大公司的費(fèi)用，所以民用建筑的電力監(jiān)控系統(tǒng)往往有著實(shí)用、高效的特點(diǎn)，力求使整個(gè)系統(tǒng)在可以接受的成本下，能長(zhǎng)期運(yùn)行在穩(wěn)定、安全的狀態(tài)。綜上，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也力求在

27、實(shí)用高效的基礎(chǔ)上能對(duì)系統(tǒng)的整性能和控制精度上有所進(jìn)步。4.2電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究，可以清晰的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的大多數(shù)的電力監(jiān)控系統(tǒng)分為以下三個(gè)層次或者說(shuō)三個(gè)子系統(tǒng):(1)控制現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)。控制現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)主要是由PLc、遠(yuǎn)程1/0單元、保護(hù)單元、傳感器、變送器和執(zhí)行裝置等構(gòu)成的，主要任務(wù)是采集現(xiàn)場(chǎng)信息和執(zhí)行上級(jí)下達(dá)的控制命令，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象的實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)傳感器將現(xiàn)場(chǎng)的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)和計(jì)算機(jī)處理后通過(guò)電纜、光纜或綜合通信網(wǎng)傳送子系統(tǒng)發(fā)往主控端;保護(hù)單元是反映線(xiàn)路或元件故障并跳閘的單元，要求功能相對(duì)獨(dú)立;,PLc接收主控端發(fā)來(lái)的指令，由PLc

28、輸出控制信號(hào)，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行遙控、遙調(diào)。(2）信息處理與控制子系統(tǒng)。在主控端采集了經(jīng)通信傳輸子系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和視頻信號(hào)信息，經(jīng)主控端的計(jì)算機(jī)加工處理后，再通過(guò)人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)以聲、電、光、圖像的形式報(bào)告主控端的工作人員。在必要時(shí)，可進(jìn)行人工干預(yù)，接受工作人員的操作命令，或者也可以通過(guò)信息通信網(wǎng)再將信息送至更高一層的領(lǐng)導(dǎo)決策人，以便控制和調(diào)節(jié)。(3)人機(jī)交互子系統(tǒng)。通過(guò)模擬屏、屏幕顯示器、打印輸出、報(bào)警系統(tǒng)等為值班人員提供完整的實(shí)時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)信息。通過(guò)分析，確認(rèn)系統(tǒng)所處狀態(tài)，如果系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)不能滿(mǎn)足要求，或可靠性不能得到保障，或性能指數(shù)不佳，這時(shí)工作人員可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行某些調(diào)整，以保

29、證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行。此外，還可以加入通信子系統(tǒng)。4.2.1分布式監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類(lèi) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集裝置、操作控制裝置和通信系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)，分布控制系統(tǒng)大致可分為下列幾類(lèi): (1)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型(lixng)分類(lèi) 1）模塊化控制站+與WAP兼容的寬帶局域網(wǎng)+信息(xnx)綜合管理系統(tǒng) 這是一類(lèi)最新結(jié)構(gòu)的分布控制系統(tǒng)。作為大系統(tǒng)，通過(guò)寬帶和窄帶(zhi di)網(wǎng)絡(luò)，可在很廣的地域內(nèi)應(yīng)用。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，系統(tǒng)可與現(xiàn)場(chǎng)智能儀表通信和操作。這是一類(lèi)開(kāi)放的系統(tǒng)互連的具有互操作性的系統(tǒng)，將成為分布控制系統(tǒng)的主流結(jié)構(gòu)。 2）分散過(guò)程控制站+局域網(wǎng)+信息管理系統(tǒng) 由于采用局域網(wǎng)技術(shù)，通信性能提高，連網(wǎng)

30、能力增強(qiáng)。 3）分散過(guò)程控制站+高速數(shù)據(jù)公路+操作站+上位機(jī) 經(jīng)過(guò)對(duì)操作站、過(guò)程控制站、通信系統(tǒng)性能的改進(jìn)和擴(kuò)展，系統(tǒng)的性能己有較大提高。 4)可編程控制器PLC+通信系統(tǒng)+操作管理站 這是一種在電力系統(tǒng)應(yīng)用比較多的分布控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。尤其適用于企業(yè)級(jí)電力監(jiān)控系統(tǒng)。現(xiàn)己有不少產(chǎn)品可以下掛各種型號(hào)的 PLC，組成PLC+分布控制系統(tǒng)的形式，用于實(shí)時(shí)的順序控制和較多回路的連續(xù)控制。 5)單回路控制器+通信系統(tǒng)+操作管理站這是一種適用于中、小企業(yè)的小型分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它用單回路控制器(或雙回路、四回路控制器)作為盤(pán)裝儀表，信息的監(jiān)視操作由操作管理站或儀表面板實(shí)施，有較大靈活性和較高性能價(jià)格比。(2

31、)按實(shí)際應(yīng)用中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi)在實(shí)際應(yīng)用中，采用微處理器、工業(yè)級(jí)微機(jī)組成分布控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為1）工業(yè)級(jí)微機(jī)+通信系統(tǒng)+操作管理機(jī)工業(yè)微機(jī)用以作為多功能多回路的分散過(guò)程控制裝置，監(jiān)控軟件也應(yīng)運(yùn)而生。2)單回路控制器+通信系統(tǒng)+工業(yè)級(jí)微機(jī)工業(yè)級(jí)微機(jī)作為操作管理站使用。它的通用性較強(qiáng)，軟件可自行開(kāi)發(fā)，相應(yīng)的管理、操作軟件也有產(chǎn)品可購(gòu)買(mǎi)。3 )PLC+通信系統(tǒng)+工業(yè)級(jí)微機(jī)與(2)相類(lèi)似，適用于順序控制為主的場(chǎng)合。4)工業(yè)級(jí)微機(jī)+通信系統(tǒng)+工業(yè)級(jí)微機(jī)工業(yè)級(jí)微機(jī)各有不同的功能，前者作為分散過(guò)程控制裝置，后者作為操作管理，相應(yīng)的機(jī)型、容量等也可有所不同。5)智能前端+通信系統(tǒng)+工業(yè)級(jí)微機(jī)這是一種簡(jiǎn)易而

32、較通用的分布控制小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使用的場(chǎng)合較少。4.2.2通信網(wǎng)絡(luò)的形式分布式控制系統(tǒng)一般多采用兩種基本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形式:主一從形式和同等一同等形式。其中主機(jī)一般是智能設(shè)備，如計(jì)算機(jī)或工作站，稱(chēng)之為主站，它肩負(fù)處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)通信指揮任務(wù)。從機(jī)多指現(xiàn)場(chǎng)智能變送器、可編程控制器、單回路調(diào)節(jié)器以及各種現(xiàn)場(chǎng)控制單元插板等。在主一從系統(tǒng)中，主站的程序設(shè)計(jì)為獨(dú)立訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)從屬設(shè)備方式，實(shí)現(xiàn)主設(shè)備和被訪(fǎng)問(wèn)的從屬設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送，而從屬設(shè)備間不能夠直接通信。如需在從屬設(shè)備之間通信，必須先將信息傳送到主站，在確定了傳送對(duì)象后，主站再依次把該信息傳送給指定的從站。這種主一從系統(tǒng)可整體控制網(wǎng)絡(luò)通信，但整個(gè)系

33、統(tǒng)的通信全部依賴(lài)于主站，因此這類(lèi)系統(tǒng)需采用輔助網(wǎng)絡(luò)主站，保證主機(jī)故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)仍正常運(yùn)行。同等一同等系統(tǒng)不采用主站控制網(wǎng)絡(luò)方式，相反，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備都有要求使用且控制網(wǎng)絡(luò)的權(quán)力，能夠發(fā)送或訪(fǎng)問(wèn)其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信息。這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通信方式稱(chēng)為令牌傳遞。同等一同等系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與主一從系統(tǒng)相反，由于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有權(quán)控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路通信，所以確定設(shè)備的控制權(quán)該、占有網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間，以及信息的類(lèi)別等都是困難的，但優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)某個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，并不影響通信網(wǎng)絡(luò)其余(qy)設(shè)備的運(yùn)行。本系統(tǒng)將綜合采用以上兩種通信網(wǎng)絡(luò)形式。在主控制室與從站之間采用主一從通信形式，這樣使操作人員可以及時(shí)的匯總整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)，包括各個(gè)從站的參

34、數(shù)，從而判斷出整個(gè)監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)的狀態(tài);而現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間將采用同等一同等的通信網(wǎng)絡(luò)，這樣可以減少控制設(shè)備，并且防止產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理瓶頸，從而增加的系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力。4.2.3監(jiān)控(jin kn)級(jí)設(shè)備人機(jī)交互級(jí)采用了兩臺(tái)工控機(jī)，其中一臺(tái)作為備份機(jī)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)，系統(tǒng)主要組成部分有傳感器、信號(hào)傳輸、信號(hào)處理、接口部分和處理機(jī)。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制各種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，處理并對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制，以形成自動(dòng)檢測(cè)與控制。由于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相對(duì)于商用PC而言具有抗惡劣環(huán)境、結(jié)構(gòu)擴(kuò)充性能好、電壓適用范圍寬等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此近幾年來(lái)工控機(jī)及其系統(tǒng)迅猛發(fā)展。工控機(jī)自8

35、0年代進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái)，目前己廣泛應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、控制等領(lǐng)域。典型的工業(yè)控制系統(tǒng)利用通信接口連接主機(jī)與各種設(shè)備，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳輸?shù)娇刂萍?jí)，再將控制級(jí)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控級(jí)、管理級(jí)，從而形成系統(tǒng)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)從底層到上層的信息共享。由于工控機(jī)主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一些實(shí)時(shí)信息進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的處理，且一般都是在無(wú)人值守的環(huán)境下工作，因此與外界的通信就顯得更加重要?？紤]到電力監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算量很大，而且是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)各種各樣的干擾比較多，在一些環(huán)境下還要防潮、防震、抗沖擊等。故系統(tǒng)采用工控機(jī)。計(jì)算機(jī)基本配置為:PW2.4G，500G硬盤(pán)，2G內(nèi)存。為了使界面友好，更加方便操作，采用了17寸彩色顯示器。

36、工控機(jī)采用了全鋼機(jī)箱、進(jìn)氣過(guò)濾網(wǎng)以及機(jī)箱正壓技術(shù)，有效防止了灰塵進(jìn)入機(jī)箱內(nèi)部和發(fā)生碰撞等導(dǎo)致計(jì)算機(jī)損壞以及計(jì)算機(jī)不穩(wěn)定的因素。主板采用ISA標(biāo)準(zhǔn)，可以方便的進(jìn)行內(nèi)部模塊擴(kuò)充，使其在維修和升級(jí)換代方面具極大的優(yōu)勢(shì)。鍵盤(pán)鎖以及前置鍵盤(pán)插孔的設(shè)置，有效保證了操作安全以及防止誤操作。為了提高可靠性，關(guān)鍵部件采用了工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品，保證系統(tǒng)能夠連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。4.2.4現(xiàn)場(chǎng)級(jí)和控制級(jí)設(shè)備可編程控制器采用模塊化中型PLc系統(tǒng)(xtng)，具有功能強(qiáng)，快速，通用的特點(diǎn)，解決用戶(hù)極快速處理要求或自動(dòng)化任務(wù)中需要增加的數(shù)據(jù)處理能力，無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶(hù)掌握。它具有高速計(jì)算能力，完整的指令集，多點(diǎn)接口

37、(MPI)和連網(wǎng)能力;內(nèi)置功能，綜合的診斷能力，口令保護(hù)，簡(jiǎn)便的連接系統(tǒng)和無(wú)限的插入模塊組態(tài)。目前，有5種CPU為各種各樣的需求提供了合適的解決方案，同時(shí)還有各種高性能模塊可供選擇。系統(tǒng)(xtng)組成的模塊包括:1)電源模塊2)中央處理器S交流電源上，輸出24V(CPU)有_5種具有不同性能的電源模塊，它可以(ky)連接到的直流電。3)信號(hào)模塊(SM)信號(hào)模塊主要提供了數(shù)字量輸入輸出(DT/DO)和模擬量輸入輸出(ADAO)功能，選用了16路數(shù)字輸入模塊，16路數(shù)字輸出模塊和8路數(shù)字輸入輸出模塊。4)通訊處理器(CP)通訊處理器模塊(CP)是用于連接工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊模塊，帶有工業(yè)以太網(wǎng)接口和光

38、纖接口。5)功能模塊(FM)功能模塊(FM)用于高速計(jì)數(shù)，定位操作(開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制)和閉環(huán)控制，本實(shí)驗(yàn)演示平臺(tái)中的可編程控制器未選用功能模塊。(2)智能儀表電力監(jiān)控智能儀表是集遙測(cè)、遙控、遙信于一體的多功能電力監(jiān)控智能裝置，能同時(shí)測(cè)量幾百個(gè)參數(shù)，具有自動(dòng)監(jiān)控和保護(hù)功能，以及價(jià)格十分昂貴的專(zhuān)用電能質(zhì)量分析儀器才具有的故障錄波、事故記錄、高速記錄、諧波分析等功能。測(cè)量電量包括一回線(xiàn)路的所有三相交流電量，即三相電壓、電流二電壓不平衡度、電流不平衡度、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因素、頻率、雙向電能、雙向無(wú)功電能、視在電能等。因此一個(gè)電力監(jiān)控智能儀表就可以取代所有常規(guī)的三相電量測(cè)量?jī)x表及其變送。

39、電力監(jiān)控智能儀表有三對(duì)控制輸出繼電器，通過(guò)上位機(jī)軟件可設(shè)定電壓、電流、功率，功率因素、頻率、諧波、電流反時(shí)限共11種普通越限控制輸出和6種適合于中低壓供電系統(tǒng)保護(hù)的高速輸出，所有繼電器均可手動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)遙控。電力監(jiān)控智能儀表提供定值越限監(jiān)視和記錄功能。在連續(xù)監(jiān)測(cè)電壓、電流、有功、無(wú)功、頻率等所有三相電量的同時(shí)，電力監(jiān)控智能儀表設(shè)置其中的電量越限報(bào)警一記錄，對(duì)選定的電量進(jìn)行連續(xù)的越限監(jiān)視判斷。在上位機(jī)監(jiān)控軟件中，每一個(gè)電力監(jiān)控智能儀表都有一張定值越限整定表，供用戶(hù)根據(jù)需要選擇被監(jiān)視電量和設(shè)定其越限條件。電力監(jiān)控智能儀表的故障錄波功能在被監(jiān)控的線(xiàn)路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)量變位、電壓電流越限、諧

40、波失真越限、或手動(dòng)方式等均能啟動(dòng)，真實(shí)記錄故障電壓電流波形。用戶(hù)可以把錄波長(zhǎng)度設(shè)定為12, 18或36周波。錄波結(jié)果帶上口期和時(shí)間標(biāo)志后存入電力監(jiān)控智能儀表分配給故障波形的存儲(chǔ)器，在微機(jī)上運(yùn)行的監(jiān)控軟件自動(dòng)讀取和顯示故障錄波圖，并同時(shí)顯示故障錄波啟動(dòng)時(shí)間，錄波啟動(dòng)原因，便于用戶(hù)正確分析和查找事故原因。電力系統(tǒng)和電力用戶(hù)都十分關(guān)心電能的質(zhì)量(zhling)，而電能質(zhì)量的顯著的特征之一就是三相電壓和電流的諧波畸變率和各次諧波含量。(3)通訊(tngxn)介質(zhì)的選取當(dāng)前最為常用(chn yn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信媒介是雙絞線(xiàn)和光纖:1)普通雙絞線(xiàn)比較廉價(jià)，但雙絞線(xiàn)在傳輸中的衰減很大，這就限制了普通雙絞線(xiàn)在

41、電力系統(tǒng)監(jiān)控應(yīng)用中的傳輸速率。一般要達(dá)到_500勒s的傳輸速率距離必須在100m內(nèi)。2)由于變電所現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較差，電磁干擾比較大，使雙絞線(xiàn)的傳輸準(zhǔn)確性也受到很大影響。3)光纖因出眾的抗干擾能力和傳輸速率具有其極大的優(yōu)勢(shì)，用它代替雙絞線(xiàn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信可以使監(jiān)控性能大大提高但成本比較高。對(duì)于電力系統(tǒng)，它的通信方式也是多種多樣的，有電力線(xiàn)載波通信、音頻電纜通信、微波通信、光纖通信、無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻通信和綜合通信網(wǎng)等。對(duì)于一個(gè)企業(yè)電網(wǎng)而言，對(duì)于通信帶寬和可靠性的要求各不相同，因此，通信方式不可能是單一的一種形式，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，光線(xiàn)通訊以其價(jià)格適中，抗干擾能力強(qiáng)，得到了口益廣泛的應(yīng)用。4.2.5監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的

42、功能根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)電力部門(mén)的調(diào)查與研究，本系統(tǒng)將完成以下功能:(1)數(shù)據(jù)采集與處理通過(guò)總控單元對(duì)變電站各種模擬量、開(kāi)關(guān)量、電度量、保護(hù)信息等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和對(duì)必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并以一定格式存入實(shí)時(shí)庫(kù)，定時(shí)更新，對(duì)各類(lèi)操作控制指令經(jīng)判斷無(wú)誤后發(fā)送至總控單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(2)安全監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)操作員工作站對(duì)變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)各種運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，具有越限報(bào)警、報(bào)警顯示以及報(bào)表定時(shí)和打印功能。(3)控制功能運(yùn)行人員經(jīng)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)對(duì)全站斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電容器組的投切、電抗器的相角調(diào)節(jié)及整流電流輸出電流控制，需經(jīng)系統(tǒng)軟件對(duì)其命令的合法性、控制系統(tǒng)閉鎖條件進(jìn)行檢查，對(duì)非法命令和不滿(mǎn)足閉鎖條件的控制操作系統(tǒng)拒絕執(zhí)行。監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)運(yùn)行人員的操作權(quán)限加以限制，只有“負(fù)責(zé)人”才可