论文摘要
电力系统远程监控,即远动,就是应用通信技术对远方的运行设备进行监视和控制,以实现远程测量、远程信号传输、远程控制和调节等多项功能。随着国民经济的发展,越来越多的远程监控应用于电力系统和其他工业应用场合,人们对无人值班的需求越来越大,用户对远程监控的通信质量和通信可靠性的要求也越来越高。但是由于通信信道的制约和通信规约的不一致性,限制了系统的推广。目前,远程监控系统一直随着自动化、计算机和通信技术的发展,要求系统和IDEs能符合全球变电站数字化和设备通用化的要求,因此对远程控制的关键技术进行研究具有重要的理论意义和实用价值。基于远程监控的实际需求和对于降低通信的成本的考虑,简化通信的处理需求,以及广阔的市场需求,促使我们开展了对远程监控系统的研究。本文对我国电力监控远程控制系统发展概况进行了综述,对国外典型的变电站自动化系统进行了分析;对变电站自动化系统通信网络的现状和通信协议的应用现状进行了分析;对电力系统远程监控系统的通信信道、通信规约和后台监控平台等若干关键技术问题进行深入研究;在实现基于.NET平台的配电监控系统和基于WEB服务器的远方调度系统的基础上,针对不同的地理情况给出了不同的通信信道的设计方法,大量的实际应用表明了该系统研究的实用性和有效性。本文的主要贡献包括:1.研究了远程监控测量装置的基本原理及关键技术,主持开发的变电站自动化系统,通过了北京电力科学研究院实验测试中心的远动测试,通过了厦门市科委的技术鉴定并获得科技进步奖,实现了与35KV和10KV电网的远方主站的接入。2.研究了常用的远程通信信道,并结合实际提出选择通信信道的方法;研究了多种典型通信规约,通过工程实际调试,掌握了各类站间通信和远程通信协议的实现方法;为超距离的无线信号设计了全新的通信中继器;提出了用于无线数据通信基于CDT协议的Polling规约;设计了基于GPRS的数据中继,建立了基于CDT协议的数据通信网,满足了CDT协议需要点对点通信信道的苛刻要求。这些关键技术的使用,目前在国内外均为首次,解决了实际通信数据网建立的关键问题。3.研究了远程监控后台的功能实现问题,软件开发环境采用当今最流行的.NET平台,开发语言采用C#语言和VC6.0,分别完成前台和后台工作,数据库采用SQL Server 2000,开发了基于三层结构的后台监控系统,完成了整个远程监控的工作。4.最后对本文所做的工作和所取得的研究成果做了系统的总结,指出了以后有待进一步研究的问题。本文的章节安排如下:第一章绪论。分析研究了变电站自动化系统发展概况、变电站间隔层及站间层的通信规约的应用和发展情况,给出了本文的研究工作背景和课题来源。第二章远动装置的研究。本章首先提出了带有现场功能的远动测量装置,对交流采样算法进行了研究,并进行了工程化设计,采用频率跟踪技术改进了测量技术,装置可靠地接入了电力系统主调度系统。第三章远程通信通道方案优化研究。建立了通信系统模型,分析研究了数据通信的原理、通信方式、通信信道及优化选择、通信协议的分析,解决了无线通信和GPRS的通信中继的关键问题。第四章研究了循环式协议和问答式协议,对IEC61850协议进行了探讨。提出了基于CDT数据格式的Polling协议,并在实际项目设计中获得成功应用。第五章间隔层通信研究。以低压远程控制为背景,提出与CDT通道复用,扩展CDT协议,利用串行通信远程控制PLC,代替了PLC的梯形图。第六章根据监控系统的要求,给出系统的功能模块系统,提出新的后台监控软件模块架构。进行了系统设计的层次化结构和软件模块化划分,在当今最流行的.NET平台,采用C#语言和VC6.0的混合的开发模式,数据库采用SQL Server2000,开发了基于三层结构的后台监控系统,完成了整个远程监控的工作。第七章总结与展望,总结了全文的工作,并指出了今后若干有待于进一步研究的问题。