國產(chǎn)組態(tài)軟件|支持信創(chuàng)國產(chǎn)化——電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

一.前言

　　隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠、變電站、電網(wǎng)調(diào)度等二次監(jiān)控領(lǐng)域利用組態(tài)軟件提高了監(jiān)控水平、整合擴(kuò)展監(jiān)控內(nèi)容。

　　根據(jù)電力生產(chǎn)的特點(diǎn)，自動(dòng)化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和監(jiān)控的可靠性有著很高的要求，所以采用的組態(tài)軟件需有很好的實(shí)時(shí)性與可靠性。

　　選用力控監(jiān)控組態(tài)軟件是依據(jù)上述要求做出的選擇。與力控一年多的合作也證明了國產(chǎn)監(jiān)控組態(tài)軟件在電力監(jiān)控領(lǐng)域是完全可以勝任的。

　　提高監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)、應(yīng)用效能和增強(qiáng)現(xiàn)場運(yùn)行的易用性，也是自動(dòng)化發(fā)展中需要考慮的重要因素。

二.電力監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　▲分布式監(jiān)控

　　▲分層分布式監(jiān)控

　　▲集中監(jiān)控

　　▲分散就地監(jiān)控

2.系統(tǒng)功能

　　▲數(shù)據(jù)采集：包括模擬量、狀態(tài)量、脈沖量、保護(hù)信息、統(tǒng)一時(shí)鐘等的采集。

　　▲數(shù)據(jù)處理：包括告警判斷、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、邏輯分析、事件記錄、事故追憶等。

　　▲畫面顯示：包括電氣接線、趨勢曲線、日常報(bào)表、各類報(bào)告、設(shè)備配置等。

　　▲控制操作：包括操作票機(jī)制、五防機(jī)制、操作方法等。

　　▲系統(tǒng)管理：包括運(yùn)行記錄、設(shè)備信息、管理信息等。

　　▲WEB發(fā)布功能：Internet/Intranet上的Web瀏覽及遠(yuǎn)程診斷功能。

　　▲在線修改維護(hù)功能。

　　▲數(shù)據(jù)接口：利用電力通用規(guī)約與其他應(yīng)用系統(tǒng)（包括向上一級自動(dòng)化系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

三.電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

　　今后電力監(jiān)控系統(tǒng)中將會(huì)包含更多的業(yè)務(wù)類型，電力信息化應(yīng)用、調(diào)度自動(dòng)化、電力市場應(yīng)用、安全穩(wěn)定監(jiān)控等多方面應(yīng)用也會(huì)進(jìn)一步得到擴(kuò)充加強(qiáng)。例如，充分利用高速網(wǎng)絡(luò)的通信手段后，監(jiān)控系統(tǒng)中采集的常規(guī)數(shù)據(jù)需要確保傳輸時(shí)延約≤500毫秒，部分命令數(shù)據(jù)只允許幾十毫秒的時(shí)延。

四.力控監(jiān)控組態(tài)軟件在“功角監(jiān)測系統(tǒng)”項(xiàng)目中的應(yīng)用

1．項(xiàng)目背景簡介

　　電力系統(tǒng)功角是反映系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要狀態(tài)量。實(shí)時(shí)測量功角，一方面調(diào)度員能實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)母線電壓和功角變化，及時(shí)發(fā)布調(diào)度令；另一方面，分析人員可以提取電網(wǎng)動(dòng)態(tài)參數(shù)，用于校核電網(wǎng)離線分析計(jì)算模型等。為此，我們研制了功角監(jiān)測裝置及相關(guān)系統(tǒng)。

2．項(xiàng)目實(shí)施方案

　　功角監(jiān)測系統(tǒng)的后臺(tái)管理機(jī)利用力控監(jiān)控組態(tài)軟件形成SPMS軟件平臺(tái)，歷史數(shù)據(jù)庫可分布在多臺(tái)后臺(tái)管理機(jī)上，采用以太網(wǎng)連接。設(shè)計(jì)單一后臺(tái)管理機(jī)可同時(shí)接收8個(gè)現(xiàn)場功角監(jiān)測裝置PMU的上傳數(shù)據(jù)，并對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步判斷、處理和分析。此外，SPMS軟件平臺(tái)具有網(wǎng)絡(luò)瀏覽、高級分析應(yīng)用數(shù)據(jù)接口等功能。

3．項(xiàng)目實(shí)施情況

　　前置機(jī)端分別安裝在河北省姜家營500kV變電站、韓城220kV變電站和徐莊220kV變電站，后臺(tái)管理機(jī)暫放置在研究院。通訊方式采用電力專用MODEM，通信波特率9600，數(shù)據(jù)包接收間隔100毫秒。研究員與華北電力集團(tuán)調(diào)度局通力合作，完成了高速網(wǎng)絡(luò)通信方式，并擴(kuò)展軟件平臺(tái)的功能。

系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)圖

4．力控監(jiān)控組態(tài)軟件的具體應(yīng)用

4.1 監(jiān)測內(nèi)容

　　本項(xiàng)目中需要采集各變電站或發(fā)電廠的母線電壓（1~2組/廠站）、頻率、流過主要線路或變壓器的潮流（8組/廠站）、以及各個(gè)現(xiàn)場的就地GPS時(shí)標(biāo)等。所有數(shù)據(jù)在組態(tài)環(huán)境中應(yīng)用“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫→數(shù)據(jù)庫組態(tài)”完成相應(yīng)量值的定義。其中根據(jù)監(jiān)測處理的需要，還自定義了多種點(diǎn)類型，應(yīng)用十分方便。

可自定義的數(shù)據(jù)庫點(diǎn)結(jié)構(gòu)

4.2 數(shù)據(jù)采集

　　數(shù)據(jù)采集間隔保持100毫秒，驅(qū)動(dòng)程序與數(shù)據(jù)庫處理程序的數(shù)據(jù)交互采用多線程自動(dòng)完成。通過多次RTDS數(shù)字模型試驗(yàn)，力控監(jiān)控組態(tài)軟件保證了在多站端同時(shí)通訊時(shí)的穩(wěn)定性和快速性。

　　編制“提取數(shù)據(jù)”功能，在由于某些原因未接收到站端數(shù)據(jù)時(shí)，通過通訊驅(qū)動(dòng)執(zhí)行取數(shù)命令，并由驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒀a(bǔ)充數(shù)據(jù)插入到歷史數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)時(shí)標(biāo)位置。

歷史數(shù)據(jù)提取

4.3 數(shù)據(jù)處理

　　在應(yīng)用程序初始化中，利用力控監(jiān)控組態(tài)軟件提供的間接變量對所有模擬量和狀態(tài)量作了再定義，這樣便于在數(shù)據(jù)計(jì)算應(yīng)用中替換數(shù)據(jù)或做循環(huán)等操作。

　　使用多條件判斷，如模擬量的幅值越限、狀態(tài)量的變位、計(jì)算出的功角差變化、通訊設(shè)備異常等，能夠應(yīng)用“報(bào)警記錄工具”或“數(shù)據(jù)表控件”以不同形式記錄故障、告警以及各種操作事件。

異常狀態(tài)處理

告警查詢

　　在“數(shù)據(jù)改變動(dòng)作”等動(dòng)作腳本應(yīng)用中，力控組態(tài)程序內(nèi)置的過程語句編輯了許多邏輯分析模塊，以簡單的方式實(shí)現(xiàn)了核心邏輯判斷。

4.4 畫面顯示

　　動(dòng)態(tài)畫面顯示是組態(tài)軟件的優(yōu)勢。

　　在軟件中繪制電氣接線圖、流程圖，使用“工具箱”并結(jié)合 “動(dòng)畫連接”功能，就可以在極短的時(shí)間里完成圖形繪制、顏色定義、數(shù)據(jù)輸出、動(dòng)畫效果、操作連接以及相應(yīng)的邏輯功能設(shè)定。

在編制的四個(gè)子窗口中，任意切換顯示多廠站模擬量的實(shí)時(shí)趨勢曲線、盤表信息、數(shù)據(jù)信息等；還編制了歷史趨勢曲線分析窗口，用以查詢分析數(shù)據(jù)的歷史狀態(tài)，并可以在同一趨勢曲線圖中繪制多條曲線以及數(shù)據(jù)的疊加曲線，從而以直觀的方式進(jìn)行分析工作。

　　利用“工具箱→子圖精靈→萬用報(bào)表”輕松地編制了日常負(fù)荷的定時(shí)報(bào)表；利用“歷史追憶控件”與“歷史趨勢曲線”相結(jié)合，可以在查看曲線的同時(shí)查詢到具有準(zhǔn)確現(xiàn)場時(shí)標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)。

　　通過力控監(jiān)控組態(tài)軟件提供的多種繪圖工具和控件編制了一個(gè)組合窗口，用以動(dòng)態(tài)設(shè)置定值、廠站線路名稱、測量基站、設(shè)備信息、使用權(quán)限、校對時(shí)鐘、管理信息等內(nèi)容。

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