綜合電力監控在江蘇潤揚大橋供配電系統中的應用

摘 要：本文主要闡述了潤揚大橋綜合電力監控系統的概況、運行原理以及通過綜合電力監控系統在大橋供配電系統中的運行、管理，從而達到減輕大橋維護人員的勞動強度，減少值班維護人員，降低運行維護成本的目的的情況。

關鍵詞：供配電；信息；傳輸

1 概況

潤揚大橋北起揚州汊河鎮，向南經起點主線收費站、瓜洲收費站、世業洲收費站、鎮江西收費站、鎮江南收費站、上黨收費站、上黨收費站，終點為鎮江丹徒互通，全長約35.034千米。由北接線、北引橋、北汊斜拉橋、世業洲引橋、南汊懸索橋、南引橋及南接線組成。沿線配備有：10kV變電站、6kV變電站、環網柜、道路照明、除濕機、主纜除濕系統、電梯、航空燈、航標燈、結構內部照明系統、塔內電梯等設備。這些設備數量多，分布于全程，人工操作起來很不方便且時間長。為提高大橋的運行、管理自動化水平以及為達到減輕大橋管理維護人員的勞動強度，減少值班維護人員數量，降低運行維護成本的目的，大橋設有綜合電力監控系統。

綜合電力監控系統對上述供配電設備實施集中監控、綜合自動化控制，實現了全線機電設備的無人值守，以提高大橋的運行、管理自動化水平，方便管理人員操作，節省人力，實現了降低成本的目的。

2 系統功能概述

由于大橋全程長、機電設備種類及數量繁多等特點，就系統組網的復雜性、設備運行的可靠性、系統架構的先進性等方面來看，對大橋機電設備集控系統都提出了很高的要求。

⑴電力監控系統是大橋供配電系統的重要組成部分，是為提高大橋電力管理水平和大橋的整體形象而設計，并對相應的回路進行控制。因此電力監控系統采用多種先進技術來保證系統切實可用。

⑵電力監控系統應滿足先進性、實用性、可靠性和經濟性的要求，在計算機監控網絡中采用光纖雙環自愈網技術、容錯技術，保證系統安全可靠運行。

⑶系統具有良好的通用性、擴展性、開放性和兼容性。

⑷人機界面友好，操作方便。

⑸機電設備集中監控，達到現場無人值班的目標。

3 系統結構

監控后臺系統采用了先進的C/S架構的網絡設計，系統設備包括：兩臺數據庫服務器、一臺WEB服務器，三臺機電集控工作站、一臺主纜除濕工作站、一臺視頻工作站、一臺景觀照明監控工作站、一臺GPS對時設備等。

兩臺機電集控工作站位于南岸橋區35kV變電站內， 一臺位于世業洲監控中心，所有數據通過光纖傳輸網絡傳送到監控工作站，數據實時更新，世業洲監控中心工作站與南岸橋區35kV變電站內工作站功能完全相同，只是權限不同。

平時世業洲監控中心的監控工作站只授權負責除10kV變電站以外機電設備的監控、管理工作，35kV變電站內監控工作站只授權負責10kV變電站監控、管理工作，并可對其他機電設備進行監視。但在需要時，通過授權兩個工作站都可獨立承擔全線機電設備的監控、管理工作。

景觀照明監控工作站安裝在世業洲監控中心，負責對全橋景觀照明系統的監控。

3.1 服務器

服務器設三臺，兩臺為數據庫服務器，一臺為WEB服務器。兩臺數據庫服務器互為熱備用，以Windows 2000 Server為操作系統平臺，運行商用數據庫管理系統。運用可靠、穩定的控制模型實現主備服務器的自動切換。采用先進的網絡通訊技術，實現雙網冗余運行模式下，從故障網快速、可靠、自動地切換到備用網。實時處理現場控制子網上傳的數據，轉發機電集控工作站的控制命令，分發事件告警信息，生成統計報表數據，保存歷史數據和事件順序記錄。WEB服務器通過網關連接Intranet和Internet網絡，提供WEB瀏覽服務，可以在任何有網絡接入的地方瀏覽大橋綜合電力監控系統監控畫面和報表等運行信息

3.2 工作站

以Windows 2000 Professional或Windows 2000 XP為操作系統平臺，提供美觀、友好、安全、方便的人機界面。實時動態顯示潮流數據；運用聲、光、色、動畫等多種手段實現告警提示；操作界面符合電力運行規程和操作習慣。提供各種數據的錄入和查詢功能。在線驗證操作員的操作權限及身份，并存儲操作的結果。管理員可以通過數據庫組態、圖形組態、報表組態等工具軟件，進行系統組態和配置工作。

3.3 可編程網關

具有強大的規約支持庫，支持現場控制子網和集控系統的互聯。支持工作站對現場保護測控層的監測、控制、定值修改等命令。以面向對象的實時數據庫為數據中心，采用RTLINUX實時多任務操作系統。與監控后臺系統采用統一組態工具。運用先進的軟總線技術和多線程技術，提高應用軟件的實時性、可擴展性和模塊化。

3.4 主纜除濕工作站

嵌入主纜除濕系統監控軟件，對主纜除濕系統進行監控。

潤揚大橋機電設備集控系統見圖1。

4 系統主要功能

4.1 數據庫系統

針對大橋機電集控系統實時性強、數據量大、數據訪問頻繁的特點，本系統使用了分布式實時關系型數據庫，以標準關系型數據庫為模型，數據以子站層次組織，對外部提供基于標準數據查詢語言SQL的數據庫檢索接口，對內部提供基于網絡和內存的兩種訪問方式。數據按照其特性進行分類，提供多種存取方法，以滿足實時性的要求。同時提供了保持分布式數據一致性的機制。

為了使系統中其它功能可以方便地引用數據庫中的數據，系統提供了方便的數據庫檢索界面。對數據庫檢索器的關鍵字統一可描述成（表名、站名、設備名、測點名），通過對信息檢索器的選擇，自動形成關鍵字，傳遞給各功能模塊。這樣一方面方便了用戶對數據庫的引用，同時也保證了用戶所引用數據的正確性和一致性。系統提供一個全圖形、交互式的數據庫人機界面，供用戶進行對數據庫的所有操作。

實時數據庫有后備，倘若當前實時數據庫一旦被破壞，能即時恢復運行。可以對歷史數據檢索、分析或用圖表顯示。歷史數據庫自動保存在硬盤上，在存儲空間滿時，由系統提示運行人員把歷史數據備份至光盤，或把系統設置為新數據覆蓋舊數據的循環模式運行，也可以在系統運行規程中指定專人負責按照數據量的大小一年或兩年（也可根據實際情況確定其它時間周期）一次的備份到可讀寫光盤上做為長期存檔。為了使電力監控系統軟件LSA2000系統具有開放性，讓維護人員參加系統功能的再開發，系統向維護人員提供了一系列的庫訪問接口，供調用。

4.2 圖形系統

該系統完成分層分平面的電力系統圖形的制作、維護和實時顯示。其功能為：通過對畫面的分層實現對上層信息的屏蔽，通過具有不同放大系數的不同顯示平面隱藏信息細節，通過對信息的分類使得用戶可以只觀察感興趣的信息，目的都是為了能夠清晰地進行觀察；提供豐富有力的手段制作自動化系統中所需的各類畫面；在線定義和使用符合國家標準的電力系統符號庫的功能，使制作畫面的過程更方便快捷；通過和系統實時數據庫的聯接，完成電網實時狀態的顯示和異常告警；實現畫面的平移（漫游）和變焦（縮放）顯示功能；提供多種畫面調用手段，方便定位所需觀察的信息；具有地理信息管理功能等。

4.3 事件報警處理

該系統根據數據處理的結果和用戶的要求，對系統中發生的特定變化進行提示和告警。其功能為：

⑴設定需要告警的信息的類別，如事故、變位、越限等；

⑵設定不同的告警優先等級，對同時發生的變化按優先等級順序提示；

⑶設定告警的方式，如閃光、語音、推畫面等；

⑷開關變位、重要保護動作時，閃光告警一直到值班員確認為止；

⑸對告警信息進行打印和分類保存；

⑹對告警信息可分類、分時段檢索和查詢。

⑺對數值越限檢查可定義一個死區，以避免不必要的擾動。

4.4 統計報表

該系統完成用戶工作中所需各種報表的制作、編輯和打印。其功能為：以全圖形方式完成各類報表的制作，提供豐富的手段完成所需編輯；通過和系統實時數據庫的聯接，可直接觀察所制作的表格的效果；在報表中提供曲線制作手段，增加了數據的表現形式；在線完成對報表打印效果的瀏覽和修正；考慮通道的質量及意外因素，系統提供報表編輯修改功能，打印時對數據進行復核，以保證報表的合格率；提供報表的定時和召喚打印機制；可制作日報、周報、旬報、月報、年報等各種報表形式；打印時不影響其它功能的正常使用。

4.5 安全機制管理系統

為保證實時系統安全穩定運行，整個系統有安全保護措施。所有的系統操作人員均被賦予諸如用戶名、口令等特性。這些特性規定了操作人員對系統的使用權限及操作范圍。操作人員只有輸入正確的信息，才能進入系統。進入系統后，不同的權限級別完成不同范圍的操作。從最低級的只可調出畫面，到最高的可以修改、訪問、維護及進行各項操作。對每個使用系統的人員都有口令控制，限定其操作權限和范圍，如在執行遙控或遙調操作時進行口令復核，以確保系統不受無關人員誤操作的破壞。具有操作日志，記錄用戶操作過程。

4.6 照明自動控制

為了提高自動化水平，道路照明在不同的季節，需要根據不同的設定時間，自動開啟和關閉多組照明線路，如果人為控制將會十分繁瑣，也會增加值班人員工作的疲勞程度。系統提供組態的方法，對半夜燈和全夜燈的工作時段進行定義，將不同的燈分類進行組合，實現半夜燈和全夜燈的自動控制。

5 結束語

通過綜合電力監控系統的應用，其強大的信息傳輸、遠程控制功能實現了對潤揚大橋全線10kV變電站等上述設備系統的綜合自動化控制。為大橋安全、可靠的運行提供了堅實的保障。

[參考文獻]

[1]現場總線與工業以太網及其應用系統設計.工業自動化新技術叢書，2006.

[2]譚文恕.變電站自動化系統的結構和傳輸規約.電網技術，1998.

作者簡介：笪盛（1981-），男，漢族，江蘇淮安人，現就職于江蘇潤揚大橋發展有限責任公司機電維護工區。