電力自動(dòng)化系統(tǒng)智能保護(hù)測(cè)控設(shè)備的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

劉洪

摘要：在當(dāng)今這個(gè)快速發(fā)展的電力大數(shù)據(jù)時(shí)代，電網(wǎng)企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理區(qū)域間發(fā)展不平衡，傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理方式數(shù)據(jù)可視化程度較低、分析深度和廣度不夠且分析結(jié)果不夠準(zhǔn)確等問(wèn)題日益突出。本文針對(duì)這些問(wèn)題提出了基于GIS技術(shù)的電網(wǎng)人資域運(yùn)營(yíng)管控平臺(tái)，將 GIS技術(shù)與電網(wǎng)人資域指標(biāo)監(jiān)控管理進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間可視化、空間分析、預(yù)警報(bào)警以及預(yù)測(cè)分析，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)人資域指標(biāo)數(shù)據(jù)的全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)控和資源的合理配置，有效降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，提升電網(wǎng)企業(yè)人力資源管理水平。

關(guān)鍵詞：電力;自動(dòng)化系統(tǒng);智能保護(hù);測(cè)控設(shè)備;設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

引言

現(xiàn)如今我國(guó)一方面在大力的支持電力生產(chǎn)側(cè)節(jié)能減排的環(huán)保作用，并且也是限制了一部分電力系統(tǒng)的電能輸出。另外一方面為了能夠滿足市場(chǎng)的電力需要，從而大量進(jìn)行電力生產(chǎn)項(xiàng)目的建設(shè)，這樣也為電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的困難。所以在整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，必須要對(duì)電力的需求和供電工給作出深入的調(diào)查分析，為電力工程的建設(shè)提供出相應(yīng)的參考，更好的保障電力工程建設(shè)得到電力系統(tǒng)的大力配合。

1電力監(jiān)控系統(tǒng)概述

電力監(jiān)控系統(tǒng)是用于監(jiān)視并控制電力生產(chǎn)與供應(yīng)過(guò)程的，以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具的一套固定化系統(tǒng)。在廣播電視行業(yè)中，電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要的作用。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的更新?lián)Q代及廣泛應(yīng)用，為了保證廣播電視節(jié)目的順利、安全播出，管理者已經(jīng)不再滿足于在固定的監(jiān)控中心監(jiān)控變配電現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行工況，開(kāi)始基于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)及智能設(shè)備，以及作為基礎(chǔ)支撐的通信及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等的運(yùn)行，對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程控制。該系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層以及系統(tǒng)管理層三部分構(gòu)成。其中現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層主要是對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制并將實(shí)時(shí)采集的導(dǎo)數(shù)據(jù)利用通訊傳輸層傳遞給系統(tǒng)管理層; 通訊網(wǎng)絡(luò)層則是以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的通信網(wǎng)絡(luò)，是電力監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的傳輸工作層，起到連接監(jiān)控層和管理層的作用; 系統(tǒng)管理層則是由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備構(gòu)成的。主要用于分析研究接受到的數(shù)據(jù)信息，并借助相應(yīng)的軟件判斷配電系統(tǒng)行為是否正確，如果發(fā)現(xiàn)失誤的地方，會(huì)及時(shí)進(jìn)行分析，制定出解決的辦法，并傳輸給監(jiān)控層及時(shí)解決問(wèn)題。

2電力客戶流量數(shù)據(jù)分布式采集和特征分析

數(shù)據(jù)的分布式采集和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)模型為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電力客戶流量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先采用多分布的傳感信息采集方法建立電力客戶流量數(shù)據(jù)檢測(cè)模型，結(jié)合大數(shù)據(jù)分布式挖掘和特征序列重組方法，進(jìn)行電力客戶流量數(shù)據(jù)分布式采集和數(shù)據(jù)信息采樣，對(duì)電力客戶流量數(shù)據(jù)分布式采集是采用無(wú)線 ZigBee 組網(wǎng)協(xié)議構(gòu)造，在互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系下進(jìn)行電力客戶流量數(shù)據(jù)的傳感器信息組網(wǎng)，構(gòu)建電力客戶流量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型，采用電流計(jì)和電壓計(jì)進(jìn)行電力客戶流量數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集的電力客戶流量數(shù)據(jù)通過(guò)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)和信息處理。根據(jù)上述分析，構(gòu)建電力客戶流量數(shù)據(jù)分布式采集和信息存儲(chǔ)[1]。

3設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

3.1做好電源工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)

一是為地方電源，比如企業(yè)自有的太陽(yáng)能電站等發(fā)電的設(shè)施; 二是統(tǒng)籌電源，主要是指參與到電網(wǎng)系統(tǒng)電力供應(yīng)的每一個(gè)發(fā)電廠。在不同的電源出力情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，對(duì)其電源工程進(jìn)行合理的規(guī)劃，確定出分區(qū)供電的實(shí)際方位，從而保證其當(dāng)?shù)氐碾娏┬杩梢缘玫狡胶狻ｋ娫垂こ淘谶x址的過(guò)程中需要對(duì)區(qū)域變電站的選擇引起重視，區(qū)域變電站需要盡可能的接近電力網(wǎng)絡(luò)中，所選擇的地勢(shì)要高，并且平坦方便交通運(yùn)輸，同時(shí)也要在一定程度上考慮對(duì)臨近設(shè)施帶來(lái)的影響。

3.2做好電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)分析

對(duì)于電力負(fù)荷預(yù)測(cè)而言，主要作為電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃的過(guò)程中，有效預(yù)防電力供應(yīng)不平衡的一個(gè)重要前提，只有弄清楚當(dāng)?shù)氐碾娏ω?fù)荷情況以及電力供應(yīng)的實(shí)際情況，才能夠使其電力系統(tǒng)的規(guī)劃有的放矢。電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)在應(yīng)用的過(guò)程中，通常情況下是采用大用戶調(diào)查的方法對(duì)十年之內(nèi)的電力需求和供應(yīng)作出科學(xué)合理的預(yù)測(cè)，對(duì)其影響電力工程負(fù)面的因素作出及時(shí)的排查，這樣可以可以對(duì)其電力系統(tǒng)進(jìn)行提前的規(guī)劃設(shè)計(jì)。此外還需要對(duì)電力系統(tǒng)的短期運(yùn)行情況，特別是夏季用電高峰期以及低谷的情況進(jìn)行合理的排查，對(duì)其電力進(jìn)行統(tǒng)籌的分配規(guī)劃，避免因?yàn)殡娋W(wǎng)電力的供應(yīng)波動(dòng)從而出現(xiàn)不穩(wěn)定方面的問(wèn)題。此外電量測(cè)量的方法能夠使用產(chǎn)量單耗的方法以及產(chǎn)值單耗的方法或者是用電水平的方法，這樣可以有效的計(jì)算出農(nóng)業(yè)區(qū)以及居民區(qū)和校區(qū)等用電的水平，但需要注意是，要對(duì)規(guī)劃單位的建筑面積負(fù)荷指標(biāo)引起足夠的重視，在進(jìn)行實(shí)際規(guī)劃的過(guò)程中，必須要對(duì)電力的負(fù)荷密度系數(shù)引起足夠的重視[2]。

3.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)本系統(tǒng)基于南方電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)中心平臺(tái)建設(shè)，數(shù)據(jù)來(lái)源于數(shù)據(jù)中心推送的人力資源管理系統(tǒng)報(bào)表數(shù)據(jù)項(xiàng)。系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的 MVC多層架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，View主要是對(duì)用戶界面的展示，包括首頁(yè)指標(biāo)數(shù)據(jù)可視化、結(jié)構(gòu)分析、趨勢(shì)分析和對(duì)標(biāo)分析等頁(yè)面;Controller控制器主要負(fù)責(zé)前后端的交互、業(yè)務(wù)流程的控制、響應(yīng)和分發(fā)前端發(fā)起的請(qǐng)求等;Model主要是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，處理業(yè)務(wù)邏輯，接收視圖請(qǐng)求數(shù)據(jù)并返回處理結(jié)果，系統(tǒng)框架如圖1所示。本系統(tǒng)在前端展現(xiàn)上采用B/S模式的瘦客戶端，使用Java語(yǔ)言編寫后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯層，使用業(yè)界主流 Oracle作為數(shù)據(jù)庫(kù)，令系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。

3.4數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)根據(jù)人資域運(yùn)營(yíng)管理中的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，以數(shù)據(jù)指標(biāo)為中心，按照業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)目標(biāo)進(jìn)行全面的分析和抽象，逐步向外擴(kuò)展，生成其他邏輯概念結(jié)構(gòu)，最終生成全網(wǎng)公司統(tǒng)一的人資域運(yùn)營(yíng)管控?cái)?shù)據(jù)模型，其中核心的指標(biāo)庫(kù)表如表1所示。該數(shù)據(jù)模型滿足了全公司人資運(yùn)營(yíng)管控業(yè)務(wù)需求及集約化管理要求，形成全公司統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公司人資域運(yùn) 營(yíng) 管 控 數(shù) 據(jù) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化、規(guī) 范 化 和 透 明共享[3]。

3.5配電系統(tǒng)智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件和硬件全部實(shí)現(xiàn)模塊化，且硬件全部實(shí)現(xiàn)智能化，在選擇時(shí)都采用了工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具有極高的可靠性。此外，整個(gè)系統(tǒng)的 ICU 與 RTU 全部是由 16 位微機(jī)所組成的，形成一個(gè)集散型的監(jiān)控系統(tǒng)。在廣播電視節(jié)目播出的過(guò)程中運(yùn)用這套系統(tǒng)監(jiān)控低壓配電系統(tǒng)，能快速而準(zhǔn)確地采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并迅速將采集到的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行?，然后借助模塊化的硬件系統(tǒng)控制各個(gè)子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，使其能夠獨(dú)立工作。此外，本系統(tǒng)在信息權(quán)限上也實(shí)施了分級(jí)操作，采用分層管理的方式，既滿足不同層級(jí)用戶的特殊信息需求，還能提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，避免在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，出現(xiàn)高層級(jí)關(guān)鍵信息被泄露的情況。而且，這樣分層級(jí)管理的模式，還能方面供配電工作人員利用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行后臺(tái)操作進(jìn)行信息的整改[4]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力系統(tǒng)的規(guī)劃主要是作為電力工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要內(nèi)容，并且已經(jīng)是受到了較多的關(guān)注，所以相關(guān)人員必須要結(jié)合具體的電源分布和電氣計(jì)算等因素，充分的結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新以及管理創(chuàng)新，進(jìn)一步保證其設(shè)計(jì)方案的安全性以及實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，在一定程度上促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)和電力行業(yè)的跨越式發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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