电力监测与控制系统

1  引言

　　随着我国电力系统网络大规模改造，电网的规模飞速发展，对电力生产及监控系统的要求越来越高，需要能够综合监控整个电网的运行情况，监控一次设备的状况，实现四种功能(遥测、遥信、遥调、遥控)，以及历史记录、报表、事故分析等等。计算机技术被广泛应用在电力系统的监控领域，与之相适应的监控软件也取得了迅速的发展。天星组态软件便是一个功能强大的软件包，它所提供的友好用户界面能使用户在不需要通过编写代码的情况下生成所需要的应用软件，克服了一般工业控制软件通用性较差的缺点，在保证系统稳定可靠的同时，大幅提高系统的集成能力与速度。

2  电力监控系统

　　电力监控系统在早期的模式是：人+电话+经验的系统。在早期，变电站没有办法及时地了解和监视各个车间或线路的运行情况，更谈不上对各个车间和线路进行直接控制。全厂供电系统的设备运行情况，各个生产车间、各条线路的电流、电压、功率等情况调度中心都不能及时掌握，调度员和各个车间的联系主要依靠电话，每天由各车间值班人员定时打电话向调度员报告本车间的电流、电压、功率等数据，调度员需根据情况汇总、分析，花费很长时间才能掌握全厂供电系统运行状态的有限信息。

　　电力监控系统的第二个发展阶段，是远动技术的采用。安装于各个车间的远动装置，采集各车间的负荷情况，各线路电流、电压、功率等实时数据，以及各开关的实时状态，然后通过控制电缆传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和模拟屏上。调度员除了可以随时看到这些运行参数和全系统运行方式，还能够立刻“看到”开关等设备的事故跳闸(模拟屏上相应的图形闪光)。调度中心可以有效地对全厂供电系统运行状态进行实时监控，同时，调度员还可以在调度中心直接对某些开关进行投入和切除的操作。这种布线逻辑式的装置的采用，使电力监控系统实现遥测、遥信、遥控的功能。

　　电力监控系统的第三个发展阶段，是计算机在工业控制系统中的应用。现代企业生产规模越来越大，对电能质量及供电可靠性的要求越来越高，人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题，就需要对大量数据进行复杂的分析和计算。监控系统需要装备类似人的“大脑”的设备，这就是计算机。一般在控制系统中用到的多是工控机(工业控制计算机)或普通PC机。但是，要使计算机成为一种控制系统，不但需要各种各样的硬件设备，控制软件也必不可少。

3  组态与监控组态软件

　　“组态”的概念是伴随集散型控制系统(Distributed Control System简称DCS)的出现才开始被广大生产过程自动化技术人员所熟知。“组态”的概念最早来自英文configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。为了使用户在不需要编代码程序的情况下便可生成适合自己需求的应用系统，每个DCS厂商在DCS中都预先安装了系统软件和应用软件，而其中的应用软件，实际上就是组态软件。

　　监控组态软件是面向监控与数据采集(supervisory control and data acquisition，SCADA)的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方法灵活，功能强大。组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预先设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I／0产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。

4  天星组态软件

　　天星组态软件是北京天星组态软件有限公司推出的一款优秀的SCADA软件。天星以Windows平台为基础，作为一个实时的人机界面实用程序的生成器，可以产生在管理级别上的监控和数据采集程序。在用户在面对不同的电站时，只需要利用绘图软件包组态绘制出该站的接线圈，输入该站内设备的参数就可以实现对电站的综台控制。这种高度可移植性的软件系统，不仅使软件操作起来简便易行，在线维护方便，而且可视化的图形界面使组态软件具备了良好的人机交互界面。

根据电力监控系统应具备的功能，天星组态软件可以实现以下功能：

      1．通信功能
      与RTU之间的通信，主要完成：
      上行通信：接收RTU采集的变电站实时运行信息，包括遥测量、遥信量、电度脉冲量、事件顺序记录等数据，接收RTU对各种控制命令的反馈信息等。
      下行通信：主控程序向RTU发送遥控、遥调、设置子站时钟、召唤子站时钟、设置时钟校正值命令、广播命令等各种控制命令。
      2．数据处理及记录功能
      对通信采集的原始数据进行加工处理，并进行各种累计和统计运算，得到变电站运行的监控信息。
      3．安全监视功能
      对于系统通过通信采集到的遥测量、遥信量、保护信息及开关变位的次数进行监视，当发生遥测量越限、遥信量状态异常、保护动作等能及时在本地发出报警并记录相应信息供运行人员分析处理。当发生异常时根据报警内容采用以下的报警方式：报警画面、文字提示信息、颜色显示、声光提示、打印。
      4．事件顺序记录和事故追忆
      事件顺序记录和事故追忆有利于对事故的分析和处理。变电站发生故障时，能够将上报的异常状态变化的时间事件顺序地存储，并能打印；
      5．控制与调节功能
      主要完成遥控和遥调功能，即完成对断路器和隔离开关操作，有载调压变压器分接头调节，电容器远方投切。
      6．接线图编辑设计功能
      通过编辑好的一次主接线图直观地显示生产状况。
      7．报表功能
      以表格的形式，记录、显示变电站主要运行设备的数据信息，可代替人工抄表填写变电站运行报表。主要的报表有：日运行报表、月运行报表、旬电量分析报表、电压质量统计报表、电容器投切运行记录报表、变电站安全综合月报表、主变压器报表和有载调压操作记录报表等。
      8．打印功能
      本系统提供多种打印功能，可将所关心的数据、图形、报表打印出来。可打印的内容：各种报表、各种告警信息、事故追忆、各种表格(操作记录，事件记录等)、设备参数历史数据。
      9．参数设置和维护功能
      主要完成包括系统运行的各项系统参数的设置。包括：所监视的遥测量、遥信量、电度量、越限参数、遥调参数、遥控参数等参数的维护：曲线、棒图、饼图和报表相关的参数的设置；通信涉及方面的诸多参数的设置等：接线图上各对象的属性(如颜色、大小、字体等)的设置等。
      10．安全管理功能
      为保证数据及操作等的安全，根据操作的内容和对象将系统的操作权限分级管理。

5   结语

　　天星组态软件具有通用性好、可靠性高、组态灵活等优点。随着计算机和通信技术飞速发展，电力远动系统提供的丰富的数据资源，为不断开发具有实际意义的管理模块，使系统更具专业化、智能化提供了无限可能。