摘要：電力監控系統是在現場總線控制技術的基礎上，運用計算機網絡通信等相關技術來對電廠生產實施監控的一套系統，該系統能夠使電力系統自動化水平得到有效提升。文章從電氣自動化系統網絡與通信、站控層設備、通信控制層、系統簡介等方面，對電力監控系統構成與其在電力生產中的應用進行了闡述。
關鍵詞：電力監控系統；電力生產；現場總線控制技術；電力系統；自動化 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）33-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.018
1 電氣自動化系統網絡與通信構成
1.1 站控層網絡
對于站控層網絡來講，其在使用過程中通常發揮著兩大作用：一是可以當作通信設備來使用，進而把站控層和控制層設備連接起來；二是可以使站控層當作每一個節點得以聯系，也使通信功能作用得以發揮。在系統內，出現兩個既互相冗余，卻又對數據處理發揮作用的服務器，說明服務器在正常運行時，不僅能夠通過以太網、站級通信規約等常見的一些途徑來實現數據處理工作，還能夠與裝置進行直接接觸，進而完成數據處理工作。此外，若是把數據庫與站控層連接在一起，便會使得服務器淪為兩個網格的網關，對于該網絡來說，使用的便是以速度為優勢的以太網。
1.2 間隔層網絡
通常，連接間隔層和通信控制層之間的網絡，便是間隔層網絡，現如今，該網絡在應用時，所應用到的網絡形式分為LON、CAN、以太網等。通常，測控網絡一般都會選擇LON網絡，對這種網絡進行應用時，所選的介質，屏蔽雙絞線占得較多。在傳輸通道相距不遠時，一般選擇使用五類線作為傳輸介質，反之，則選擇光纖作為傳輸介質。
1.3 DCS系統接口
因為電廠是將DCS當成主要生產控制系統，以至于在電力監控系統當中，DCS通信可采取兩種措施來進行：一是借助站控層轉發給工作站，然后再由工作站轉發到DCS網卡上，這種方式傳遞的數據，能夠容納DCS所需的大部分信息，其中通信方式可采取串口或者以太網兩種方式；二是將少量對響應速度有需求的信息，借助主控單元與DCS的DPU通信進行傳遞，其中通信方式一般采取串口方式，但是以太網也可以運用，并可實現數據雙向交換。
2 電氣自動化系統站控層設備構成
站控層是由電氣自動化系統當中的各個主站系統所構成，同時也是電氣自動化系統控制管理中心，在系統數據收集、數據處理、數據顯示、數據監視及最終的設備控制一系列環節中，發揮著至關重要的作用。站控層應用到的設備包含服務器、工作站等計算機硬件，同時還應用到數據采集與監控等各種專業軟件。
2.1 系統服務器
作為電力監控系統報警SOE等實時數據存儲與處理的設備，系統服務器在運行過程中，展現出高度靈活、高速、高效等優勢，其可以高效、高速完成數據的掃描與處理，且能夠將實時數據、重要信息向工程師站、維護人員、操作人員那里進行傳輸。系統服務器還兼備通信服務器的相關作用，利用站級網絡、通信控制層內的主控單元或者是其他相關設備，來完成數據交換的過程，進而使數據可以與網絡實施連接，完成數據向主站的傳遞任務，這一過程的實現也是系統對數據實施處理的關鍵性工作內容。
2.2 工程師站與操作員站
工程師站通常均是在高分辨率的畫質條件下，來實現編輯、操作及維護工作的開展過程。工程師站所給出的全套工具，不僅能夠編輯、創建圖像、數據與邏輯控制，還可以能通過軟件開發及維護，將數據文件在服務器中得以保存下來。同時，還有分散控制系統和運行人員圖形交互界面存在，用戶在使用時只需要通過對標準操作員站的訪問，便實現對組態畫面顯示、趨勢曲線等各項過程的控制。
2.3 轉發工作站
電力監控系統在運行時，還可以向DCS等第三方系統完成遙測、電量、計算量的轉發，同時還能夠與第三方運用不同規約完成對各類信息的實時交換，能夠借助串行口通道與網絡來實施，另外，系統還可實現多種模擬屏接口功能。
3 電力監控系統通信控制層與間隔層構成
3.1 通信控制層的構成
通信、控制為通信控制層所包含的兩大功能，其中通信功能是把間隔層當中的通信接口、通信規約等相關信息，轉變為站控層內統一的通信規約，并把較為重要的信息與DCS系統內的DPU信息實施互換，實施互換的信息，包含模擬量與開關量兩種信息方式。而對于控制功能來講，主要是將和廠用電存在關聯的控制邏輯，放置在同一層來實現，這時通信控制層會利用通信規約、綜合保護測控裝置、接口與各類設備來實現各個類型的規約，通過統一轉換格式和接口，對站級網絡運用統一系統規約的制定，這樣站控層網絡內系統所產生的數據，其格式均是統計的，進而使得站控層內所有主站軟件均可維持穩定。
3.2 間隔層的構成
一般來說，電力監控系統所采用的間隔層裝置，通常其構成包含了兩個保護測控裝置。對于廠家來說，其所制造的測控裝置，能夠在主控單元的配合下，在電力監控系統中得以集成。在這里，應用到的接口方式存在CAN、以太網等各類形式。另外，還可以利用廠商所給出的管理機，利用站控層當中的通信服務，把它在系統中做到有效接入。
4 電力監控系統方案簡介與應用
在電力監控系統方案當中，通常對于中間層通訊管理機來說，均是結合生產工藝來實施配置，另外，所用到的管理間隔層設備，也是結合生產工藝完成組網的。對于通信管理機來說，其能夠并列運行，同時有和DCS系統內DPU通信接口相對應的配置，進而能和DPU間完成信息和數據的交換，在通訊管理機當中，都存在冗余配置的與DCS系統中的DPU通信接口，只要任意的通信接口出現問題之后，便能夠完成無憂切換。對于主廠房中的汽輪機、鍋爐等工藝負荷通信管理機，也會根據電廠工藝流程的不同，來和DCS系統中的DPU按照1∶1比例進行冗余配置。低壓電源以及PC-MCC饋線內的通信管理機是根據段來完成冗余配置，而發變阻當中的測控通信管理機則是在單元組的基礎上來完成配置的。380V的公用系統通訊管理機是按照工藝流程的差異，與DCS內的DPU進行1∶1冗余配置。 通常，對于單機電力監控系統內的通訊管理機來說，其內設配置有6臺鍋爐、4臺汽機、9臺電氣、3臺500kV的測控部分、2臺冷空部分及1臺備用設備。而對于站控層后臺來說，其存在的配置包含2臺服務器、1臺操作員站、2臺網關服務器。在接線時，對于#1～#10通信管理機的管理機來說，其在運行時，所用到的接線方式為硬接線聯合通訊的方法，而對于#11～#21通信管理機所用到的接線方式，便是全通訊方法。在間隔層當中，從任何一個綜合保護裝置，到通信管理機柜的通用方式，都是借助LON網來連接到一起，同時就500kV升壓站通信管理機和空冷來講，依舊是采取光電轉換裝置，來把站控層當中的電氣通信管理機柜包換的交換機，來對光纜進行連接在一起，同時將500kV的站控層公用通信管理機柜與啟動/備用變壓器測控交換機來實施連接，繼而完成信息共享。對于機組測控柜來說，是借助硬接線或者是變送器，完成開關量與模擬量的直接送入，對于發電機、主變壓器等系統內的開關量、溫度等相關信息，需要做好采集工作，同時借助以太網把這些信息向#18通信管理機內完成傳輸。對于柴油機等相關設備來說，要求利用RS485接口，使其與網關柜#20、#21通訊管理機連接在一起。而站控層到通信管理機內，所運用的通信方式，便是借助以太網的方式，來使其連接得以實現。從管理機到DCS系統之間，所用到的數據傳輸方法，是借助RS485接口來進行傳輸；對于網關柜向DCS數據的傳輸過程，則是借助TCP/IP的方式來進行轉發。在此需要表明，因為電力監控系統存在的數據流較為龐大，同時對于電氣通信管理機柜與網關柜來說，均是利用兩個交換機來實施分屏安裝，在此情形下，存在任意情況，都可使得數據流量得到有效降低，進而防止因其中任意一個交換機數據量超出，而使通道出現堵塞、服務器出現死機或者系統響應時間太長的
情況。
此外，還需要弄清楚的是，系統對時，為GPS對時主機柜來對站控層服務器實施軟對時，然后再向每個主控單元、服務器與保護裝置實施下發。這樣的話，便可以使得GPS的對時系統有且只使用一種，從而能夠保持企業中出現的保護裝置、DCS系統、信息子站等各類與其相連接保護裝置動作時限的統一性，進而便于對故障展開分析。
5 結語
干擾對通信裝置會起到很大的影響，所以對于抗干擾來說，其關鍵在于完成各類干擾耦合途徑的切斷，進而避免干擾流入到通信裝置當中。因此，運行單位需根據我國電力調度中心所指定的相關文件及相關技術要求，來對接地系統做到檢查與完善，進而使得接地與連接較為可靠，使外部干擾的竄入問題得到有效解決，進而使通訊裝置得以穩定、可靠地運行下去。
電力監控系統應當運用先進的現場總線技術，來對電力系統中的網、廠及站實施控制，此類控制措施具有十分廣闊的應用空間及前景。同時，計算機技術與通信技術的快速發展，會使高參數、大容量的機組進一步增長，也會使得工作人員的素質得到不斷提升，更多的自動化控制系統及各系統的通信和聯網顯得日益重要起來。筆者認為，二次系統安全防護問題將是今后必須考慮和研究的方向之一。
參考文獻
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作者簡介：陳鵬（1983-），男，江西新余人，國網江西省電力公司贛西供電分公司技師，工程師，研究方向：變電運行及電網監控運行。
（責任編輯：蔣建華）
