供配电设计中电力监控系统的作用分析

黄浩

【摘 要】文章首先对电力监控系统的构成及功能进行概括性介绍，随后对电力监控系统在供配电设计中的应用进行分析，在此基础上对供配电设计中电力监控系统的作用进行论述。期望通过本文的研究能够对供配电设备运行稳定性的提升有所帮助。

【关键词】供配电设计；电力监控系统；稳定性

中图分类号： TM764 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）08-0259-002

1 电力监控系统的构成及功能概述

电力监控系统归属于智能化系统的范畴，其融合了多种先进的技术，如计算机技术、通信网络技术、监控技术等等。

1.1 系统构成

电力监控系统采用的是分层式结构，具体包括现场测控层、网络通讯层和系统管理层。

1.1.1 现场测控层

处于现场内的所有监控设备均为相互独立的状态，以分布式的方式与一次设备相对应，从而完成对一次设备运行过程的控制、保护、监测及通信。该层具备动态实时显示的功能，通过RS485与现场总线连接。

1.1.2 网络通讯层

该层的主要作用是为现场测控层与系统管理层之间的数据信息传递提供通道，由通讯设备及通讯线路组成。

1.1.3 系统管理层

该层中设有一台高性能的监控主机，运用先进的监控软件，可对系统进行全方位监管，借助以太网实现数据上传。

1.2 功能概况

电力监控系统具备诸多功能，具体如下：

1.2.1 用户管理功能

为保证系统运行的安全性和稳定性，对用户的操作权限进行了授权，所有可能影响系统运行安全性的操作均需要输入双口令密码，同时系统会对一些重要程度较高的操作进行记录。

1.2.2 网络通讯功能

系统采用的是分布式的網络架构，支持多种通信协议，系统本身自带网络自诊断功能，可以在线完成对网络通讯状态的诊断，当网络出现故障问题时，可自动显示故障点位，并发出报警信号。

1.2.3 远程控制功能

操作人员可以借助监控主机对受控对象进行远程控制，可对每次的操作过程进行记录，并自动生成表格。

1.2.4 管理功能

主要包括电能管理和报表管理，系统可为用户提供电能消耗统计和管理，同时还能对重要数据进行统计分析，并存储到数据库当中，为数据查询提供了便利。

1.2.5 扩展功能

系统具有强大的扩展能力，在不影响运行的前提下，可以灵活地进行功能扩展，避免了重复建设问题的发生。

2 电力监控系统在供配电设计中的应用

2.1 网络拓扑结构的选择要点

在供配电设计中，电力监控系统的网络拓扑结构选择是首要环节。目前较为常见的网络拓扑结构有以下几种类型：

2.1.1 星型结构

这是一种出现最早的连接方式，其在网络拓扑结构的设计中获得了广泛应用。在星型网络当中，任意节点的通信都需要经过中央节点控制，这就要求中央节点必须与网络中所有的节点进行连接，由此使得需要布设大量的线路，由此会导致网络建设成本增大，因此，为便于集中连线，在应用星型网络结构时，常以交换机作为中央节点。虽然集中式的星型网络结构具有便于控制、延迟小、误差低等特点，但却必须保证中心系统具有超高的可靠性和稳定性，一旦出现故障，将会影响到整个网络。

2.1.2 树型结构

这是一种分级的集中控制式网络，与上文中的星型结构相比，树型结构的通信线路总体长度较短，由此可以降低网络前期建设成本，在分级的前提下，为节点的扩充提供了条件，还有一个比较突出的优势是便于寻找路径。然而，这种网络拓扑结构也存在一些弊端，即除叶节点及与之相连的线路之外，其余节点或线路如果出现故障问题，都会对系统的稳定运行造成影响。

2.1.3 网状结构

这种网络拓扑结构中，所有的节点全都是通过传输线进行相互连接的，单个节点至少与其它两个节点之间进行连接，虽然其建设成本较高，但该结构却具有其它网络拓扑结构无法比拟的可靠性，对于可靠性要求较高的系统，可将之作为首选。在网状结构中，可设计的路径相对较多，由此避免了碰撞及阻塞的问题发生，即使局部发生故障问题，也不会对整个网络的运行造成影响。通过上述分析后，建议选用网状结构作为系统的网络拓扑结构。

2.2 网络方案的设计思路

在基于电力监控系统的供配电设计中，网络方案的设计是一个比较重要的环节，网络方案合理与否，直接关系到系统的运行效率，对于网络的运行成本也有一定影响。因此，必须保证网络方案设计的科学性、合理性。在具体设计的过程中，应当将网络的运行安全性及稳定性作为首要考虑的因素，以此为基础，从提高效率和降低成本的角度出发对网络进行设计。

2.2.1 整合线路

由于监控设备的数量较多，使得控制难度有所增大，为解决这一问题，可将现场监控层内的设备分线路进行整合，归入到统一的总线路当中，然后将总线路与监控主机连接到一起，由此可使监控系统分线路中的数据信息完整地传输至监控主机当中，这样便可以借助监控软件对数据进行处理和分析，从而实现对设备的智能化控制。

2.2.2 按规模大小进行控制

对于规模较小的电路系统，可通过数据线路及设备归总的方式，借助单独的监控主机对其进行控制；对于规模较大的电路系统，由于其中涵盖的供配电设备相对较多，很难利用单独的监控主机实现整体性控制，故此，可在每个变电站当中设置一个独立的监控主机，对变电站内的所有数据进行监控和实时采集，并将采集到的数据传给电力监控系统，据此实现对供配电设备的远程操控。

2.3 设置系统管理权限

对于供配电设备而言，其在正常运行的过程中，电力监控系统能够对其运行状态进行实时控制与监管。在此需要阐明的一点是，监管具有条件限制，并非所有人员都能对系统进行操控，只有获得相应管理权限的人员，才有权对系统进行操作。为此，可根据各个岗位的实际工作需求，对系统的管理权限进行划分。在具体划分的过程中，高等级的管理权限中，应当包含低等级的管理权限，而低等级的管理权限不得越权使用高等级的权限，由此可以确保管理权限划分的科学性及合理性，使工作能力强的人员可以拥有更多的权限，以便于管理工作的开展，确保电力监控系统的稳定运行。此外，在具备条件的前提下，可通过后台对电力监控系统进行设置，据此对各种常见的问题进行解决处理，为供配电设计人员查询和修改信息提供方便，如果发现异常数据，可及时查明原因并加以修正，为电力监控系统的稳定运行提供保障，系统的运维成本随之显著降低。

2.4 数据采集模块设计

对于供配电设计而言，电力监控系统采集到的数据尤为重要，所有的监控工作全部都是以数据作为支撑，换言之，数据是电力监控系统运行的基础，脱离数据，系统将无法正常运行，会对供配电设备造成一定的影响。对相关设备的供配电过程进行监测和管理是电力监控系统存在的根本目的，对相关数据的采集则是核心内容，为确保数据采集的完整性和高效性，需要对数据采集模块进行合理设计。由于外部采集到的信息均为模拟信号，因此，必须利用A/D转换器将之转换为数字信号，以便监控主机进行读取，在A/D转换器的选择上，可以选用性价比较高的12位A/D转换器。数据采集模块可对供配电设备的运行状况进行实时采集，在该模块的设計中，除A/D转换器之外，还应对多路开关、放大器、采样保持器等器件进行优选。

3 供配电设计中电力监控系统的作用

电力监控系统自身具备稳定性、灵活性、先进性、保密性的特点，将其应用到供配电设计中，可有效提高供配电设计质量，具体体现在以下方面：

3.1 实现供配电设计的信息高度共享

电力监控系统可快速、稳定传递监控信息数据，具备信息模拟、信息压缩、自动屏蔽外界干扰等功能，将其应用于供配电设计中，可保证供配电系统稳定运行，实现信息高度共享，为供配电设计提供可靠设计依据，帮助设计人员及时发现和解决供配电系统中的潜在隐患。

3.2 提升供配电系统智能化水平

电力监控系统以计算机技术为支撑，可兼容各种功能性的软件，并且还能够自动更新和升级应用软件，进而始终保持电力监控系统的先进性，使电力监控系统适用于不同环境的变化。在供配电设计中应用电力监控系统，可大幅度提升供配电系统的技术水平，逐步实现智能化运行目标。

3.3 实现供配电系统可视化设计

电力监控系统应用了先进的信息技术和高级算法，可实现对供配电数据的有效压缩，减轻供配电设计的工作量，为提升供配电设计画面质量提供技术支撑。当监控系统被应用于供配电系统中时，可对供配电数据进行压缩处理，并传输到显示设备上，便于供配电设计人员直观观察优质图像，了解供配电设计的相关情况，实现供配电系统设计的可视化。

3.4 保障供配电系统安全稳定运行

基于MPEG-4的电力监控系统，其本身占用资源量相对较小，可以预留出更多的空间用于信息运行，提高信息传输效率。同时，电力监控系统还具有良好的保密特性，可为供配电系统提供单一的通信渠道，消除信息外泄隐患，进而满足供配电设计有效性的需求，有助于保障供配电系统安全稳定运行。

4 结语

综上所述，电力监控系统具备诸多的功能，由此使其得到广泛应用。在供配电设计的过程中，设计人员可将电力监控系统的运行稳定性、安全性和可靠性作为设计目标。同时，设计人员还应对电力监控系统在供配电设计中的作用有一个全面地了解和认识，以此来确保设计的科学性与合理性。

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