張昊

【摘要】在地鐵供電系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，以確保電力調(diào)度員可以對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)有個(gè)全面了解和掌握，以便對(duì)其中存在的問題及時(shí)采取有效措施給予解決。本文將會(huì)對(duì)SCADA系統(tǒng)概念及作用進(jìn)行介紹，并重點(diǎn)探究在地鐵供電中SCADA系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】地鐵供電;SCADA系統(tǒng);技術(shù)

基于信息化時(shí)代背景下，SCADA系統(tǒng)開始在越來越多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，如電力、石油、化工、冶金等，其中在電力領(lǐng)域應(yīng)用相對(duì)比較廣泛，效果也最為明顯。地鐵供電系統(tǒng)主要涉及到動(dòng)力照明系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)，因此對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性提出了較高要求。而SCADA系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此來確保地鐵運(yùn)營的整體效率。

1.SCADA系統(tǒng)概述

SCADA系統(tǒng)即所謂的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其一般是以計(jì)算機(jī)為核心的電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)與分布式控制系統(tǒng)。在城市軌道交通中，SCADA系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)地鐵全線的區(qū)間接觸網(wǎng)、變電所等電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)給予分層、分布式的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，并對(duì)供電系統(tǒng)存在的報(bào)警事件和異常事故給予有效處理，以確保供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)借助SCADA系統(tǒng)還可以確保供電系統(tǒng)管理、調(diào)度和維修的自動(dòng)化水平，進(jìn)而有效提高供電質(zhì)量。

2.在地鐵供電中SCADA系統(tǒng)的作用

2.1提高電力調(diào)度工作效率

SCADA系統(tǒng)在地鐵開通前，一直處于調(diào)試階段，并通過人工電話調(diào)度的方式來完成停送電操作，從而導(dǎo)致工作效率偏低。如果停電時(shí)間大于90分鐘，對(duì)應(yīng)的送電時(shí)間也會(huì)大于90分鐘，這樣一來整個(gè)停送電時(shí)間將會(huì)大于3個(gè)小時(shí)，大大降低了停送電效率。而當(dāng)SCADA系統(tǒng)開始投入正常運(yùn)行后，可以借助系統(tǒng)的程控功能，來完成全線停送電操作，并能夠在30分鐘內(nèi)完成停送電操作，進(jìn)而有效提高電力調(diào)度工作效率。

2.2降低變電所需值班人員

當(dāng)未應(yīng)用SCADA系統(tǒng)前，一般需要委派專業(yè)人員進(jìn)行值班，且每個(gè)值班點(diǎn)一般需要結(jié)合實(shí)際情況來確定值班人員數(shù)量，但是有了SCADA系統(tǒng)后，可以實(shí)行無人值班，這樣既可以降低地鐵運(yùn)營人員數(shù)量，而且還可以大大節(jié)省人力成本，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3迅速切除故障元件，優(yōu)化用電管理

如果地鐵供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或無法正常運(yùn)行時(shí)，可以借助SCADA系統(tǒng)的遙控功能來實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行方式的快速切換，這樣既可以縮短供電中斷時(shí)間，而且還可以恢復(fù)正帶供電，進(jìn)而避免誘發(fā)地鐵列車大規(guī)模晚點(diǎn)。在用電管理優(yōu)化過程中，借助SCADA系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分段電量、最高最低負(fù)荷、負(fù)荷曲線、功率因數(shù)、時(shí)段電量比例、分時(shí)電壓等實(shí)際數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果做出相應(yīng)的優(yōu)化，進(jìn)而提高用電管理效率。

3.在地鐵供電中SCADA系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

3.1數(shù)據(jù)通信技術(shù)

從本質(zhì)上來講，數(shù)據(jù)通信技術(shù)即所謂的信息傳遞技術(shù)，其可以借助光波或電磁波來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息從一地向另一地的傳輸。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)信息的發(fā)送設(shè)備、傳輸報(bào)文、傳輸介質(zhì)、接收設(shè)備、通信協(xié)議等組成，且主要以計(jì)算機(jī)為中心，將在各處分布的數(shù)據(jù)終端通過數(shù)據(jù)傳輸信道連接在一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的效果。

3.2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在PC遠(yuǎn)程監(jiān)控基礎(chǔ)上發(fā)展而來的SCADA系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，其主要是由傳輸鏈路、終端設(shè)備、接入設(shè)備和交換設(shè)備等部分組成。為了確保網(wǎng)絡(luò)可靠、合理、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，通過上述硬件設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)相關(guān)信息的快速建立，進(jìn)而達(dá)到通信質(zhì)量一致、信息透明性和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性等要求?，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以根據(jù)傳輸介質(zhì)的差異分為電纜、光纜、導(dǎo)線通信網(wǎng)和短波、移動(dòng)、衛(wèi)星、微波通信網(wǎng)等;根據(jù)業(yè)務(wù)類型可以分為電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、多媒體通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng);按技術(shù)可以分為SDH通信系統(tǒng)、PDH通信系統(tǒng)、CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)、DWDM通信系統(tǒng)、幀中繼（FR） 網(wǎng)等。

3.3 I/O接口和數(shù)據(jù)采集

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，I/O接口技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其是實(shí)現(xiàn)CPU與其外圍設(shè)備連接和數(shù)據(jù)信息交換的主要通道。在SCADA系統(tǒng)中，I/0接口技術(shù)在系統(tǒng)上、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與下位機(jī)信息通信中得到廣泛應(yīng)用，I/O通道除了數(shù)模（D/A）、模數(shù)（A/D）、數(shù)字輸出（DO）、數(shù)字輸入（DI）等設(shè)備外，還有放大器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、采樣保持器等輔助部件，其既能夠與I/O設(shè)備結(jié)合形成獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，而且也能夠組成獨(dú)立的卡件，從而使I/0接口具備信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩沖、水?dāng)喙芾怼Ⅱ?qū)動(dòng)功能和隔離等功能。

3.4自動(dòng)控制技術(shù)

該技術(shù)主要是借助各類自動(dòng)控制裝置和儀表來實(shí)現(xiàn)對(duì)人類操作的有效取代，以確保機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程自動(dòng)地按照相關(guān)規(guī)律進(jìn)行，或使壓力、流量、溫度、電流、電壓、成分、轉(zhuǎn)速等參數(shù)處于規(guī)定的范圍內(nèi)。反饋則是借助檢測(cè)裝置來把系統(tǒng)的輸出返回至輸入端，并通過與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比來獲取偏差信號(hào)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制和反饋屬于比較關(guān)鍵的組成部分，其可以提高SCADA系統(tǒng)運(yùn)行效率。

4.結(jié)束語

綜上所述，SCADA系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控于一體，以實(shí)現(xiàn)對(duì)分散測(cè)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的有效監(jiān)控，對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中存在的問題及時(shí)采取有效措施給予解決，進(jìn)而提高地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行效率。

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