监控系统在电力行业中的应用

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谈电力监控系统（PSCADA）在地铁中的应用

作者：方浩 刘兆群

来源：《商情》2013年第39期

【摘要】电力监控系统的发展，促进了供电监控系统的发展进程，带动了地铁事业的繁荣。本文从电力监控系统入手，介绍了SCADA系统的一些基本情况，随后详细介绍了电力监控系统在地铁中的应用，最后对电力监控系统的应用前景进行了一系列展望。

【关键词】电力监控系统；SCADA系统；地铁应用；前景展望

信息技术的发展，带来了电力监控系统高速发展的新时代，从而推动了变电供电监管系统的发展。工业发展模式的不断扩大，也进一步推动了科学技术融入电力监控系统的进程。可以说，电力监控系统是随着计算机技术发展而逐步完善的一大变电控制子系统，它集各种先进的科学信息技术于一体，实现了对地铁运行的安全性和供电可靠性的监管和控制问题，在供电监控系统中发挥了巨大作用。本文将对电力监控系统的发展及其在地铁中的应用进行简单介绍。

一、CADA系统简述

SCADA系统是依赖计算机技术进行数据收集与系统监测和控制的自动化系统。该系统已经在许多产业领域，尤其是电力系统的管理中得到了普及应用。其中，电力监控系统，也就是PSCADA系统，以计算机、通信设施、监控单元为基础工具，为变配电系统的实时信息收集、开关情况检查及远程监控提供了现实平台，它可以和检查、监控设施构建成任意繁复的监管控制系统，在变配电监管控制中发挥了重要效用，有利于公司消除故障、减小运作投入，缩短生产时间，加快变配电运行过程中事故的应对速率。该系统具有收集数据完整、决策效率高、掌握信息准确、故障判断及时等优点，已经在地铁的供电监管中得到广泛运用，加快了电力系统的自动化管理进程的发展。

相较于国外先进的SCADA系统发展水平，我国的SCADA系统研究起步较晚，很多SCADA产品与仪器仍然处于进口阶段，在SCADA系统上的技术研究和理论水平都比不上发达国家。但是随着计算机技术和信息科学技术在我国的普及与广泛应用，我国在SCADA系统的研究与应用也逐步呈现出欣欣向荣的状态，并朝着集成化、综合化、自动化的方向发展。尤其随着电力监控系统在地铁供电监管综合系统中的应用，进一步推动了我国在SCADA系统的研究与技术完善。

无人机系统在电力行业中的应用

发表时间：2020-01-16T13:01:23.163Z 来源：《基层建设》2019年第28期 作者： 林声凯

[导读] 摘要：无人机技术由于效率高、成本低、风险低等优点，近年来得到了广泛的应用，尤其在电力监理中，已经成了智能巡检电力电路的主要手段。

国网福建省电力有限公司南平供电公司 福建南平 353000

摘要：无人机技术由于效率高、成本低、风险低等优点，近年来得到了广泛的应用，尤其在电力监理中，已经成了智能巡检电力电路的主要手段。其有效的实现了多角度、多方位的高空巡检和拍摄工作，为及时发现电路中存在的问题提供了准确的依据，有效的促进了我

国监理工作水平的提升。

关键词：无人机系统；电力行业；应用

1 无人机的分类

我国的无人机技术不断的发展，制造出的无人机种类也是越来越多，应用到不同的领域之中。无人机无人机形态各异、应用广泛，致使其在尺寸、无人机质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度、飞行任务等多方无人机面都存在较大差异。中国民用航空局在制定的《民

用无人驾无人机驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》中，从空机质量、校无人机正空速、升限高度三个方面对无人机进行了分类。

2 无人机特点

伴随着我国科学技术水平的不断提升，地理空间信息技术也获得无人机了非常快速的进展，第一，无须机场起降。无人机的起飞有滑跑、手抛、弹射等方式，一般地面平坦，视野开阔的场地即可实现起降，不需专用跑道，场地可灵活选择，受地面地形的限制较小。第

二，对天气条件不作较高要求。无人机能在云下飞行航摄，也能在超低空环境下飞行，这一点相较于一般的航空摄影与卫星光学遥感更具

优势，即便在云层较多的环境下也能实时获取到影像。第三，系统集成度较高。无人机系统中包含了飞行控制装置、数码相机传感器、全

球定位系统设备、通信系统与飞行平台、集成惯性导航装置等，随着诸多设备技术的高速发展，系统整体集成技术的成熟度愈来愈高。第

四，影像分辨率高、现势性强。无人机系统由于可以低空作业，能够获取地面分辨率高于5cm的影像，分辨率高，影像清晰。另外，无人机

电力科技　２０１３年第３４期Ｉ科技创新与应用　浅谈电力系统中综合自动化监控系统应用及发展　仝玮　高文　（晋城供电公司，山西晋城０４８０００）　摘要：自改革开放以来，在经济的带动下，我国的科学技术取得了较快的发展，企业在生产过程中的自动化程度不断的提高，　有效的促进了我国经济发展的速度。自动化技术也越来越成为我国现代企业生产中不可或缺的重要技术之一，成为推动我国工　业发展的重要动力。文章分析了电气自动化控制系统和综合自动化监控系统的应用，并进一步对综合自动化技术发展趋势进行　了具体的阐述。　关键词：电气自动化；监控方式；应用　前言　随着电网的不断建设，近年来变电站的数量也呈不断上升的趋　势，由于电网运行能力的提升，也对变电站的自动化水平提出了更　高的要求。目前各级变电站中都开始广泛应用微机自动化技术，此　技术集中于多项高新技术于一体，其不仅结构简单、灵活、同时具有　较高的可靠性，维护起来也很方便。综合自动化技术的应用，不仅使　变电站运行的安全性和稳定性有了保障，同时也将保证了电网供应　的电能更加优质，所以其受到广大电力企业的欢迎，用户因为用电　的可靠性有了保障，也对自动化技术较为关注。目前由于各变电站　自动化技术的应用，使其站内自动化水平得以不断提高，所以少人　和无人值守变电站越来越多，且已成为未来变电站发展的趋势。　１电气自动化控制系统　１．１集中监控方式　变电站电气眨白化控制系统中采用集中监控方式来进行，虽然　此种方法运行维护较为方便，但在系统老实巴交行时所有功能都要　集中于一个处理器来进行处理，这就使处理器的处理任务繁重，使　其处理速度不高。同时由于监控对象不断增加，从而使之与其配套　的电缆数量及投资都呈不断增加的趋势，对系统运行的可靠性也受　到了不同程度的影响。同时由于刀闸和闭路器都采用的硬接线方式　进行的，这种接线复杂，不利于查线，所以使其维护量增加，而且发　生误操作的可能性也加大。　１．２远程监控方式　远程监控方式是最早研发的自动化系统中的组成部分，其系统　中不涉及软件部分，主要通过模拟电路来进行数据收集和判断工　作，在远程远法进行控制和调解工作，由于各装置之是都处于独立　的状态，所以远程监控方式无法进行故障诊断，当系统中有故障发　生时，也无法进行报警，使电网运行的安全性有时无法保证。但些监　控方式不需要用多少电缆，对材料和安装费用都需要的较少，所以　成本较低，但由于其自身通讯速度较慢，所以对于小系统内的监控　较为适合，无法进行大范围内的自动化系统的构建。　１．３现场总线监控方式　现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔　可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种　监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的　隔离设备、端子柜、Ｉ／０卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安　装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多　投资和安装维护工作量，从而降低成本。　２综合自动化监控系统应用　２．１集中模式　集中模式也就是传统的硬接线方式，将强电信号转变为弱电信　号，采用空接点方式和４ｍＡ～２０ｍＡ标准直流信号，通过电缆硬接线　将电气模拟量和开关量信号一对一接至ＤＣＳ的Ｉ／Ｏ模件柜，进入　ＤＣＳ进行组态，实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接Ｉ／Ｏ　接入方式和远程Ｉ／Ｏ接人方式两种，前者是将电缆接至电子间集中　组屏，后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远　程Ｉ／Ｏ采集柜，然后通过通信方式与ＤＣＳ控制主机相连，两者具有　相同的实现技术，本质上没有区别。　２．２分层分布式模式　分层分布式模式从逻辑上将ＥＣＳ划分为三层，即站级监控层、　通信层和间隔层ｆ『甘］隔单元）。间隔层由终端保护测控单元组成，利用　面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计，将测控单元和保护　单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通　信管理机、光纤或电缆网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇　总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信　网络，对间隔层进行管理和交换信息。　间隔层测控终端就地安装，减少占用面积，各装置功能独立，组　态灵活，可靠性高。模拟量采用交流采样，节省二次电缆，降低了成　本，抗干扰能力增强，系统采集的数据精度大大提高。系统采集的数　据量提高，监控信息完整，能实现在远方对保护定值的修改及信号　复归，运行维护方便。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不　影响其他模块（部件）正常运行。设置独立的电气监控主站，便于分步　调试和投运，满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维　护和检修。　３综合自动化技术发展趋势　３．１保护、控制、测量一体化　在我国目前的自动化系统运行中，为了保持高效的运转，专业　的分工，根据现有的状况，还是采用站内监控的方式，这种模式相对　来说比较独立，对于发生的事故可以进行清晰的分析和处理。但是　随着技术的不断发展，为了简化工作程序，减少工作量，提高工作效　率，将保护、控制和测量结合到一起，将会具有更大的优势，对于自　动化发展来说也是一种趋势。因为这三个方面的信息采集都是来自　于现场的，保护程序主要是对事故的异常状态进行信息采集，但是　对于测量的范围要求较宽，测量精度低。控制和测量程序主要是对　运行的状态进行信息采集，测量范围叫窄，对于测量的精度要求较　高。　３．２国际标准的应用　电力自动化系统的快速发展，使其应用也越来越广泛，这就需　要有一个国际性的标准，从而使各厂家的设备能够存在着信息共享　和互操作性。在这种情况下，国际电工委员会制定了ＩＥＣ６１８５０国际　标准，自从此标准出台后，我国就开始着力于基于此标准下的电气　综合自动化系统产品的研发工作，从而使各厂家之间的产品充分的　实现信息的共享和互操作性，这已成为未来自动化系统的发展趋　势。　３＿３以太网技术的兴起　以太网的应用是基于电力综合自动化系统快速发展的基础上　实现的，由于发展速度的加快，所需要传输的数据越来越多，为了更　好的保证传输的实时性，所以以太网的出现，满足了传统数据量大、　速度快的需求。随着科学技术不断发展，以以太网为核心的现场总　线技术也将成为未来电气自动化系统的发展趋势。　当前在变电站综合自动化系统中，以太网和现场总线技术已得　到广泛的应用，同时在运行过程中积累了大量的经验，目前在变电　站中，智能电气设备也取得了较快的发展，相信在不久的将来，电气　系统将全面由网络来进行控制，从而实现真正的智能化。　４结束语　随着电力系统的快速发展，自动化技术的应用越来越深入，自　动化技术的应用，使一些传统的技术不断的被相互融合和渗透，从　而使其一些不相关的技术有效的结合起来，从而使电气自动化技术　得以不断的完善和发展，为电力系统自动化和智能化的实现奠定了　坚实的基础。　参考文献　『１］李都红，李雪刚，王劲松．浅谈变电站综合自动化技术的应用Ｉ　Ｊ１．电　气应用．２０１１．１０．　『２１张俊．电力系统中电气自动化技术的探索『Ｊ１．中国新技术新产品，　２０１１．０３．　『３】张飞，张建超，张天玉．变电站综合自动化系统的综述　电气工程　应用．２０１１．０１．　

行业应用与交流　ｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　自动化技术与应用》２０１１年第３０卷第７期　Ｇ　Ｐ　Ｒ　Ｓ在电力监控系统中的应用　张同良　，孙璐２　（１．航天科技集团１８所，北京１０００７６；２．北京航空航天大学，北京ｌ００１９１）　摘要：随符移动通　搜小＝的发展，Ｇｔ：　ＲＳ也被　川钏电Ｊ］，一ＩＶｃ　ｂ￣，系统中来。本文分忻］＇ＧＰＲＳ技术　川十电力　柠系统的优缺点，捉　｝Ｈ　ｒｆ１．　ＧＩ’ＲＳ埘ｆＵ力系统进行监控的　‘案。　关键词：ＧＰＲＳ；ｉＵ　监控系统　叶Ｊ　分炎１０Ｉ‘：　ＦＰ２７７．２　史献怀　码：Ｂ　文章编弓‘：１００３　７２４１（２０Ｉ１）０７　００８３　０３　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇ　ＰＲＳ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＺＨＡＮＧ　Ｔｏｎｇ－ｌｉａｎｇ　．ＳＵＮ　Ｌｕ　（１．ＮＯ．１８　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＣｈｉｎａＡｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７６　Ｃｈｉｎａ；　２．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９１　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｍｏｂｉｌｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＧＰＲＳ　ｉｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔａｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ　ａｉｍ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ＧＰＲＳ　ｉｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｇｉｖｅｓ　ａ　ｓｃｈｅｍｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＰＲＳ；ｐｏｗｅｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　１　引言　建立电力监控系统的目的就是通过对电力设备的　工作状态和工作参数进行监测，掌握设备和线路的运行　状态。要掌握设备和线路的运行状态，就需要对设备的　工作信息进行收集，同时将收集的信息传送到监控室进　行处理，这就需要对数据进行传输。当前，在进行数据　传输时使用最多的技术是总线技术，这种技术具有传输　稳定的优点，但是它要求铺设电缆、光缆等硬件设施，　成本较高。　随着电力监控系统技术的发展，越来越多的新技术　被引入进来，ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ，通　用分组无线业务）作为无线通讯的新技术由于具有很多　优点也被引人进来【１】。　２　Ｇ　Ｐ　ＲＳ技术简介　ＧＰＲＳ技术是在ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，全球移动通讯系统）技术的基础上发展　收稿日期：２　０１１—０　３—２１　起来的一种新的移动通信技术，通过为ＧＳＭ用户提供　分组形式的数据业务，在移动用户和数据网络之间提供　了高速的无线数据传输。ＧＰＲＳ采用与ＧＳＭ同样的无　线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳　频规则以及同样的ＴＤＭＡ帧结构【２］。　２．１与总线技术相比ＧＰＲＳ具有如下的优点　（１）　不需要进行通讯设施的铺设　不需要进行通讯设施建设的施工，免除了许多潜在　的隐患，减少了相应的建设成本。　（２）　避免了数据传输过程中的干扰　采用总线通讯技术进行数据传输时，不可避免的会　产生诸如信号衰减、强电场和强磁场的干扰等问题。而　ＧＰＲＳ技术就不存在上述问题，它将信号采集后直接发　送到服务器中，传输过程只有很小一段距离在强磁场和　强电场中进行。　（３）　ＧＰＲＳ可应用于特殊场合的电力监控　Ｇ　Ｐ　Ｒ　Ｓ可应用于分散性较大且很难进行物理通讯　线路的铺设，或即使铺设其成本将大大超过监控系统