變電站監(jiān)控系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化變電站中的應(yīng)用

變電站監(jiān)控系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化變電站中的應(yīng)用

0監(jiān)控主機(jī)和閱讀器在整個(gè)自動(dòng)站上，監(jiān)控系統(tǒng)起著監(jiān)測(cè)和信息管理的作用，包括狀態(tài)顯示、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、信號(hào)警告、低級(jí)計(jì)算機(jī)接口、歷史跟蹤等基本功能。特別在有人值班變電站中，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和正確性對(duì)綜合自動(dòng)化變電站的正常運(yùn)行有著極其重要的作用。變電站的監(jiān)控系統(tǒng)包含監(jiān)控主機(jī)和對(duì)應(yīng)顯示器。按當(dāng)前變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范最新要求，站內(nèi)監(jiān)控主機(jī)和顯示器分布在不同區(qū)域，其中監(jiān)控主機(jī)和五防主機(jī)屬于二次設(shè)備，布置于繼保室的監(jiān)控主機(jī)屏，監(jiān)控顯示器及外設(shè)布置于主控室的監(jiān)控平臺(tái)。按上述布置方式，在監(jiān)控主機(jī)或五防主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，因監(jiān)控主機(jī)屏沒(méi)有顯示器及外設(shè)，運(yùn)維人員無(wú)法快速且可視化處理相應(yīng)故障，嚴(yán)重影響監(jiān)控系統(tǒng)故障消除的效率。此外，變電站主控室監(jiān)控系統(tǒng)顯示器主要用于站內(nèi)運(yùn)行人員監(jiān)屏、操作、事故處理等工作，而繼保自動(dòng)化等專業(yè)班組人員處理后臺(tái)機(jī)缺陷、后臺(tái)及遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)修改、定檢遙信遙測(cè)試驗(yàn)等維護(hù)類(lèi)工作時(shí)也涉及同一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)顯示器，會(huì)出現(xiàn)業(yè)務(wù)沖突和干擾的情況，影響變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工作效率。本文旨在利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、多屏關(guān)聯(lián)顯示技術(shù)等技術(shù)，探索開(kāi)發(fā)一套變電站監(jiān)控主機(jī)屏人機(jī)交互系統(tǒng)，以解決當(dāng)前變電站監(jiān)控系統(tǒng)中存在的一些不足。1新型能源站監(jiān)控主機(jī)圖像的引擎系統(tǒng)的建設(shè)1.1界面不清晰，影響信息顯示變電站監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)交互的界面一般包括變電站主接線圖、各間隔分圖、告警報(bào)文、歷史記錄查詢等，交互的平臺(tái)是顯示屏，監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能（如狀態(tài)顯示、報(bào)文查看、設(shè)備控制等）的實(shí)現(xiàn)均需要依靠顯示屏。當(dāng)前大部分變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用單屏多窗口顯示模式，主窗口為變電站主接線圖，其余界面以次窗口的形式疊加，通過(guò)反復(fù)切換主次窗口分別查看各畫(huà)面，操作比較繁瑣；或是將整塊屏幕切分為兩塊或更多的區(qū)域，在不同的區(qū)域分別顯示不同的界面，以便同時(shí)查看，但由于屏幕本身尺寸不大，再切分為若干區(qū)域，將導(dǎo)致顯示的界面不清晰，影響信息的查看。為了保證變電站監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)交互界面畫(huà)面清晰、操作便捷，新型變電站監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)屏人機(jī)交互系統(tǒng)采用互聯(lián)互通多屏顯示，一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)驅(qū)動(dòng)多個(gè)顯示屏分別顯示不同的界面，其中一個(gè)為主屏幕，可調(diào)用系統(tǒng)主界面進(jìn)行主要操作，其余顯示屏均為子屏幕，可顯示各分界面，鼠標(biāo)可以在各個(gè)顯示屏之間任意漫游，平滑地將光標(biāo)由一個(gè)屏幕移動(dòng)到另一個(gè)任意屏幕上對(duì)各個(gè)窗口進(jìn)行操作，最大限度地利用系統(tǒng)的功能，同時(shí)呈現(xiàn)足夠的信息，方便運(yùn)維工作的開(kāi)展。傳統(tǒng)的多屏顯示只是簡(jiǎn)單地利用多屏幕的物理優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展屏幕的面積，本質(zhì)上仍然是對(duì)單屏多窗口模式的一種改良。在互聯(lián)互通多屏顯示中，任意一個(gè)顯示屏均可成為主屏幕，即主接線圖，其余顯示屏根據(jù)需要自主調(diào)取需要的界面。也可以在兩個(gè)顯示屏上同時(shí)調(diào)取出主接線圖或其他相同的界面，滿足同時(shí)開(kāi)展兩項(xiàng)工作的需求。而且各個(gè)顯示屏之間的界面是融會(huì)貫通的，當(dāng)任意界面的信息變動(dòng)時(shí)，其余與之相關(guān)的界面也會(huì)有相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)。例如主接線圖上出現(xiàn)一個(gè)開(kāi)關(guān)的變位信息，在另外一個(gè)子屏幕上該開(kāi)關(guān)的間隔分圖會(huì)同步反映出該變位信息及光子牌，告警報(bào)文界面也會(huì)同步更新相關(guān)的報(bào)文?；诨ヂ?lián)互通多屏顯示的人機(jī)交互系統(tǒng)，利用多個(gè)顯示屏提供大量的數(shù)據(jù)顯示，可多方位同步反應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，表現(xiàn)各界面間的聯(lián)系，極大提高運(yùn)維人員獲取監(jiān)控系統(tǒng)信息的效率。1.2監(jiān)控主機(jī)屏與主控室的連接多屏顯示有單機(jī)多屏和多機(jī)多屏兩種實(shí)現(xiàn)方式，由于變電站監(jiān)控系統(tǒng)一般由兩臺(tái)相互獨(dú)立的監(jiān)控主機(jī)I和監(jiān)控主機(jī)II組成“一主一備”的互為備用模式，同時(shí)還配置一套獨(dú)立的五防主機(jī)，配合監(jiān)控主機(jī)完成設(shè)備操作的任務(wù)，本文所述的變電站監(jiān)控主機(jī)屏人機(jī)交互系統(tǒng)采用監(jiān)控主機(jī)I單機(jī)多屏、監(jiān)控主機(jī)II和五防主機(jī)多機(jī)單屏的混合多機(jī)多屏模式。監(jiān)控主機(jī)I單機(jī)多屏的實(shí)現(xiàn)依靠的是主機(jī)上配置的多個(gè)視頻輸入接口，如VGA、HDMI、DP等，若直接將各顯示屏利用轉(zhuǎn)接線直接接入到主機(jī)上，則只能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的多屏顯示，單純擴(kuò)展屏幕的面積。為滿足互聯(lián)互通多屏顯示的要求，需要將各個(gè)顯示屏均接入到主機(jī)上DP接口，利用其強(qiáng)大的互操作性實(shí)現(xiàn)顯示屏之間的互聯(lián)互通。DisplayPort(DP）數(shù)字接口技術(shù)是VESA(VideoE-lectronicsStandardsAssociation）組織負(fù)責(zé)制定并發(fā)布的一個(gè)開(kāi)放性的高速數(shù)字通信界面，支持兩個(gè)外部獨(dú)立設(shè)備之間的連接，如計(jì)算機(jī)主機(jī)與顯示器、投影儀或電視的連接等，可實(shí)現(xiàn)全面高清多顯示器顯示，提供更多的顯示內(nèi)容，更少的切換窗口，從根本上提高生產(chǎn)效率，改善使用體驗(yàn)。按當(dāng)前變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范最新要求，監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)布置于繼保室的監(jiān)控主機(jī)屏，監(jiān)控顯示屏及外設(shè)布置于主控室的監(jiān)控平臺(tái)。為滿足可視化處理監(jiān)控系統(tǒng)故障的需求，本文所述的變電站監(jiān)控主機(jī)屏人機(jī)交互系統(tǒng)在監(jiān)控主機(jī)屏增設(shè)一套顯示屏和外設(shè)，利用互聯(lián)互通多屏顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)在不同區(qū)域?qū)ΡO(jiān)控系統(tǒng)的同步使用。主控室監(jiān)控平臺(tái)顯示屏與繼保室監(jiān)控主機(jī)屏主機(jī)的連接則采用KVM技術(shù)。KVM即鍵盤(pán)（Keyboard）、顯示設(shè)備（Video）、鼠標(biāo)（Mouse）的簡(jiǎn)稱，KVM延長(zhǎng)器就是將計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)、顯示、鼠標(biāo)信號(hào)采用特殊技術(shù)處理后，通過(guò)一根網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)三種信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸，使用戶可以在遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)控制操作計(jì)算機(jī)的設(shè)備。通過(guò)KVM延長(zhǎng)器，配合互聯(lián)互通多屏顯示技術(shù)，即可在主控室監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的遠(yuǎn)程操控。KVM同時(shí)也叫多計(jì)算機(jī)切換器，即一組鍵盤(pán)、顯示器和鼠標(biāo)可以控制多臺(tái)計(jì)算機(jī)主機(jī)。在本文所述的變電站監(jiān)控主機(jī)屏人機(jī)交互系統(tǒng)中，在繼保室監(jiān)控主機(jī)屏，將監(jiān)控主機(jī)II和五防主機(jī)的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、顯示器集中接入KVM切換器，KVM切換器通過(guò)一根網(wǎng)線與主控室監(jiān)控平臺(tái)的遠(yuǎn)方接收端相連，遠(yuǎn)方接收端接入控制使用的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、顯示器，通過(guò)鍵盤(pán)熱鍵或者KVM切換器上的按鍵在監(jiān)控主機(jī)II和五防主機(jī)之間來(lái)回切換控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控主機(jī)II和五防主機(jī)的多機(jī)單屏操控。監(jiān)控主機(jī)屏人機(jī)交互系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。2提高了運(yùn)維工作效率在主控室監(jiān)控平臺(tái)上，第一顯示屏和第二顯示屏連接監(jiān)控主機(jī)I，第三顯示屏同時(shí)連接監(jiān)控主機(jī)II和五防主機(jī)，可通過(guò)鍵盤(pán)熱鍵切換顯示，運(yùn)行人員可根據(jù)需要靈活調(diào)取各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，完成監(jiān)屏、操作、事故處理等工作。多個(gè)顯示器及通過(guò)外設(shè)操作，避免了維護(hù)人員在處理故障時(shí)與運(yùn)行人員正常監(jiān)屏等工作產(chǎn)生業(yè)務(wù)沖突和干擾的情況，切實(shí)提高了工作效率。在繼保室監(jiān)控主機(jī)屏上，維護(hù)人員可以通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)及第四顯示屏就地查看監(jiān)控主機(jī)的畫(huà)面，并對(duì)其進(jìn)行可視化故障消除，提高了故障消除的效率性和及時(shí)性，同時(shí)還可進(jìn)行后臺(tái)及遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)修改、定檢遙信遙測(cè)試驗(yàn)等監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)類(lèi)工作。系統(tǒng)已在中山供電局某500kV變電站成功應(yīng)用，系統(tǒng)對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)交互平臺(tái)的改進(jìn)，極大提高了運(yùn)維人員監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維效率。在該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用前，運(yùn)行人員、繼保人員在開(kāi)展日常工作中經(jīng)常出現(xiàn)需要同時(shí)用到監(jiān)控系統(tǒng)的情況，而后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)同一時(shí)間只能供一項(xiàng)業(yè)務(wù)使用，雙方需要耗費(fèi)大量等待時(shí)間，而且交替進(jìn)行還會(huì)在監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生大量相互干擾的信號(hào)。而且在處理監(jiān)控系統(tǒng)故障時(shí)需要在主控室、繼保室兩個(gè)區(qū)域同時(shí)開(kāi)展，花費(fèi)大量時(shí)間在兩個(gè)區(qū)域多輪信息的傳達(dá)和理解上，而且工作要求至少有四個(gè)人，在時(shí)間成本和人工成本上造成很大浪費(fèi)。本系統(tǒng)投入使用后，運(yùn)行人員和繼保人員可同時(shí)開(kāi)展涉及監(jiān)控系統(tǒng)的工作，不會(huì)產(chǎn)生干擾和沖突，在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)也可直接在繼保室監(jiān)控主機(jī)屏可視化處理故障，極大提高了監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維工作效率。該系統(tǒng)為可復(fù)制的通用模型設(shè)計(jì)，可在各變電站中推廣應(yīng)用。3人機(jī)交互系統(tǒng)，高效運(yùn)行本文針對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)主