张伟峰

【摘要】随着经济社会的迅猛发展，人们生产生活对电能的需求量逐渐增加，电能成为人们赖以生存的重要能源，随着电网复杂程度的增加，加上智能电网的日益普及，电力部门需要强大的监控系统对庞大的电网系统进行监控，方便电力部门对电网整体运行状态的掌控，更便于电能的调度，提高电能系统的安全性与稳定性。本文正是对式新型变电所监控系统进行了设计与研究。

【关键词】变电所；监控系统；设计与研究

随着科学技术的发展，电网技术也取得了飞速的发展。目前，人们生产生活对电能的需求量日益增加，为了保证人们的正常用电，电网系统日益复杂，电力部门难以实现对整个电力系统的监控与调度，因此，对新型变电所的监控系统进行系统的设计与研究就是十分有必要的。目前，电网相关技术取得了很大的发展，很多新型的技术都逐渐应用于电网监控系统的设计与研究，良好、强大的监控系统有助于电力工作人员及时了解变电所的运行状态，可以实现管理者对整个电力系统的调度与优化，应用良好的监控系统，可以提高整个电力系统的安全性与可控性，可以方便电力工作人员集中控制、操作、处理问题，可以逐渐优化变电站的人员配置，可以在很大程度上提高生产效率，并提高运行的稳定性。

1 基于以太网的变电所监控系统设计与研究

新型变电所的高效安全运营需要强大的监控系统，将现代领先技术应用于监控系统的设计与研究，可以大大提高电力系统运行的稳定性与可靠性，依靠先进的监控系统，变电所可以逐渐采用无人值班管理模式，优化人员配置，提高生产效率，将新型技术应用于监控系统是科技发展的必然。

1.1以太网技术在总体设计中的应用传统的监控系统往往通过数据采集卡，

将采集到的信息传输到计算机系统，然后通过计算机系统进行专业的数据分析与数据统计，再借助网络传输的高效性，实现各部门之间监控数据的共享与分析，这种监控系统在数据传输环节存在缺漏，往往会由于数据网络通信的不及时出现数据共享的困难，或者由于自身技术的限制，难以实现对庞大电网的准确监控。新型的电网监控系统要改变以往集中式的数据采集模式，运用新型的采集模式，实现监控数据的实时传输与共享。以太网具有稳定性和实时性的网络通信特性，可以广泛应用于工业控制领域，新型变电站采用以太网技术，可以设计研究出具有高速数据采集特性的监控系统，可以实现监控数据的方便共享，可以大大提高变电站运营的安全性与稳定性。

1.2 监控系统网络层次设计

监控系统的组网方式是计算机监控系统设计中的核心问题，目前我国已运行或正在筹建的变电所，其监控网络层次设计大多采用基于现场总线或局域网开发的开放式全分布体系结构，这种网络层次设计结构，有着较多的人为操作，在一定程度上增加了系统数据传输的复杂性，不利于监控数据的实时传输。新型变电所设计的监控系统采用以太网技术，融合高新的计算机技术，实现了以太网与间隔层的直接通信，这种通信方式大大提高了数据的传输速率和容量，有利于大数据文件的传输，这种监控系统的网络设计层次相对简单，硬件配置也相对简洁，整个监控系统的各功能可以分散实现，大大提高了监控系统的开放性、扩展性、可靠性，可以实现对庞大电网系统的远距离数据监控与传输，可以有效的保证监控数据的安全性与可靠性。基于以太网的检测原理，以太网是平等的网络，不能够设置优先级，新型监控系统采用监控信息与保护信息分开组网的方式，这种设计可以使得经常性的监控和突发性的保护信息经不同的通信链路上传站控层，有效降低网络负载，提升了网络传输的实时性和可靠性。而传统监控系统采用的单层网两层设备的计算机监控系统会多次发生监控数据丢失的情况，系统规模越大，网络负载越大，数据丢失的风险和系统故障的风险都会增加。

2 嵌入式新型变电所监控系统的设计与研究

2.1 嵌入式监控系统

嵌入式系统全称嵌入式计算机系统，是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件可裁减，适应应用环境对功能、实时性、可靠性、成本、体积、功耗等严格约束的专用计算机系统。嵌入式系统受环境因素的影响十分强烈，在不同的实时监控环境中，嵌入式系统的实时性有时强，有时弱。嵌入式系统是将先进的计算机技术、微电子技术和现代电子系统技术与各个行业的具体应用相结合的产物，这一点决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统，因此在整个工控领域有很广泛的应用前景。

2.2 计算机监控系统的设计原则

嵌入式新型变电所监控系统运行所需要的监视信号，均要靠相应的元件输入计算机监控系统，由计算机显示实时状态信号，并根据需要发出声、光报警信号。这种监控系统又自己独特的数据监控采集模式，信号采集通过串行通信和点对点采样两种方式，较为重要的保护信号及无法由通信输出的保护信号采用点对点的采集方式；500kV、220kV、35kV配电装置的断路器、隔离开关、接地开关的位置信号采用点对点采集方式；各断路器、主变压器的本体信号，操作机构信号及其他公共信号采用点也采用点对点方式采集。这种监控系统的设计采用独特的电量采集模式，在系统中安装有智能型电子式的电量表，它以脉冲方式向计算机监控系统传送电量值。

2.3 嵌入式监控系统对于硬件的要求

硬件系统在整个嵌入式监控系统中扮演十分重要的角色，它是整个监控系统的主要支撑部分，是视频监控系统能否正常运行的保障。硬件部分一定要具有足够的储存空间，因为在实际应用中，监控系统要实现对整个庞大电网运行数据的监控与记录，庞大的数据需要相当大的存储空间，还需要硬件系统具备超强的数据处理能力，只有满足这两个基本条件，整个监控系统才能够实现对整个电网的实时监控，实现对监控数据的整合与处理。

2.4 嵌入式监控系统对于软件设计的要求

嵌入式软件可以采用不同的编写方式，软件编写程序对监控分站的性能起到决定性作用。传统的监控系统由于技术的限制，存储能力与微处理器的处理能力都相对欠缺，因此，编程人员写入监控设备中的程序，大多以大循环加入多个中断程序来完成，计算机在运行此类程序的时候，执行效率低，执行效果差，不能适应当前高效率的生产要求。目前，变电站的生产与运营需要监控系统能够实现适应多任务、多协议和复杂的应用，传统的设计不能满足当前的需要，目前的监控分站的软件设计多采用操作系统进入到嵌入式系统中，多移植程序来完成。

3 结语

很显然新型技术应用于变电站监控系统，可以方便的解决传统监控系统的一些弊病，可以实现对庞大电网系统的实时监控，可以实现监控数据的实时传输，方便各部门间的数据共享，新型的监控系统可以大大减少数据丢失与数据错误的风险，可以方便工作人员对变电站运行情况的整体掌控，减少错误的发生，增加电力生产运营的安全性与可靠性。新型变电站监控系统的发展经历了一个漫长的时间，在这个过程中，监控技术得到了发展，但是新的技术与设备只能提高对于风险的预防机制，不能解决管理层面的问题，电力部门还要加强对人员的管理。

随着经济社会的发展，电能日益的重要性凸显了出来，同时电网日益复杂，新型技术应用于变电站监控系统的设计与研究已经成为必然，在当今社会，变电站要跟上时代发展的步伐，不断寻求运营方式和人员配置的创新，努力提高生产效率，优化变电站管理，努力实现变电站的安全与稳定运营，取得良好的经济效益。

参考文献

1宋继明，余仲明.500kV金華变电所远动系统的改造[J].电力自动化设备，2003，（1）：9-10

2罗洁梅.浅析用电信息采集系统在电力企业中的应用[J]企业技术开发，2011.（23）.115