基于远程监控技术的电力调度探究

乔燕

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的智能化建设的发展也突飞猛进。信息化技术的发展和进步，给电力调度工作带来了许多新的机遇，以互联网技术为依托的电力调度数据局网承载着大量关键信息的交互任务，也使得电力调度工作呈现出系统集成、广域传输等特性，对于电力调度网络的运行安全提出了更高的要求。本文结合远程监控技术，对电力调度远程监控系统进行了设计，希望能够实现对于电力调度的有效管控，保障电力系统的运行安全。

关键词：基于远程监控技术;电力调度;探究

1总体架构

系统分为感知层、传输层和应用层，感知层以ZigBee传感器网络为主，可以实现对变电站主控机箱以及区域用电数据的采集;传输层包括了嵌入式网关和对应的TCP/IP通信模块，可以将感知层采集到的数据进行处理后，传输到服务器;应用层则包括服务器和客户端，采用C/S架构，可以为供电监管人员提供相应的数据访问与管理服务。在系统中，感知层硬件包括了变电站主控机箱、区域用电负荷传感器以及继电器组，节点全部采用基于ZigBee的无线网络，在保证可靠传输的同时，也可以降低功耗。传输层和应用层之间的通信是建立在TCP/IP通信协议上，通过传输层的嵌入式网关，可以实现对于终端网络数据的采集，然后经TCP完成与服务器的连接，并将采集到的数据信息传输到远程监控平台。在远程监控平台中，选择云服务器进行数据存储，搭建完善的数据库，然后通过C/S模型，为电力工作人员提供必要的数据支持，实现对电力调度的远程监控。

2智能网关的设置

1、Zigbee网路设置。由于考虑到感知层单个数据收集点数据流量并不大，所以感知层的网络拓扑结果采用能耗低，组建能力强的ZigBee网路模式。通过在ZigBee协调器中对Modbus主站的数据进行模拟和手机，完成了ZigBee网络收集数据和控制命令传递的有效性。2、变电站主控机箱的设置。变电站主变机箱的设置是必须的，主变机箱相当于现场数据收集、数据传输、指令传导的核心大脑。主变机箱的设立能够让电网的电力调动工作更具有灵活性、规范性、智能性。通过人工智能技术的实现，还能够代替部分员工进行电网指令下达。在主控机箱中，由于考虑到主控机箱需要对电力网络设备进行控制，所以在主控机箱系统中设有传感器模拟量输出模块、微型控制系统、串口通信系统、电源系统等等，以维持主变机箱的智能性。微处理器是主变机箱的核心大脑，通过微处理器能够实现开关量的输入以及模拟量的输入输出，对外可以通过USART端口实现与服务器的数据交流，对内可以通过ZigBee网络实现对电网设备的操控。3、模拟量输入模块。在电网控制设备中，网络中的电压往往都是10kV以上的，对于输入模块的0-3.3V的电压要求，不许通过开关量输入模块来保证模拟量输入模块的正常运转。如果电路中的电压超过了10V，很容易对模拟量输入模块造成不可逆的影响。为了考虑模拟量输入模块的安全性，拟采用多路选择开关，通过设立独立模拟器输入模块的方式来确保输入模块的安全。4、开关量输入模块。由于输电网络中，电压动辄就是10kV，甚至上百千伏，为了确保输入模块的正常工作，必须设立开关量输入模块来确保设备的正常运行。光电耦合器的使用能够很好地满足输入模块对电路的要求。开关输入模块还可以与服务器的主控系统进行连接，如果开关模块检测到电路开关的信号变化，能够自动按照设定程序进行耦合开闭，也能够通过主控系统的直接指令来对开关耦合器进行操作。5、嵌入式网关。通过嵌入式网关的使用，能够在网络中实现多线程化技术的应用，让网络的传输和处理能力更上一层楼。为了考虑到信息系统的稳定性与安全性，拟采用两条独立、互不干扰的通信线程。平时两条线程一起工作，能够加快数据传输和处理的效率，如果其中一条线路出现问题，另外一条也能够起到临时应急的作用。6、ZigBee协调器。ZigBee协调器的使用，能够让相关工作人员更好地对基层数据收集网络进行参数设定，通过从整体架构上考虑，通过定时器和事件的设定，能够实现自动化、智能化的管理。

3远程监控平台

远程监控平台主要由服务器、数据库和智能电网平台程序组成，其中服务器是远程监控平台的核心，是供电监管人员和设备的桥梁。

3.1数据库

数据库主要对现场采集到的起重机状态信息和环境信息进行存储和维护，并向客户端程序提供连接接口，以便于向客户提供数据查询和分析服务。由于SQLServer成本较低且数据库的可恢复性更好[16]，因此本系统选择SQLServer数据库。

3.2服务器

服务器软件主要负责嵌入式网关发送数据的接收和校验，当服务器接收到终端网络的数据并对数据进行加工处理后，一方面通过将数据存储至云端的SQLServer数据库，另一方面提供智能电网平台连接，向智能电網平台转发当前实时数据，与此同时时刻准备接受来自变电站的反馈信息，进而对嵌入式网关发送控制命令。为实现各区域变电站同时连接，服务器程序使用线程池和完成端口模型，该模型解决了并行线程过多导致系统效率降低的问题，能够充分利用Windows内核进行I/O调度，大大提升应用程序并发处理能力，通过通知队列将实时数据发送至各个客户端，即使很多所变电站同时连接也可保持服务器程序的稳定运行。

3.3智能电网平台

智能电网平台软件基于MFC单文档程序设计，为保证智能电网平台与服务器连接的可靠性，本系统采用TCP连接。本文智能电网平台软件既可接收由服务器发来的实时数据，也可连接云端的SQLServer数据库进行历史记录查询。同时，客户端软件也可向服务器发出对终端网络的控制信息，实现电力调度远程控制。

结语

文中通过构建了感知层、传输层和应用层三层架构，实现了嵌入式网关、服务器和客户端之间的信息交换。利用ZigBee[17-18]协调器模拟Modbus主站变电站传感器、继电器传感器和用电负载传感器，并通过嵌入式网关实现了与云服务器的TCP/IP通信。对整个系统中的传感器进行网络传输性能测试中，电压传感器的ZigBee网络传输达到5bps/Hz以上时，IR工作模式优于1bxNt模式;而对于功率传感器而言，只有ZigBee网络传输达到10bps/Hz以上时，IR工作模式才能优于1bxNt模式。模拟验证了协调器的ZigBee网络监控传输数据帧封装正确，且整个系统测试运行稳定。本研究设计的电力调度的远程控制对区域内的电力配给具有一定的参考和应用价值。

参考文献

[1]曹军威，万宇鑫，涂国煜，等.智能电网信息系统体系结构研究[J].计算机学报，2013，36（1）：143-167.

[2]宋亚奇，周国亮，朱永利.智能电网大数据处理技术现状与挑战[J].电网技术，2013（4）：927-935.

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