【摘 要】變電站自動化自20世紀90年代以來一直是我國電力行業(yè)中的熱點之一，根據(jù)電網(wǎng)技術發(fā)展要求和市場經(jīng)濟的規(guī)律，變電站綜合自動化有著飛速的發(fā)展速度和廣闊的發(fā)展空間。特別是當前Internet技術日漸成熟和流行，應用快速以太網(wǎng)通信的OPC，Web技術在電網(wǎng)自動化方面得到了廣泛的應用。

【關鍵詞】綜合自動化；遠程監(jiān)控；變電站；OPC

基于Internet技術的和面向對象的分層通信、分散布置的變電站綜合自動化技術成為當今該領域的先進代表。

采用綜合自動化系統(tǒng)，可在遠方設立集控站，通過遠方遙控、遙信、遙測、遙調、遙視等五遙功能集中監(jiān)控若干個變電站，變電站現(xiàn)場實現(xiàn)無人值班，節(jié)約了大量的人力，實現(xiàn)了辦公自動化，提高了管理效率，為管理人員的決策提供了切實有力的依據(jù)。

站控層監(jiān)控主機對變電站進行動態(tài)全過程自動監(jiān)視調節(jié)，OPC技術作為監(jiān)控主機與上層應程序的通信接口，實現(xiàn)變電站運行設備和數(shù)據(jù)庫服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換。Web服務器和后臺實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了變電站運行信息的在線查詢和報表處理。在這里我們著重談一下OPC技術在變電站的應用。

變電站綜合自動化是在計算機技術和通信技術的基礎上發(fā)展起來的，是將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設計，利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現(xiàn)對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制、微機保護以及調度通信等綜合自動化功能，并改進了常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。變電站綜合自動化快速發(fā)展的原因有兩個：一是，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展對變電站保護和監(jiān)控的要求發(fā)生了很大的變化，而現(xiàn)有的常規(guī)保護和監(jiān)控系統(tǒng)漸漸不能滿足要求；二是，變電站現(xiàn)有的常規(guī)保護和監(jiān)控系統(tǒng)設計本身具有很多缺點和不足。建設一個遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)在線實時監(jiān)視電表等的各種運行參數(shù)、遠程操作電機房內設備和自動生成報表，對于變電站的安全高效運行、提高管理的信息化水平、增大系統(tǒng)綜合效益等具有重要意義。

1 OPC技術

OPC（OLE for process control）包括一整套接口、屬性和方法的標準集。OPC標準以微軟公司的OLE技術為基礎，它的制定是通過提供一套標準的OLE/COM接口完成的，它使得過程控制中自動化設備、現(xiàn)場系統(tǒng)之間具有更大的互操作性，可以靈活有效地在應用系統(tǒng)和過程控制設備之間讀寫數(shù)據(jù)，有效地解決了現(xiàn)場設備和通信協(xié)議的多樣性問。OPC接口的基礎是微軟的COM（組件對象模型）和DCOM（分布式組件對象模型）技術。COM是一種為了實現(xiàn)與編程語言無關的對象而制定的標準，這種標準可以使兩個應用程序通過對象化接口通訊，而不需要知道對方是如何創(chuàng)建的。COM規(guī)范擴展到可訪問本機以外的其它對象，一個應用程序所使用的對象可分布在 網(wǎng)絡上，COM的這個擴展被稱為DCOM（Distributed COM）。

2 系統(tǒng)架構

該系統(tǒng)采用一種面向對象的設計思想，按每個元件（如一條出線、一臺變壓器、一組電容器臺電機等，為對象，集測量、保護、控制為一體，分散安裝在開關柜或其他設備附近。這些現(xiàn)場單元部件可獨立完成遙測、遙信數(shù)據(jù)采集及處理、遙控命令的執(zhí)行以及繼電保護功能。變電站控制室內設置了站控層監(jiān)控主機，通過現(xiàn)場總線等網(wǎng)絡對各單元部件進行通信聯(lián)系。各單元部件負責采集現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)，并將運行數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場線傳送站控層監(jiān)控主機而對電機設備進行遠程操作。站控層監(jiān)控主機對變電站進行動態(tài)全過程自動監(jiān)控，并向上層應用提供運行數(shù)據(jù)。在站控層監(jiān)控主機和上層應用之間，建立OPC服務器，作為軟件與硬件以及不軟件系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信接口，以增強軟硬系統(tǒng)的兼容性和上層應用開發(fā)的靈活性。

3 系統(tǒng)設計及實現(xiàn)

3.1 站控層監(jiān)控主機工作站監(jiān)控主機根據(jù)現(xiàn)場工藝情況編輯應用程序，應能接收下級裝置（綜保等）上傳的所有狀態(tài)量、測量量、電度量、繼電保護工況和動作信息等，并對其進行分類、存儲、顯示、報警等。 通過站控層監(jiān)控主機的操作面可以在線監(jiān)視電機房內設備的運行狀態(tài)：（1）顯示動態(tài)模擬圖，在一次系統(tǒng)圖上或列表實時顯示V、I、P、COSΦ、諧波、各種遙信量（斷路器狀態(tài)，保護信號工況等）；（2）顯示動態(tài)負荷曲線、電壓及電流柱形圖，根據(jù)變壓器參數(shù)自動計算變壓器負荷率、效率等；（3）電量統(tǒng)計報表的顯示和打??；（4）對電壓、電流、功率等因數(shù)越限等工況實時發(fā)出報警信號；（5）量的分時管理，分時段對電量進行累計，按日峰、日谷、月高峰、月低谷進行統(tǒng)計等功能。操作員可通過監(jiān)控主機遠程操作電機房內設備：（1）以自動或手動方式控制電量輸出，實現(xiàn)小范圍內的電壓及流量的調整；（2）保護和信號的復歸；自動裝置的投、退和操作；（3）閉鎖故障元件，保證其它部分正常工作，具有失電保護、通電自檢、自復位至原運行狀態(tài)的能力；（4）設定電壓輸出，頻率變換等；（5）在系統(tǒng)本身高可靠性的前提下實現(xiàn)開關變位、保護及自動裝置動作切換、手備用變壓器的切換等。

3.2 OPC服務器利用站控層監(jiān)控主機上的工業(yè)組態(tài)軟件，建立OPC服務器，開發(fā)專用的數(shù)據(jù)轉儲程序，將變電站的運行過程實時數(shù)據(jù)通過OPC接口傳送到專用數(shù)據(jù)庫服務器中。

整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡分布式控制方式。設置OPC服務器，應用程序客端及操作平臺，通過OPC服務器提供統(tǒng)一的訪問、控制。OPC數(shù)據(jù)訪問提供數(shù)據(jù)源讀取和寫入特定數(shù)據(jù)的手段。OPC數(shù)據(jù)訪問對象是由分層結構構成。一個OPC服務器對象（OPC Server）具有一個作為子對象的OPC組集合對象（OPC Groups）；在這個OPC組集合對象里可以添加多個OPC組對象（OPC Group）；各個OPC組對象都具有一個作為子對象的OPC標簽集合對象（OPC Items）；在這個OPC標簽集合對象里可以添加多個OPC標簽對象（OPC Item）。OPC規(guī)范描述了OPC服務器需要實現(xiàn)的COM對象及其接口，它定義了定制接口和自動化接口。OPC服務器必須實現(xiàn)定制接口，也可有選擇地實現(xiàn)自動化接口。具編寫的OPC客戶端程序只能通過自動化接口訪問OPC服務器?？紤]到系統(tǒng)開發(fā)的便捷性，利用自動化接口作為OPC服務器和應用程序的接口。

4 結束語

計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，使得工業(yè)過程控制和生產(chǎn)管理的方式正在發(fā)生變化。和傳統(tǒng)的DDE技術相比，OPC技術的運用，使得變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間實現(xiàn)了開放的、無縫隙的連接。OPC技術憑借其充分的靈活性，通過標準化通信接口，使得多種供應商的產(chǎn)品能被組合、匹配， 即插即用在自動化應用中成為現(xiàn)實，它不僅提供了解決方案，還有提出了許多指導性的理念，為不同平臺系統(tǒng)之間的通信指明了方向。

【參考文獻】

[1]郭玉輝，王彥瑜.基于OPC技術離子源控制系統(tǒng)研究[J].微計算機信息，2006， 22（4-1）：112-113.

[2]潘愛民.COM原理與應用[M].北京：清華大學出版社，1999.

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