电能质量远程监控系统的设计与开发 |
| 2012-06-12 14:29 作者：侯秀梅 席立云 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑：GuiGu 【搜索试试】
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摘要：随着现代生产力的发展，电力的安全性和可靠性已成为生产过程中的重要环节，一些新型电力设备对电能质量的要求不断提高，电能质量已成为电力企业和用户所共同关心的课题，因此为满足国民经济的要求，切实提高电能质量，各种电源的监控系统应运而生。设计基于B/S+C/S结构的电源远程监控系统，该系统能通过电信专网监测电源的运行状态，并及时有效地响应设备故障。
关键词：电源系统；远程监控；B/S+C/S；通信协议
中图分类号：TM933.4文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）0410
【《硅谷》杂志2012年4月刊文】
0引言
电能质量是电力设备正常运行的基本保障，由于电力系统的运行有电能不能大量存储、电力系统的暂态过程非常短促等特点，因此对于电力系统的运行过程进行实时准确的监控就具有重要的意义。
电能质量监控系统主要分为本地监控系统和远程监控系统。由于电力系统分布面广，所以远程监控系统是电能质量监控系统的主要发展方向。
电能质量的远程监控系统是借助各种网络技术，例如各种局域网、广域网、互联网、无线网等技术，并结合现场控制技术，将电力现场的各种电力设备及各种仪表等联系起来，并通过成熟的通讯技术和计算机技术，实现远程设备的监控功能。而将WEB技术应用到时电能质量的远程监控系统当中，也是近年来远程监控的一大发展方向。
1电源远程监控系统整体分析
电能质量的指标主要有电压幅值、波形及不平衡程度、频率偏差、谐波含量等方面的内容；因此一个完整的电能质量监控系统要具有对各项电能质量指标有效监控和分析的功能。
整个电源监控系统主要由硬件及软件两大部分组成。硬件部分主要完成的是各种电能参数及状态量的收集工作：将各种传感器与电能采集模块和控制模块与电力系统的各个设备相连，收集的数据送入相应的单片机进行第一次信息处理（例如进行数据的数模转换等），处理完成的数据一方面送入相应的软件系统，进行进一步的监控和分析，另一方面，处理完的数据作为历史数据存入一个外存储器中，它的主要功能是作为参考信息，以便进行数据的对比。这些参考信息将与从硬件系统中传送来的实时数据进行对比分析，分析的结果生成相应的指令，用来指导下一阶段的系统运行。
系统的软件部分一共包含了六个模块，分别为设备运行状态管理模块、电源系统实时监测模块、电源系统的远程控制模块、电源系统的维护保养模块、安全管理模块、其他模块等等，具体功能如图1所示。
2基于B/S+C/S结构体系的分析
B/S和C/S是两种基本的数据处理体系结构，应用都非常广泛，C/S响应速度快，安全可靠性高，而B/S结构形灵活，应用范围广。目前，基于B/S或C/S的数据处理体系结构的系统应用在各行各业，例如大多数保密级别较高或运行速度要求高的系统均利用的是C/S结构，而地域分布广泛，对事件响应的速度要求有余地的系统大多数都是利用B/S，但是将两种结构融合在一起的，并且应用在电源系统的监控工作中的却是少之又少。
电力系统在我国来说，是分布范围最广的网络之一，而电力系统的运行状况又直接关系到国民经济的发展和百姓的日常生活，所以它的运行的安全性和稳定性是电力企业备加关注的问题。但是，由于电力网络的范围分布广的特点，导致了利用计算机系统进行控制的困难性：如果全部利用C/S构建网络，投资巨大而且运行维护困难；如果全部利用B/S结构，链结多，出错可能大，速度水平低；因此最好的方法是将两种结构有效地结合起来。
基于B/S+C/S结构体系的电源监控系统主要利用了两种结构互有优势的特点，将C/S安全性高和运行速度快和B/S灵活性强，可重用性高的基本特性来构建，其中一部分是主中心区，另一部分就是系统辅边区。主中心区利用C/S结构来实现，而辅边区利用B/S结构来实现。
所谓电力系统的主中心区，就是电力设备集中，运行安全级别比较高的地区，如电厂、变电站附近，在这些区域设立安全级别较高的中心机房，机房内利用高性能服务器来对关键设备的主要设备参数进行集中统一的管理，由于这一部分的数据处理功能要求及时、准确、动作速度，因此可以采取C/S结构来实现。
采用C/S结构来实现的监控部分设置安全级别较高的数据库，数据库管理系统可以根据实际情况采用SQLServer或ORACLE，数据库中主要存储的是硬件部分采集输送来的监控系统从各运行设备上采集来的温度、湿度、电流、电量、电压等状态参数，这些参数与数据库系统中存放的标准数据完成对比分析等功能。
采取C/S结构的电力系统部分的网络结构要采用局域网，因为具备局域网的快速反应能力，有利于及时准确的了解电力设备的运行状况，局域网采用高端通讯协议完成，避免了数据链路的拥堵和错误，同时，C/S结构中心机房的服务器的功能也是对速度和安全性影响度较大的因素之一，服务器配置要高，要具有双工备份及热冗余功能，这样就可以有效的避免数据的不一致性和冗余度，因此可以有效地提高管理效力。
在整个电力监控系统中，C/S结构的主监控结构承担着重要级别设备的监控任务，这些设备的安全运行对于整个系统的安全性具有至关重要的作用，因此C/S结构的主监控结构一般要设立专门的值守制度，以保证整个系统的可靠运行，而对于其它地区，可采用无人值守，远程控制的方式。
而对于分布比较分散的电力系统，也就是电力监控系统的辅边区，可以采用B/S结构来实现，这样可以有效地实现控制的灵活性和可操作性，数据库可采用分布式的，同时利用INTERNET网作为媒介，使操作人员随时随地方便的进行电源系统运行状况的分析和操作，极大的提高了操作的灵活程度。
3结语
采用B/S+C/S结构来实现对电源系统的集中管理，一方面可以实现对主电源区的集中管控，另一方面还可以对分散的电源区实现无人值守管理，同时采用该模式的系统还具有模块化强，接口透明的特点，具有很强的系统灵活性和可扩展性，对系统升级创造了良好的条件；因此B/S+C/S必将成为电力系统监控技术的一大发展方向。
参考文献：
[1]韩绍甫、杜树新，电能质量监测系统设计及实现[J].电力自动化设备，2006（04）.
[2]段成刚、欧阳森、宋政湘、陈德桂、王建华，新型在线实时电能质量监测设备的设计[J].电网技术，2004（02）.
[3]薛运、罗汉文，小型电源监控系统软件的设计和实现[J].计算机工程，2004（04）.
作者简介：
侯秀梅（1972-），女，汉族，河北万全人，张家口职业技术学院讲师，河北工业大学工程硕士，研究方向：电气技术。（注：本文版权归作者本人和硅谷杂志所有，禁止他人未经授权转载） |
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