电力监控系统(PSCADA)在地铁中的应用

电力监控系统(PSCADA)在地铁中的应用
[摘要]电力监控系统(PSCADA)是地铁中较实用的监控系统，其具有良好的应用前景。

本文主要围绕电力监控系统(PSCADA)的基本原理及其在地铁中如何具体实现这两个方面作分析说明。

【关键词】电力监控系统;PSCADA;地铁
1.前言
传统来讲，地铁和轻轨的自动化系统是由很多独立的系统实现的。

这些独立系统都是由控制中心独立具备各自的专业服务器、操作站、外用设备、不同结构的通信网格及各不相同的监控软件,通过整合来独立完成的。

车站的各种设备都是由监控网络和监控站各自监控的。

另外，各个子系统所需要的硬件和软件设备都各不相同，大多都跟设备供应商联系在一起，设备维护的种类越多，其工作量也相对的越大。

因此，综合监控系统(ISCS)是地铁中最实用的系统，它可以为地铁的信息的相互交互及资源互相共享提供更好的发展前景，这也能提升地铁的安全使用、可靠操作及快速响应。

随着当代信息技术的不断高速发展，地铁综合监控系统(ISCS)也将随之不断的发展、改进。

电力监控系统(PSCADA)的特点就是安全持续稳定运行，要根据实际应用基础上的特点来进一步推进其稳定的发展。

2.SCADA系统简述
所谓SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，在电力系统中被称为远动系统,是在系统设备的远程状态监视、远程控制的需求基础上发展起来的。

在地铁中的应用主要体现在其供电系统主变电所、牵引变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压设备、中压设备、直流设备、低压设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控，实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远方维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能,简单来说就是系统数据的采集和监视控制系统。

随着社会的进步，SCADA系统的应用领域越来越广，为现代发展各领域的数据采集和监视控制带来很多方便。

随着SCADA系统的普及推广，该系统的技术也越来越成熟，其中电力系统在应用该领域内的技术上取得了可喜的成绩，这也加速了SCADA系统在电力系统领域的推广速度。

在地铁综合监控系统(ISCS)中有一个很重要的子系统，它就是PSCADA(Power Supervisory Control And Data Acquisition)系统，目前，它已成为电力调度必不可少的工具之一。

PSCADA系统作为综合监控系统中非常重要的一个子系统，这与它自身的特点是分不开的。

总的来说，该子系统有快速收集信息，显示准确，运行状态及故障等都可以迅速判断及显示，为系统的运行提供了极大的便利。

它在提高电网运行的安全性、操作性、减少运行负担等各方面拥有不可忽视的特殊意义。

SCADA系统更早的运用于铁道电气化远动系统，铁路电气化能够安全可靠地用电，铁路运输调度管理技术的提升，很大部分取决于SCADA系统的运用。

SCADA系统运用在铁道电气化远动系统的时间较早，由于SCADA系统技术的成熟发展，这也使得远动系统在实际运行过程中用电的安全可靠，运输调度的合理科学。

总之，铁道电气化远动系统高效运行，SCADA系统功不可没。

3.电力监控系统(PSCADA)具体实现探讨
电力监控系统(PSCADA)作为总控系统的极为重要的子系统，它对地铁供电系统主变电所、牵降变电所、降压变电所等不同类别变电所内的高压66～110KV 设备、中压10～35KV设备、直流750V或直流1500V设备、低压400V设备、交直流电源屏、排流柜、轨道电位限制装置等对象进行监控，实现对各种设备的控制、信息采集、数据分析处理、远程维护、统计报表、事故报警、画面调阅、历史数据查询等功能。

通过采集、监视、控制等关键环节，以进一步保障系统能够正常的运行。

而电力监控系统(PSCADA)本身则受控于变电所的监控PC，同时也受控于工作站的工作人员，以保证该子系统的正常运行、维护。

电力监控系统(PSCADA）的实现，需要具备两个有实际意义的原则：
一是对中低压变电站实现自动化系统，真正实现全体自动化，不需要值班，在增加效率的同时，节约人力成本。

二是系统考虑构建成本。

建设高压变电站无论在技术上还是投资上，都是需要非常大的投入。

因此在建设之前，应该对项目进行充分的可行性分析，从技术、经济、系统兼容、运行可靠、日常管理等不同方面对项目评价。

电力监控系统(PSCADA)在目前的发展中运用较广泛，现在以具体案例在电力监控系统(PSCADA)运用的情况加以说明。

本地铁建设的过程中采用的电力监控系统(PSCADA)，是分层分布式。

下面笔者对该系统的具体情况进行详细的分析。

该自动化系统分为三级系统：
1）站级管理层主要是由控制、监控功能的信号盘或者控制单元，以及用于显示的显示器，操作的操作把手和用于管理、备份等的计算机组成。

2）间隔层所包含的设备主要有分散设置在供电一次设备的一些微机保护测控、集中组屏中的交直流保护及测控，还有各种信息收集、智能监控以及硬接点接入等。

3）网络通信层简单来说也就是所内通信网络、远程通信网络及接口。

其工作原理就是间隔层设备通过所内通信网络层或接口直接和站级管理层的数据进行对接交换；然后由站级管理层通过远程通信网络和接口与综合监控的电力系统进行连接通信。

为避免一损具损的情况发生，系统通常会采用分散控制或集中管理的结构来运行，就算系统网络的其中一段线路或控制系统出现问题，也只是这一段无法正常运行，不会对其他的系统或整个系统的运行造成致命的影响。

对于这种情况，通常会使用三级控制方式，在无异常发生的情况下运用远动控制，在设备维护的时候使用所内集中控制或设备本体来控制。

在安全控制运行方面，采用相互封闭式，即在开关柜上安装当地/远方选择开关，对于接触轨电动要隔离开关和负荷开关，则设置相应的合分闸开关。

网络层的作用非常重要，主要的功能是转换规则和转发数据。

实现规则转换及数据转发的设备有光电转换模块及多MODBUS 规约通讯。

前者主要用于C306通信控制器和35KV开关柜内间隔层智能设备之间，被安装于控制信号盘及开关柜智能设备侧；后者则多用于除上面之外的智能通讯设备。

因为网络层的重要性，综合监控系统在构建时，已经充分考虑到网络层的植入，预先准备了很多接口以满足扩展的要求。

间隔设备层主要是满足通过硬接点输出方式接入的现场设备，是最直接的使用层。

这些设备包括范围很广，例如供电设备、信息采集单元、负荷开关、隔离开关等。

4.SCADA系统前景展望
社会技术发展水平的逐步提高，加速了SCADA系统的技术成熟度，但同时，由于电力系统和系统也是随着人们观念及技术发展水平的提高而发生了改变，这也使得SCADA系统的技术应用需要更好的要求。

笔者认为，这主要体现在如下几个方面：
4.1SCADA系统的集成性
SCADA系统在发展过程中，表现的一个重要特点是系统的集成性。

现在的SCADA系统已经能够成功地实现与DTS及企业MIS平台的数据集成，在功能上实现计算机技术、网络技术、通讯技术、软件技术、控制技术、传媒技术为在机电装备系统上整合。

4.2变电所综合应用自动化
发展技术在不断更新完善，普通的控制保护屏已不能满足需要，现以RTU、微机保护装置为突破点，也可以适当的减少变电所的占地面积和设备投次，提升二次系统的安全可靠程度。

目前，我国已经将变电所的综合自动化纳入研究重点，推出相应的产品，为地铁电气化的发展奠定良好的基础。

4.3SCADA与新技术的融合
将这些新技术用来模拟电网的不同运行情况，由专家系统结合实际情况开发出相关的调度及决策方面的软件，在运行中发现其缺点，及时智能的识别、判断、提供、处理对节能有用的信息，实现智能化运行模式，实现从获得信息到得出所需要结果的全过程动态、闭环控制，进而推理出最合理的运行方式和处理故障的各种有效方法，使处理问题的速度大大加快。

可以合理、经济的为电网电力调度作出贡献，达到提升工作效率的目的。

系统智能化实现实时、在线、动态监控，减少人为因素的影响，提高系统的可靠性，降低对操作人员的技能要求，提高工作的质量和效率。

5.结束语
本系统自开通起以按平日16.5小时，法定节假日17.5小时提供服务。

在试运营期内就达到了工程预定的设计水平，完成了客运运输任务，运行图总现率100%，正点率在99.94%以上。

这些的成绩的取得与先进的综合监控系统密切相关。

随着现代社会工业济经和计算机技术的快速发展，地铁电力监控系统在运行中也出现了越来越多需要改进的问题，要随着社会发展的技术不断更新换代，使之更人性化，以满足更多用户的要求。

电力监控系统(PSCADA)集成于总监控系统，对系统的实用性、安全可靠性、及时发现错误、实时在线扩展和在线维护有了更突出的展现，这也符合现代技术发展的方向。

参考文献
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[2]张发明,王颖.北京地铁10号线综合监控系统简介[J].城市轨道交通研究,2007(01).。