徐鵬飛

摘要：隨著各大公司的快速發(fā)展，對電能的需求量也越來越大，所以電力公司對供電系統(tǒng)的安全和可靠性的要求也越來越高，電力公司對原有的供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也更加的重視，在設(shè)計(jì)的時(shí)候既要控制成本，又要提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠。在此背景下，電力監(jiān)控技術(shù)在供配電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性也隨之提高。

關(guān)鍵詞：供配電設(shè)計(jì);電力監(jiān)控;應(yīng)用要點(diǎn)

前言

隨著科技的進(jìn)步，電力系統(tǒng)的生產(chǎn)力得到了極大的提升，電力供應(yīng)的質(zhì)量也隨之提升。但是，在這樣的情況下，發(fā)電和運(yùn)行費(fèi)用所占的比重也開始大幅上升。因此，提高發(fā)電效率、降低發(fā)電成本已經(jīng)是一個(gè)迫切需要解決的問題。因此，合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及對電能進(jìn)行有效監(jiān)控，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵，進(jìn)而本文對其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了探討，希望能對相關(guān)工作人員的工作提供幫助。

一、相關(guān)概述

（一）供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一是要求設(shè)計(jì)人員必須具有一定的專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并且必須嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)程，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性;二是在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對目標(biāo)單位進(jìn)行詳細(xì)的工程調(diào)查，充分了解電力項(xiàng)目的實(shí)際情況，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的可靠性原理，進(jìn)行定量的分析，最終達(dá)到最優(yōu)的方案。通過具體的設(shè)計(jì)流程，我們可以看到，供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對于整個(gè)電力工程的發(fā)展有著重大的意義，而將電力監(jiān)控納入到設(shè)計(jì)計(jì)劃中，可以更好的提升供配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定與安全。下圖為供配電系統(tǒng)簡介圖。

（二）電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本概述

電力監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)集成的系統(tǒng)，它可以收集各種運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)，并與供配電系統(tǒng)進(jìn)行信息的交換，從而使得供電系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定、安全運(yùn)行。隨著信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和智能化自動(dòng)化技術(shù)的融合，電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，不但可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可以完成故障報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)通信、身份認(rèn)證等多種功能，并與供配電系統(tǒng)相結(jié)合，使其具有更高的系統(tǒng)性能。通過對電網(wǎng)的監(jiān)測，可以迅速地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的各種安全隱患、故障，并對其進(jìn)行預(yù)警，通過檢修人員進(jìn)行檢查和維護(hù)，以減少電網(wǎng)的損耗;同時(shí)，該系統(tǒng)還可以有效地將供配電系統(tǒng)和相關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行有效的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)對供電系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)、信息、控制指令等的控制[1]。

（三）電力監(jiān)控系統(tǒng)的特性

由于電力監(jiān)控系統(tǒng)自身的高穩(wěn)定性，為供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有效的保障。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種嵌入式的，它可以對外部的信號進(jìn)行自動(dòng)屏蔽，從而保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全，且具有以下特性。一是穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。由于電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種嵌入式的，因此它具有很高的穩(wěn)定性。尤其是在模擬和壓縮的時(shí)候，它可以將監(jiān)測到的信息穩(wěn)定地傳輸出去，從而對外部的干擾信號進(jìn)行屏蔽。通過對監(jiān)控結(jié)果的分析可以看出，大多數(shù)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)都是由晶片構(gòu)成的，其頻率較高，可以有效地保護(hù)運(yùn)行信息。二是高保密性。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的整體運(yùn)營中，一般都要建立獨(dú)立的IP。在系統(tǒng)的運(yùn)行中，工作人員可以通過IP來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，從而防止系統(tǒng)的信息泄露，使電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)得到保密。

二、電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇要點(diǎn)

一是星型結(jié)構(gòu)。它是最早出現(xiàn)的一種連接形式，被廣泛地用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果的設(shè)計(jì)之中。在星型網(wǎng)絡(luò)中，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通訊都要通過一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行，這就要求中心節(jié)點(diǎn)要與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)相連通，這樣就會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的建造費(fèi)用，所以為了方便集中連線，星型網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)通常采用交換機(jī)。盡管集中式星型網(wǎng)絡(luò)具有易于控制、低延遲、低誤差等優(yōu)點(diǎn)，但是它需要確保高可靠、穩(wěn)定的核心系統(tǒng)，否則會(huì)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的影響。二是樹型結(jié)構(gòu)。這是一種分層集中控制的網(wǎng)絡(luò)，相對于上面所述的星型結(jié)構(gòu)，樹狀結(jié)構(gòu)的總通信線總長度要短，因此可以減少前期的投資，在分層的情況下增加了節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展，同時(shí)也為網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展提供了便利。三是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是由一條線路相連的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)與另外兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，這樣的話雖然造價(jià)昂貴，但可靠性卻是其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所不能比擬的。由于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)具有較多的可供設(shè)計(jì)的通路，因此可以避免碰撞和堵塞等問題，即使出現(xiàn)局部故障，也不會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

（二）數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)

對于供配電設(shè)計(jì)而言，電力監(jiān)控系統(tǒng)從電網(wǎng)中獲取的信息就顯得格外的關(guān)鍵，一切的監(jiān)控工作都要依靠這些信息來進(jìn)行，換句話說，這些數(shù)據(jù)是促使電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，一旦失去了這些數(shù)據(jù)，整個(gè)電網(wǎng)就會(huì)癱瘓，從而對供電設(shè)施產(chǎn)生影響。對有關(guān)設(shè)備進(jìn)行供配電環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與管理是其基本目標(biāo)，而對其進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了保證其完整、有效，必須對其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。由于接收到的數(shù)據(jù)都是仿真的，所以需要通過A/D變換把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，供監(jiān)視者使用。在此模塊中，除了A/D變換器以外，還要考慮多路開關(guān)、放大器和采樣保持器等元件的選擇[2]。

（三）網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì)思路

在基于電力監(jiān)控系統(tǒng)的供配電設(shè)計(jì)中，網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的，它不僅決定了電網(wǎng)的運(yùn)行效率，而且還會(huì)影響到電網(wǎng)的運(yùn)營費(fèi)用。因此，在網(wǎng)絡(luò)方案規(guī)劃中要確保其科學(xué)性和合理性。在具體的設(shè)計(jì)中，要把網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定性作為第一要素，并以此為依據(jù)，從效率和成本兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。一是整合線路。為了克服這種情況監(jiān)控設(shè)備的數(shù)量較多導(dǎo)致的控制難度問題，可以將現(xiàn)場的各部分設(shè)備合并成一條整體的總線，并將總線路與主計(jì)算機(jī)相連，通過網(wǎng)絡(luò)將各部分的數(shù)據(jù)傳送到主計(jì)算機(jī)上，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析，達(dá)到對設(shè)備進(jìn)行智能的控制。二是按規(guī)模大小進(jìn)行控制。在小型的電路系統(tǒng)中，可以采用分立的監(jiān)測主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備的集成;大型線路的供電和分配裝置比較多，采用單個(gè)的監(jiān)測主機(jī)難以完成整體的控制，因此可以在各個(gè)分站之間安裝一臺(tái)獨(dú)立的監(jiān)測主控臺(tái)，以監(jiān)測和實(shí)時(shí)地收集各分站的數(shù)據(jù)，并將收集到的信息傳送至各供電局，從而達(dá)到遙控供電和分配裝置的目的。

（四）人機(jī)交互的應(yīng)用

人機(jī)交互是電力監(jiān)控系統(tǒng)智能編程的一種有效擴(kuò)展，它可以建立一個(gè)更加方便、全面、清晰的操作界面，以供配電系統(tǒng)為中心，可以實(shí)時(shí)地反饋各種運(yùn)行情況，再加上智能控制可以隨時(shí)查看電力設(shè)備的運(yùn)行狀況，方便用戶的設(shè)計(jì)和管理;可視化接口的設(shè)計(jì)還可以使網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，既可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，又可以保證網(wǎng)絡(luò)的正常通信，可以直觀地反映目前的電網(wǎng)和電子設(shè)備的運(yùn)行狀況，縮短設(shè)備和用戶的距離，方便對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

（五）權(quán)限管理的應(yīng)用

加強(qiáng)權(quán)限管理能夠全面地保證供配電設(shè)計(jì)的信息安全，并改善它們的安全性和嚴(yán)密性。在具體的應(yīng)用中，可以設(shè)置供配電系統(tǒng)的多種運(yùn)行權(quán)限，對不同的電力系統(tǒng)進(jìn)行加密、保護(hù)，并能實(shí)行分級管理，各個(gè)運(yùn)行管理者都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序，防止信息泄漏。且在保證電力系統(tǒng)安全的前提下，設(shè)計(jì)者和一般用戶可以在不影響企業(yè)內(nèi)部信息的前提下，根據(jù)實(shí)際工作需求獲取相應(yīng)的信息。另外，這個(gè)監(jiān)視應(yīng)用也會(huì)建立一個(gè)系統(tǒng)的后臺(tái)工作程式。當(dāng)供配電網(wǎng)設(shè)計(jì)中發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)發(fā)出資料安全預(yù)警，以便員工可以利用后臺(tái)軟件直接訪問有關(guān)系統(tǒng)，并即時(shí)進(jìn)行供配電數(shù)據(jù)資料的調(diào)整與維修，以防數(shù)據(jù)資料被偷盜或意外遺失[3]。

三、結(jié)語

綜上所述，在供配電設(shè)計(jì)中，實(shí)施電力監(jiān)控系統(tǒng)是保證中國電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。為此，在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)充分落實(shí)對電力監(jiān)控，以促進(jìn)我國電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李國慶，胡杭華，陳鵬.供配電設(shè)計(jì)及電力監(jiān)控探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（10）：19-20.

[2]余慶林.供配電設(shè)計(jì)及電力監(jiān)控探討[J].低碳世界，2017（22）：92-93.

[3]麥群毅.供配電設(shè)計(jì)及電力監(jiān)控探討[J].數(shù)字化用戶，2018，24（28）：109.