面向智能變電站仿真技術(shù)的移動可視化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與研究

王 軍，張 英，黃永烈，扈常生，顧斯洋，崔 鵬

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司營口供電公司，遼寧 營口 115000）

0 引 言

智能電網(wǎng)通過計算機(jī)科學(xué)技術(shù)手段推動電網(wǎng)的智能化建設(shè)和發(fā)展。智能變電站在智能電網(wǎng)中負(fù)責(zé)能源轉(zhuǎn)換和控制，其高效穩(wěn)定的運行是智能電網(wǎng)安全運行的基礎(chǔ)。在智能變電站建設(shè)中，電力監(jiān)控系統(tǒng)是重要的組成部分。智能變電站通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提高變電站的管理能力，降低電力系統(tǒng)的運營成本，推動智能變電站實現(xiàn)智能化、高效化和節(jié)能化的目標(biāo)[1]。

1 智能變電站和智能移動可視化終端的特點分析

1.1 智能變電站特點分析

智能變電站由傳統(tǒng)的數(shù)字化變電站發(fā)展而來。智能變電站由智能化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備共同構(gòu)成，通信標(biāo)準(zhǔn)是IEC61830，是在變電站內(nèi)部實現(xiàn)智能化設(shè)備之間信息共享的現(xiàn)代化變電站。智能化變電站采用智能化監(jiān)控組件結(jié)構(gòu)，可以對一次設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，通過IEC61830協(xié)議實現(xiàn)對分布式系統(tǒng)的控制。智能化變電站信息交互具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通過IEC61830協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)變電站信息的交互和共享，進(jìn)一步實現(xiàn)了不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息的交換和共享。智能變電站通過先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)對一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，并對設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行分析。在智能變電站中，一次設(shè)備都安裝有智能監(jiān)控系統(tǒng)，且智能變電站的管理都采用自動化模式。智能變電站可以按照運行要求自動完成設(shè)備的操作，可以滿足區(qū)域監(jiān)控管理的需求[2]。

1.2 智能移動可視化終端特點分析

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能移動終端被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、電力和交通等領(lǐng)域，并采用傳感器遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行區(qū)域性實時監(jiān)控。智能移動終端與傳統(tǒng)的PC端比，體積小，靈活便攜，采用無線網(wǎng)絡(luò)的方式就可以接入互聯(lián)網(wǎng)，不受時間和空間限制，可以隨時進(jìn)行監(jiān)控管理。移動智能可視化監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，使智能變電站的仿真中心可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和移動仿真功能。移動可視化監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性強(qiáng)，可以為智能變電站仿真系統(tǒng)的運行提供重要的技術(shù)支持。

2 智能變電站仿真系統(tǒng)分析

智能變電站仿真系統(tǒng)可以分析智能變電站運行狀態(tài)，可以在不同條件下試驗和評估電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。根據(jù)智能變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)計智能變電站的仿真系統(tǒng)。具體地，智能變電站的仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三層，如圖1所示。

圖1 智能變電站仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在智能變電站仿真系統(tǒng)中，過程層是由一次仿真系統(tǒng)完成的。按照SV報文的格式通過以外網(wǎng)，與結(jié)構(gòu)中間隔層的二次設(shè)備進(jìn)行通信。間隔層主要由變壓器保護(hù)測控裝置組成。站控層有移動監(jiān)控系統(tǒng)和PC端監(jiān)控系統(tǒng)組成，并按照一定的MMS通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與間隔層中的設(shè)備進(jìn)行通信連接。

3 智能變電站移動可視化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究

3.1 系統(tǒng)需求分析

在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，對智能移動可視化監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計時，要實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控功能的開發(fā)，還要滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的需求，并且可以有效保存和管理仿真監(jiān)控數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計要根據(jù)智能變電站移動可視化監(jiān)控的實際需求，系統(tǒng)設(shè)計要具有安全性和可靠性，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全和訪問安全。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計要簡單，在保證基本功能需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計簡單的用戶操作界面，方便用戶使用。系統(tǒng)設(shè)計要采用信息化技術(shù)保證系統(tǒng)在一定生命周期內(nèi)具有可擴(kuò)展性，且需采用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能和技術(shù)服務(wù)等多方面需求，保證監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠運行[3]。

3.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計

系統(tǒng)總體架構(gòu)采用B/S模式進(jìn)行設(shè)計。服務(wù)器端主要作為業(yè)務(wù)功能的存儲中心，采用瀏覽器作為客戶端，操作十分簡單。根據(jù)智能變電站信息共享和可靠運行的實際需求，結(jié)合B/S模式對智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，并通過WEB服務(wù)器實現(xiàn)B/S的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示[4]。

圖2 智能變電站移動可視化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程監(jiān)控管理用戶通過WEB瀏覽器訪問服務(wù)器，通過JDBC數(shù)據(jù)庫訪問接口連接數(shù)據(jù)庫中心，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。移動終端客戶通過MMS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)獲得仿真中心的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)經(jīng)過相應(yīng)處理后通過相應(yīng)模塊發(fā)送到應(yīng)用服務(wù)器上，然后應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的查詢和實現(xiàn)遠(yuǎn)程共享。移動端監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合智能變電站的仿真技術(shù)，對系統(tǒng)功能進(jìn)行擴(kuò)展，提高了仿真中心監(jiān)控的效率，實現(xiàn)了智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的移動仿真。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)用來存儲用戶信息和仿真記錄信息等數(shù)據(jù)信息的設(shè)備，是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的核心設(shè)備。

系統(tǒng)的可視化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用可視化技術(shù)，實現(xiàn)了對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)信息的綜合顯示。智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要是對智能變電站的一次電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控功能[5]。

4 結(jié) 論

智能變電站的移動可視化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和研究，可以提高智能變電站仿真中心的監(jiān)控和管理能力，進(jìn)一步提升了智能變電站運行的管理水平。智能變電站移動監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對變電站的運行狀態(tài)進(jìn)行實時遠(yuǎn)程監(jiān)控，滿足了智能變電站監(jiān)控管理的基本需求。智能變電站移動可視化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和研究，在保證智能電網(wǎng)和智能變電器安全運行上具有重要的研究意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 樊 陳，倪益民，竇仁暉，等.智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)有關(guān)規(guī)范解讀[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，36（19）：1-5.

[2] 李孟超，王允平，李獻(xiàn)偉，等.智能變電站及技術(shù)特點分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（18）：59-62.

[3] 張 婷，呂曉平，石菊增，等.變電站監(jiān)控信息驗收規(guī)范化建設(shè)的探討與研究[J].電子測試，2017，（16）：.

[4] 金芬蘭，王 昊，范廣民，等.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的變電站集中監(jiān)控功能設(shè)計[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，（1）：241-247.

[5] 王 輝，王敬華，徐丙垠，等.基于B/S架構(gòu)的分布式電源并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，44（14）：160-165.