电力设备远程监控分析论文

【摘要】：直流电源系统是保障电力系统正常运行的重要系统之一，其可靠性与安全性直接影响发电厂与变电站的运行安全。因此，提高直流电源系统运行的稳定性至关重要。本文主要针对变电站直流电源远程监控技术进行了分析研究。以下是小编精心整理的《电力设备远程监控分析论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

电力设备远程监控分析论文 篇1：

电网远程监控系统应用分析

摘 要:电作为人民生产、生活的主要能源之一,已经得到了普及,可以说人类时时刻刻都离不开电能的使用。对于电的运用,无论是在使用时间、使用工具、使用范围或是使用用户方面都呈现出高涨的趋势,从而也带来了电能质量问题,这些问题的产生给电力系统、电力设备、电能用户都带来了诸多的损害,因此必须加强对电网电能质量的有效监测,以保证整个电力资源的正常使用。文章介绍了一种基于Web视角的电网远程监控系统设计。首先对该系统进行总体规划、分析和设计。在此基础上由总到分的进入到各个子系统的设计,并进行详细的论述,希望能对相关电网远程监控系统设计人员提供借鉴,以促使整个电力行业的发展。

关键词:电网;远程监控系统;JSP;C/S;B/S

基于web的电网远程监控系统将以一个崭新面貌进入电网监控领域,可以多点进行数据采集、数据分析和数据显示。通过嵌入式技术与计算机网络技术的结合,可以对相关设备及数据进行远程监控,以符合电力工业控制网络的发展趋势。

1系统综述

通过对系统需求及相关数据资料的分析,该系统决定利用电网检测仪对电网电能质量进行在线监控。电网监测仪可对电网中的三相电压、三相电流等重要参数进行监测,并能存储这些参数。电网监测仪以三星S3C2410为主要处理器,并配有以太网接口,通过该接口可以连接到监控中心。上位机也配备了以太网卡,可直接接入企业内部网(intranet)和外部网(internet),它将把所获得的数据进行发布到客户端。用户可通过浏览器直接远程访问系统中的数据,相关管理人员可实行电网质量远程监控。文章的设计是用于电力系统中的电网远程监控。电网监测仪安装在电网的各个分布点,用于电网电能质量的长期监测,通过以太网接口将相应分布点的电能质量参数传送到监控中心。通过对电网质量现状及实际需求的分析,整个电网监测系统应具有以下功能。

①可对三相电压、三相电流信号进行实时测量,并及时计算电压、电流的有效值、电压电流三相不平衡、有功功率、无功功率等重要参数;②可记录相关重要事件、故障发生时及时准确的警;③对参数进行计算分析,并对这些信息进行有效的评价,为决策提供重要参考;④具有开关量输入输出能力,可以实现各种开关控制;⑤具有远程通信接口,服务于更高层的企业信息分析管理系统;⑥具有良好人机交互界面,便于对电网运行状况的了解提供帮助。

为了实现以上功能,要求该系统具有以下性能。

①能够高速运行,并且安全稳定、操作简单,便于维护和扩展;②为支持大计算和复杂算法,必须具备较强大的数字信号处理能力,要求能够准确快速处理相关数据;③系统功能覆盖了从底层任务执行到高层应用,需要具有充足的资源空间;④具备过程通信能力。

该电网过程监控系统一个显著的特点就是监控中心和浏览器的连接采用B/S结构,监控中心和电网监测仪的连接采用的C/S结构来实现整体网络的规划。B/S结构具有跨平台、成本低、可扩展性好等优点,这样便于客户端的用户访问,还为企业节约了成本,便于维护,结构图如图1所示。

通过采用嵌入式ARM处理器和Linux操作系统作为电网监测仪是最终解决方案,这样兼顾到了系统中的各种应用需求,同时与监控中心相连,可以图形化的实时显示数据。电网远程监控系统采用三层结构:电网监控层、监控中心和intranet层。

①电网监控层。电网监测仪连接到供电电网中,监视三相交流电网中所有的重要参数。电网监测仪能够不间断的获取供电电网中的相—零电压、相—相电压等参数,并可以将这些数据及时传送到监控中心。

②监控中心。监控中心通过以太网与电网监测仪连接,接收电网监测仪从电网获取各项参数。监控中心运行基于Windows的监控软件,并通过人机交互界面,将采集的参数以可视化的方式展示出来。通过监测画面的切换,进行在线数据查询、状态查询、数据查询、数据存储等操作。

③Intranet层。监控中心运行MYSQL数据库与Tomcat信息服务,可将采集的电网参数通过Web方式进行发布。上位机通过以太网接口接入企业内部网(intranet)。接入企业内部网的计算机不需另外安装软件,通过各种浏览器便可访问采集到的各项数据,实现电网远程监控。

2子系统详细分析

2.1 远程监控软件

实现基于web的远程监控系统的关键问题是解决web服务器与数据库服务器之间的连接,即web数据库访问技术。由于JSP的实现是跨平台的,而且功能强大,便于维护扩展,因此监控系统采用JSP方案实现监控中心Web服务器功能。

电网监测仪一方面负责采集电网电压和电流并传送给监控中心,另一方面接受监控中心的控制命令,并采取相应的动作:监控中心完成和电网监测仪的数据传输,WEB服务器则完成与电网监测仪、数据库服务器及客户端的交互,数据库用于存储历史数据:授权用户通过浏览器与监控中心Web服务器交互,从监控中心获取实时或历史数据或者通过监控中心传送控制命令(包括远程设置各个监测设备的运行参数、采集终端的运行数据、对该数据进行编辑、显示、存储、打印输出等)。

2.2监控中心

在本系统中,监控中心占有重要地位,对采集到的数据的处理主要在监控中心中进行。

2.2.1数据库功能描述

电网远程监控系统采用了以数据库为中心的多层网络体系,数据库在系统中发挥着重要的作用。数据库的结构既要能满足现实使用的需要,又要能满足将来发展的需要。因此数据库结构是整个系统的一个关键点。

在完成系统需求分析的基础上,数据库主要针对不同使用对象和应用目的,采用多级数据模型。由于Java技术具有良好的封装性,能够保证数据的安全,因而在数据库访问、修改、删除、添加等功能方面采用Java的组件技术JavaBeans。

2.2.2监控中心软件功能分析

电网监测仪和监控中心采用客户端/服务器分布式网络结构,远程监控主机(服务器)通过以太网连接电网监测仪(客户端),监控中心可以直接实现电网的远程监控。

电网监测仪将预处理后的数据通过网络传输到监控中心,三相电压、电流数据封装在一个数据包中发送。监控中心接收后进行处理,计算出其它电力参数。

监控中心运行的基于windows的监控软件的图形显示功能将采集的参数可视化的显示给用户。监控软件良好的人机接口界面,使电网监控人员可以在线分析供电质量,并可方便地使用鼠标及键盘对系统进行管理、控制、数据查询、状态查询、数据存储和控制管理等各种操作,以及方便的实现基于MySQL数据库的历史归档与对比分析的功能。监控程序的运行界面中可以看到某个电网监测仪采集到并上传到监控中心的三相电压和三相电流的瞬时值。

2.2.3主要模块功能分析

监控中心在功能上主要负责对电网的实时监控;负责维护设备运行参数的设定;监视系统网络的通讯安全。

①对线路等的选择监视。通过监控中心的主界面,可以选择监视各线路或站所,通过画面查看各个开关信息等。进一步可以查阅警告信息,在界面中,通过点击相应图标,可以方便地切换到另外的线路或站所。

②对监控设备的状态记录。在监控中心,可以将监控设备的状态及其变化信息详细的进行保存。系统能提供基于表格的查询和基于曲线的实时信息显示。同时,在进行数据整合分析后,系统提供了数据信息与其它信息系统的共享,为检修、规划、决策等提供确实的信息。

③系统网络通讯安全监控。整个电网是一个整体,必须保证各个部分的通讯连接,以监测每一个细节,防止由于通讯不通,而耽误对电网的维护,影响到整个电网的正常工作。

2.3Web服务器的功能模块说明

Web服务器的功能是,处理客户端与数据库的连接,并给客户端提供数据浏览和系统管理等功能。模块是采用与操作平台无关的JSP技术编写,在HTML页面中插入Java程序和JSP标记,HTML页面采用div+css的方式制作。电网监控系统随时监测电网的状态,并将异常变化情况记录下来,主要有以下模块。

①用户登录模块。有普通用户登录和管理员用户登录两个选项,都需要通过验证码的输入和权限密码用户输入即可进入各自的操作界面。普通用户是基础用户,可以进行图形、数据的浏览等操作。管理员用户所涉及的功能主要包括两个方面:一是及时信息显示,运行分析和系统工具等一级功能模块的权限分配;二是系统工具箱中代码管理。

②及时信息显示模块。把采集到的电网参数保存到数据库中,然后及时通过JSP在界面动态显示相关主要内容,其它内容根据用户浏览的提取显示在客户端界面。这样可以让相关人员及时的了解自己所需的信息。

③信息查询模块。通过这个模块,在客户端可以快速便捷得查询相关内容,并能快速的显示出来,主要包括系统日志信息显示,报警记录的查询,用电设备信息的查询。

3结 语

在系统投入运行后,对其运行稳定性、数据处理准确性、安全性及操作简洁性进行检测,主要以三相电压和三相电流进行检测。实验结果表明,通过以太网所传输的电压、电流采集数据能够准确及时的进入监控中心,并能快速、稳定的方便多用户浏览,能够有效的监控电网电能质量,保证了各个用户的正常用电。

参考文献:

[1]粟时平,刘桂英.现代电能质量检测技术[M].北京:中国电力出版社,2008.

[2] 汪志达.Java程序设计实训教程[M]. 北京:科学出版社,2009.

[3] 杨海燕.Linux操作系统教程[M].北京:清华大学出版社,2008.

作者：吴 斌

电力设备远程监控分析论文 篇2：

分析变电站直流电源远程监控技术

【摘要】：直流电源系统是保障电力系统正常运行的重要系统之一，其可靠性与安全性直接影响发电厂与变电站的运行安全。因此，提高直流电源系统运行的稳定性至关重要。本文主要针对变电站直流电源远程监控技术进行了分析研究。首先，本文给出了变电站直流电源总体设计原则，然后，针对直流电源远程监控系统的设计原则进行了分析讨论，从远程监控技术的实现对直流电源系统的要求与直流电源远程监控系统的功能方面针对直流电源远程监控系统进行了分析，最后，提出了实际的案例。

【关键词】：直流电源；远程监控；电力系统；变电站

0.引言

电力系统中，直流电源可以用于控制、保护、自动装置、各种直流设备用电等，电力操作电源也可称为直流电源系统，正常工作时，可以为变电站内断路器提供合闸直流电源，故障时，可以为继电保护及自动装置等提供直流电源。自流电源的正常与否直接影响电力系统是否可以安全运行，因此，如何加强针对直流电源系统的监控与故障分析能力，并采用相应的对策是目前电力系统需要解决的重要问题[1]。

1.变电站直流电源总体设计

（1）蓄电池。蓄电池可以作为传动、保护、控制及通信等装置的独立直流电源，通常可以用作移动电源中或作为后备电源使用。电力系统中，蓄电池是进行直流操作系统中不可或缺的组成部分，稳定、安全、可靠的操作电源是保障电力系统正常运行的关键。直流电源系统中，正常状态下，蓄电池处于浮充电状态，交流部分提供直流负荷，当交流失电的时候，蓄电池将会投入使用进行直流供电。针对蓄电池的维护十分重要，浮充电电压与电流需要随着蓄电池的状态变化而变化，在没有针对直流电源进行监控的状态下，直流电源按照人为设定进行运行，无法合理进行蓄电池的维护[2]。

（2）高频开关电源整流模块。传统的电源整流模块的监控系统不够完善，无法满足无人值班的变电站的要求。但是，高频开关电源模块具备稳压稳流、精度较高、体积很小、重量较轻、频率高、失真小等优点，可以被广泛应用于电力系统中。

（3）监控单元。电力系统的直流电源集中控制系统是由监控调度中心主站与安装在各个变电站内的直流电源系统上的电源监控单元构成。通过变电站的直流电源系统的监控单元可以对直流电源系统进行遥测、遥信、遥控及遥调等。维护人员可以监控直流电源系统的运行状态，如果发现异常，则可以获取相关信息，采用紧急操作。

（4）绝缘监察装置。变电站直流电源系统是不接地的系统，如果直流电源发生接地则会引起继电保护装置的拒动或者误动与直流电动机发生异常或者损坏。因此，直流操作电压应该配置绝缘继电器完成在线监测功能[3]。

（5）蓄电池测试仪。该设备可以针对蓄电池的不同状态进行检测，同时也可以针对蓄电池的电压、电流、温度与容量等进行实时检测，并可以显示检测信息。结合先进的科学技术，可以保证蓄电池不会发生过充电与过放电的现象。

（6）馈电单元。直流回路中，通常使用熔断器与自动空气断路器进行保护电器，同时监控单元采集断路器的状态信息。

2.直流电源远程监控系统的设计原则

2.1直流操作回路设计原则

变电站直流电源操作回路是严格遵守直流回路的设计规则进行设计的，其安全可靠性与电力系统是否可以安全运行息息相关，对其进行远程监控可以及时发现回路中的问题并降低其发生故障的概率。因此，以下原则应该注意：

（1）记录操作回路的动作过程，不因监控系统的引入而导致直流回路可靠性降低；

（2）记录动作过程时间；

（3）通过测量控制母线电压进行支路电流操作进而计算支路电阻以实现支路的监控；

（4）针对操作支路直流电阻的测量不能导致开关发生误动作。

2.2高频开关的电源模块

充电装置用来保证蓄电池进行可靠运行，目前，变电站多使用智能型高频开关充电装置。

2.3绝缘监控装置的整体设计

整个装置的原理图如图1所示，所有传感器输出都接在由单片机组成的主机上以实现实时监控回路传感器输出的目的，如果直流电源系统发生绝缘水平下降或者接地故障的时候，则对各路传感器进行巡查，计算各个参数，诊断故障的情况。

2.4蓄电池容量的选择

为了保证故障放电初期与末期蓄电池可以保持一定的电压水平，可以承受冲击负荷，需要考虑蓄电池容量的裕度。通常，针对蓄电池容量的计算方法有电压控制法及阶梯负荷法。220KV变电站中，直流电源的额定电压为220V，选择两组蓄电池，一般容量为150-200AH。

3.直流电源远程监控系统

3.1远程监控技术的实现对直流电源系统的要求

实现变电站综合自动化管理是电力系统自动化的一个重要研究领域。该变电站的运行状态可以通过本站的微机运动终端装置进行处理后，送到电力主管部门的计算机系统，通过监视器与显示屏对信息进行显示，进而实现监控。变电站实现针对直流电源进行远程监控技术需要具备如下要求：

（1）可靠性。直流电源持续供电，不能受到电力系统运行方式的影响，需要具备独立性，同时应该具备功能冗余，可以在一定程度上客服部分电力系统的故障。

（2）稳定性。直流电源系统应该可以提供稳定与高质量兼顾的直流输出。

（3）智能化。直流电源系统应该可以实现针对微机监控异常与故障的自诊断。

（4）远程监控功能。为了实现远程监控技术，必须实现直流电源系统与上位机及远程控制系统的通信功能。

3.2直流电源远程监控系统的功能

变电站直流电源远程监控技术需要实现以下功能：

（1）数据采集。可以实现变电站直流系统各个运行参数的采集情况。这些参数主要包含直流电源系统的交流输入电压与控制母线的直流电源，蓄电池组的浮充电压与浮充电流，整流电源模块与蓄电池组的工作稳定等。可以实现变电站直流系统各个设备参数的上次功能。

（2）参数设置。可以实现针对蓄电池浮充电压、放电电压限制的设置等。

（3）监控与调节功能。可以连续监视各个变电站蓄电池组的充放电过程，进而判断蓄电池的容量，结合实际情况，自动控制蓄电池的充放气过程。

（4）事故报警与记录。可以针对变电站直流系统短路、过电压、欠压与模块过温与各个运行参数超过整定限制的条件下，进行报警信息上传，同时做出事故记录。

（5）绝缘保护。可以针对直流电源系统进行绝缘监控，实施保护等。

（6）人机接口。在变电站进行无人值班的工作模式条件下，远方控制中心应该具备功能完善与友好的人机交互接口。其中，人机交互的主要内容有：数据显示、记录查询、数据输入、人工操作控制等。

4.实际案例

结合上文的思路，ZHBT-01蓄电池组智能监控技术已经被研制出来，并可以投入运行，该系统具备运行效果良好，降低维护工作量的优点。贵阳市某供电局已经在3个220KV变电站与3个110KV变电站安装了此装置，并实现了针对该变电站进行实时监控，实现了“四遥”的功能。

5.结束语

针对目前变电站直流电源远程监控技术的发展要求，针对变电站直流电源系统进行了工作原理、功能需求与系统组成的分析讨论，重点给出了直流电源远程监控系统的设计原则，从直流操作回路设计原则、高频开关的电源模块与绝缘监控装置的整体设计进行了详细的阐述。结合实际情况，设计了直流电源远程监控系统，给出了远程监控技术的实现对直流电源系统的要求，并提出了各个功能模块需要具备的特点。最后，给出了相关的变电站直流电源远程监控系统。

【参考文献】

[1] 吴建忠.直流电源系统监控装置的研制[J]. 电子工程师，2012：10-12.

[2] 陈巩.电力工程直流电源可靠性研究[J].电力设备，2012：8-10.

[3] 刘成印，严仰光.高频开关电源系统可靠性指标MTBF的计算方法[J].电工技术杂志，2012：20-23.

作者：袁啟锋　毛余　唐文泽

电力设备远程监控分析论文 篇3：

110kv电力系统远程监控研究

摘 要：随着市场经济的不断发展以及观念的更新，110kV电力系统需要采取新的技术、管理模式来满足通信技术发展的需要。本文以电力系统的远程监控的运用为出发点，就当前110kV电力子系统中存在的问题，提出相应的技术改造处理，以期为提高电力系统远程维护设备的质量和保证其稳定运行提供参考的价值。

关键词：110kV电力系统 远程监控 改造技术

1 电力系统的远程监控系统应用

随着社会市场经济的不断发展，信息技术的不断进步，自动化技术等科学技术的突破和创新，远程监控系统在当今的供电系统中得到了广泛的应用。该系统主要以通信技术的应用为主，依靠远程驱动装置，对供电系统调控中心的电力设备进行调控和监管。监控的主要内容是供电站内各种设备的运行情况，再通过信息的传输，确保调控中可以完成对供电站内电力设备的实时调控和研究分析。文章主要对110kV电力系统的引用进行研究分析，其中主要包括压下几个部分：从电力系统和通信技术之间的联系出发。电力系统进行通信需要配备众多品类复杂的接口和各种不同的转接方式，并可以满足每位用电用户的需求。再将电力系统与通信技术进行有机结合，将需要进行传输的数据分类：计算机信息、电力负荷和继电保护信息以及远动信号等，信息量不大的同时要保证运输质量和效率。再次。由于通信技术在电力系统中的应用较为广泛，因此需要针对电力系统易变的需求进行不断的更新和调整，确保可以灵活应对，可以及时应对各种运输事故。最后需要分析现阶段电力系统中不同的通信技术的应用，电力系统一方面运用到电力线的载波技术，也对大宽频、大容量以及优较高的抗电磁干扰能力、低消耗的光纤通信有所应用。光纤传输技术的出现为供电系统的持续稳定运行发挥了重要的作用。

2 传统电力系统中存在的问题

传统电力远程监控系统中存在的问题主要体现在以下几个方面。

2.1 设备实时数据共享的问题

传统电力系统监控系统如果被多个应用程序共享就需要开发新的驱动程序，而开发多个新的驱动程序又需要花费其开发的时间，导致难以实现实时数据的共享。

2.2 系统的稳定性不足

传统电力远程监控系统一般都有多个应用对设备同时访问，而这些应用访问设备又需要通过不同的驱动程序。由于各个应用对设备的访问时为经过合理协调，对设备的访问就无法进行有效控制，易导致系统的崩溃甚至硬件的损坏。

2.3 硬件与软件互相依赖

假设一个系统由M种软件，N个硬件设备。每次有1个新的需要访问增加对着這N个硬件设备进行应用，软件就需要来发另外N个硬件设备的驱动程序。同时，每增加1个新的硬件设备需要根据M个应用软件，开发新的M个硬件设备驱动程序。一个设备升级了，则需要更新审计所有使用该硬件设备的软件。一个软件升级了，则需要重新开发该软件所涉及到的硬件设备驱动程序。对于拥有诸多硬件设备和多个应用软件的电力远程监控系统来说，要开发大量的驱动程序。

3 110kV电力监控系统的改造技术的发展

3.1 OPC技术

OPC（Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control）是微软公司对对象链按以及嵌入技术在远程控制方面的应用。以OLE/COM、DCOM技术为基础，OPC技术采用客户与服务器实时切换的模式，为工业智能软件面向对象的开发与发展统一了标准，是一种基于PC的客户和服务器之间的自动化交换以实时数据的方法。

采用这项技术后，硬件开发商可以为自己的硬件设备产品开发统一的OPC接口，可以无需软件的重新审计。而软件开发者无需进行开发驱动程序的工作，充分发挥自身软件的特长不受硬件设备的限制，把更多的研究精力投入到核心产品的开发商，这样可以很好地避免开发重复或者有冲突的问题，也提高了系统开发的开放性和操作可能性。

3.2 数字化技术

近年来，数字化信息技术开始盛行，其中就远程安全监控领域来说，人们已从远程安全监控设备及系统数字化方面得到前所未有的便捷和实用。将数字信息传输技术引到智能远程监控领域，使传统的电视监控系统发生了质的飞跃。数字化技术可以较容易地实现ONI信号处理中难以实现的功能计算和任务处理技术，尤其当采用双线性插值或者三次卷积插值来进行图像大小的调整可以在大屏幕的显示器上直接进行大幅面的高清晰度图像显示。同时，现代智能安全监控技术正在蓬勃发展，基于数字图像信息的处理和模式识别技术的人体行为识别、人像指纹等识别逐渐受到广泛的应用。因此对于结合指纹识别和虹膜识别的人口控制系统中，可以再结合视频人像的复审核技术，对入口出口的人员的合法身份进行再次的确认。

3.3 行为和步态识别技术

人体行为识别技术属于人工智能监控技术中的一个典型技术。该技术可以实现自动化人工智能监控技术中大部分功能，并且该技术主要受软件主导，硬件设备的需求和安装比较灵活。只需在需要监控的区域安装好摄像机即可。然而这项技术对所需要安装的摄像机的要求较高，并且其提供报警的信息主要由摄像机拍摄的照片提供，而不是单纯的数据视频录像。同时行为识别技术智能探测到可疑的物体，并不能对其进行具体识别，这些缺陷导致其无法满足人们对于远程安全监控系统的要求。不太识别技术是其中一种新型的智能化监控技术，并且该技术对于摄像机的要求不高，采集识别信息的举例较灵活，被识别人的无法伪装性，以及采集信息是对光线的需求都要比人像识别技术更具有优势。

3.4 核心主机的个性化

数字矩阵主机是远程安全监控管理的核心设备，也是智能化监控发展的必要产物，传统的生产和开发模拟矩阵设备的生商现在都开始开发数字化远程监控主机。除了对原有的矩阵功能的实现，还增加了DVR功能，可以使其在一些大型的监控安全工程中得到投入使用。同时，DVR的产品模式也为其他的监控主机的发展提供了新的思路，该技术具备智能功能的基础，也为智能化视频服务器的出现打好了基础。

4 结语

综上所示，随着经济的发展和通信技术和电力系统的有机结合，这些新兴的数字化技术对电力系统的发展发挥了重要的重要。电力系统远程监控技术的研究人员通和信技术人员需要充分考虑到用电用户的需求，对电力系统远程监控中存在的难点和问题进行研究，提出相应的解决方案，确保电力系统运行的稳定性。文章对110kV电力系统远程监控中存在的相关问题进行研究和探索，以期今后的供电系统发展更能满足用户的需求，提供好的服务体验。

参考文献

[1] 余臻.电力系统远程监控的若干问题研究[D].厦门大学，2008.

[2] 李金灿，陈皓勇.关于电力系统远程监控优化配置设计[J].计算机仿真，2016，33（3）：389-394，427.

[3] 洪凯.有关电力系统远程监控的若干问题分析[J].科学与财富，2016（11）：838-839.

[4] 杨发明.电力系统远程监控的若干问题及解决措施[J].低碳世界，2017（25）：41-42.

作者：王建平