基于以太网技术的变电所监控系统设计

２变 电所监控系统总体设计
２ １以太 网技术概 述 ． 对 于 电 力系 统 的监 控 ， 往的 采 集方 式 以 都 是通 过高 速 数据 采集 卡 ， 所采 集 到 的数 将 据再 应 用于 计算 机 系统 ， 过 计算 机 专业 的 通 数据 统 计和 分析 软件 ， 实现 各部 门 之 间的 数 据共 享 与 监 控 ， 样 的 数据 采 集 监 控 方 式 ， 这 具 有 数 据 网络 通 信 不 及 时 、 据 监 控 难 度 数 大 、 享 困 难 等缺 陷 ， 重 限制 了 电力 系 统 共 严 数据 的 实时 网络 采集 、 输 、 传 监控 和 共享 。 因 此 ， 用新 的 数 据 采集 模 式 势 在 必 行 。 采 以 太 网 由于 具 有 网络 通 信 的 确 定 性 和 实 时 性 ， 工 业控 制 领 域 得 到 了广 泛 的 应 在 用 。 电所 运 营 数 据 的采 集 ， 满足 实时 采 变 要 集 、 速 网 络 传 输 ， 便 共 享 和 监 控 等 要 高 方 求 ， 采 用 以 太 网 技 术 构 建 高 速 数 据 采 集 而 监控系统 ， 然能够满足上述要 求 ， 此 ， 显 因 本论 文 提 出一 种 能够 实时 采 集 电力 系 统运 行 数 据 ， 通 过 计 算 机 网络 实 现 数 据 实 时 并 在 线监 控 的 系 统 。 ２ ２ 监控 系统 网络 层次 设计 ． 监 控 系统 的 组 网方 式 是 计 算 机 监 控 系 统设计 中的核心问题 ， 目前 我 国 已 运 行 或 正 在 实施 的 ５ ０ Ｖ或２ ０ Ｖ变 电所 ， 采 用 ０ｋ ０ｋ 所 的 多是 基于 现 场 总 线 或局 域 网开 发 的 开 放 式 全分 布 体 系 结 构 。 网络 结 构上 看 ， 以 从 可 归 结 为 两类 ， 两 层 设 备 结 构 （ 控 层 和 间 即 站 隔 层） 三 层设 备 结构 （ 控 层 、 置 层 和 间 和 站 前 隔 层） 。 由 于 三 层 设备 结构 人为 的导 致 了 系统 数 据 传 输 的 层 次 复 杂 性 ， 一 定 程 度 上 延 在 迟 了数 据 传 输 的 实 时 性 ， 因此 本 研 究 论 文 过 设计 组 态 程 序 可 以 实 现 对 数据 监 控 的 相 采 用 两 层设 备 结 构 构 件 监 控 网 络 层 次 。 应 动作 ， 超限报警 ， 如 故障 报 警 等 等 ； 在 而
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ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｖ ｔ ｎ Ｈ ｒ ｌ ｅ ｈ ｏ ｙ Ｉ ｏ ａ ｉ ｅａ ｏ ｎ ｏ所监 控 系 统设 计
夏 成 祥 （ 姜堰市供 电公司 江 苏姜堰 ２ ５ ０ ） ２ ５ ０
摘 要： 针对传 统的 电力系统 变电所 网络 监控 系统在数据 采集及 网络 通信传输方 面缺乏实时性 的弊端 ， 本论文设 计 了基于 以太 网技 术的 变电所监控 一络 系统 ， 出 了监控 网络 系统的完整层次 结构方案， 给 并在此基 础上重点探讨 了监控 网络 系统 的功能划分 ， 以及 以太一通信模 块 的设 计 。 对于进一 步提 高变电所 网络 通信及 实现无人 化管理 的 目标都 具有一 定借 鉴意义 。 关键词 ： 以太 网技术 变 电所 系统监控 中图分类号 ： Ｐ３ Ｔ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ４ ０ ８ （ ０ ０ （ ） ０ ０ － １ １ ７ — ９ Ｘ ２ １ ） ４ａ 一 １ ２ ０ Ｏ
１引言
近 年 来 ， 着 电 网复 杂 程 度 的 增加 ， 随 各 级 调 度 中心 需 要 获 得 更 多 的 信 息 ， 准 确 以 掌 握 电 网 及 变 电所 的运 行 状 态 ， 时 为 提 同 高 电 力 系 统 的 可 控 性 ， 求 更 多 地 采 用 远 要 方集 中控 制 、 作 、 事 故 装 置 ， 逐 步 采 操 反 并 用无 人 值 班管 理 模 式 ， 以提 高 劳 动 生 产率 ， 减 少 人 为 误 动 作 的 概 率 ， 高 运 行 的 可 靠 提 性 。 传 统 的普 通 监 控 装 置是 很 难 满 足 上 但 述 要 求 的 ， 是利 用 先 进 的 计 算 机技 术 、 于 通 信 技 术 ， 变 监控 系统 的 传 统模 式 和 方 法 ， 改 以 适 应 系 统 发 展 的 要 求 ， 是 变 电 所 监 控 这 技术发展的必然趋势。 本 论 文 主 要 对 基 于 以 太 网 技 术 的 变 电 所 监 控 系 统 进 行 设 计 ， 期 从 中找 到面 向 以 电 力 系统 及 变 电所 的有 效 的 实 时 监 控 网 络 的设 计 方 法 ， 和 广 大 同 行 分 享 。 并
为 了 实 现 采 用 以 太 网 卡通 信 的 设 备 能 够 将 数 据 信 息 接入 通 信 网络 传 输 到 电力 调 需 结构 简 单 ， 件 配 置 简 洁 ， 能 分 散 实 施 ， 度 系统 客 户 端 ， 要 为 以 太 网 卡设 计 通 信 硬 功 系统 开 放 性 、 展 性 好 ， 靠 性 高 ； 动 信 接 口 电路 。 于 简 化 电路 设 计 和 降 低 成 本 扩 可 远 出 息 实 现 直 采 直 送 ， 任 何 前 置 转 换 环 节 和 的 考 虑 ， 用 ＲＴ ８ １ ＡＳ 太 网通 信 接 口 无 选 Ｌ ０９ 以 “ 颈 ” 象 ， 证 了 站 控 层 设 备 及 调 主 站 芯 片 。 瓶 现 保 采 用 １ＢＡ Ｅ 布 线 标 准 通过 双 绞 线 ０ Ｓ －Ｔ 数 据 的 安 全性 、 致 性 ， 据 传 输 通 道 大 为 一 数 简化 。 进 行 以 太 网 通 讯 ， ＲＴＬ ０ ＡＳ 置 而 ８ Ｉ ９ 内 由于 以太 网采 用 Ｃ ＭＡ／ Ｄ 撞 侦听 Ｉ Ｂ Ｅ Ｔ收发 器 ， Ｓ Ｃ 碰 Ｏ ＡＳ － 所以 网络 接 口电路 比较 外 Ｔ Ｉ 检 测 原 理 ， 平 等 网 ， 能 设 置 优 先 级 。 简 单 ， 接 一 个 隔 离滤 波 器 ， Ｐ Ｎ 士为 接 是 不 当 Ｔ ＯＵＴ士为 发送 线 ， 隔 离后 分 别 经 系 统 规模 越 大 ， 络 上 节 点数 越 多 ， 网 网上 发 收 线 ， Ｐ －５ ： １ Ｘ ＴＸ土端 相 连 。 时钟 生 碰 撞 冲 突 越 多 数 据 丢 失 的 可 能 性 就 越 与ＲＪ ４ 接 １的 Ｒ ±、 大 。 别是 在 电力 系统 发生 故 障 ， 护 跳 闸 电路 通 过 Ｔ 、 ２ 一 个２ ＭＨｚ 特 保 １Ｔ 接 ０ 晶振 以 及 两 的情 况下 ， 上数 据 流 量 突 增 ， 网 会导 致 以 太 个 电 容 ， 实现 全 双 工通 讯 。 网效 率 下 降 ， 数据 丢失 ， 而影 响 以太 网传 从 输 的 实 时 性 ， 是 目前 人 们 对 单 层 网 两 层 ４结语 这 变 电站 无人 值班 对 提 高企 业 的 劳 动 生 设备的计算机监控 系统最为担心 的问题。 按 对 若采 用监控信 息与保护信息分 开组网 ， 经 产 率 ， 现 代 企 业 的要 求实 现 科 学 管理 ， 降 常 性 的 监 控 和 突 发性 的保 护 信 息 经 不 同 的 提 高 电 网 和 变 电站 的 安 全 运 行 水 平 ， 低 通 信 链 路 上 传 站 控 层 ， 有 效 降 低 了 网络 变 电 站 的建 设 成 本 都 有 直 接 的 经济 效 益 和 则 负 载 ， 升 了 网络 传输 的实 时 性 和 可 靠 性 。 社 会 效 益 ， 现 代 化 电 网 建 设 的 重 要 组 成 提 是 部 分 。 着 网 络技 术 的 发 展 及 变 电站 一 、 随 二 ３ 基于以太网技术的变电所监控系统的实现 次 设 备 的 不 断 完 善 ， 网 变 电 站 开 始 逐 步 电 推 行 无 人 值 班 模 式 ， 对 于 提 高 变 电所 的 这 ３ １监控 系统 功 能的划 分 ． ３ １ １ 据 采 集 层 ．．数 运 行效率及安全生 产都是大有裨益 的 ， 而 数 据 采 集 层 主 要 是 利 用 现 代 传 感 技 术 本 论 文 所 做 的 基 于 以太 网技 术 的 变 电所 监 和 采 集 技 术 ， 变 电 所 在 运 行 过 程 中 的 数 控 系统 的 设 计 ， 是 对 无人 化 电 力 变 电 所 对 只 据 实 现 在 线 实 时 采 集 ， 时 为 采 集 模 块 配 运 行 的 一 种 有 益 尝 试 ， 多 的 工 作 还 需 要 同 更 备 了 以 太 网 通 讯 模 块 ， 所 采 集 到 的数 据 依 靠 我 国广 大 电 力技 术 工 作人 员的 努 力 。 将 实 时 的 进 行 网络 传 输 ， 避免 了传 统 的数 据 采 集 监 控 方 法缺 乏 实 时 性 传 输 的 弊 端 。 参考文献 ３． ． １ ２数 据传 输 层 … 王常 立 ， 道 文 ． 散 控 制 系统 的 设计 １ 廖 集 该 层 主要 由网 络交 换 机 实现 ， 底 层所 将 与 应 用【 】北京 ： 华大 学 出版 社 ， Ｍ ． 清 ｌ ９９３． 采集 到 的数 据 进行 网络转 发 ， 用以 太 网实 利 ２ 变 时通 信的 优点 ， 实现数 据的 实时传 输 ， 为数据 ［】黄 川 就 ． 电所 综 合 自动 化 系 统 的应 用 监控提 供 了网络技 术 基础和保 障 。 通常 来说 ， ［． Ｊ 农村 电气 化 ，０ ４ （）２ ～２ ． ］ ２ ０ ， ：２ ３ ２ 采用以 太 网组 网一 般都采 用Ｔ Ｐ Ｉ 协议 ， 【】宋继 明 ， 仲 明 ．０ ｋ Ｃ ／Ｐ 因 ３ 余 ５０ Ｖ金华 变 电所 远动 此 这 里也 采 用ＴＣＰ Ｐ协 议作 为 网络 通信 协 ／Ｉ 系 统 的改 造 ［ ． 力 自动化 设 备 ， ０ ３ Ｊ 电 】 ２０ ， 议 ， 方面可 以实现 数据 的实 时传输 ， 一 另一 方 （ ）９ ０ １ ： ～ｉ ． 面还 可以实现数 据传输 网络与Ｉｔｒ ｅ公网的 ［】赵颜 佳 ． 论 变 电站 综 合 自动化 的 功 能 ｎｅｎ ｔ ４ ４ 试 无 缝集 成 ， 于数 据 在 网络 上的 传输 及 远程 对 要求 ． 技 创 新 导 报 ， ０ ８４ ��