远程监控在无人值班变电站中的应用

摘 要：现如今高科技的迅速发展，已经使得许多岗位不需要人员亲自监督管理，只需要借助互联网的网络通信技术和计算机就可以完成。工业控制系统在计算机网络中的应用也炙手可热，而把远程监控应用在无人值班变电站中已成为热门话题。文章主要介绍了远程监控的关键技术，以及如何实现无人值班变电站中的远程监控。

关键词：远程监控；变电站；通信网络

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0114-01

21世纪的科技力量让人叹为观止，而迅速发展的国家电网和人民对电量的逐步增加需求量，使得传统电网向智能电网方向发展。利用计算机、网络通信、控制技术、总线技术和传感器技术等自动化技术，实现值班人员在远方操作即可获得变电站的各类数据信，并对变电站中的设备运行工况进行监控和管理的远程监控模式，使得变电站的传统运行管理模式发生了变化，无人值班变电站成为了当前主流的运行管理模式。远程监控模式极大的节约了人力、物力和财力，并推动变电站的电力生产管理走向自动化、智能化、网络化和现代化的方向，真正实现了“事半功倍”的效果。

从统计来看，我国无人值班变电站的远程监控系统，已经从原来的35 kV升级到500 kV或更高的变电站系统中。现如今新投运的500 kV变电站试运行24 h后就可以开启无人值班的模式。从长远看来，作为智能电网的关键组成部分——智能变电站，实现无人值班变电站，实现远程监控的意义远非减少一些管理调度人员，还能加快智能电网在我国的建设步伐。

1 无人值班变电站设计原则

①无人值班变电站的监控范围。虽然无人值班变电站可以实现远程监控，但其在投产前应按照有人值班的规范进行全部的试验，才可以投产送电，必须保证“安全第一”的原则。远程监控不仅要起到控制、管理变电站的作用，更重要的是保障安全。因此远程监控的范围必须处处严谨。应该包括变电站内场区环境，现场安全保卫情况，消防系统情况，各电气室设备，户外主变压器及中性点地刀、断路器、隔离开关、CT、PT等重要电气设备以及各主要设备间隔。

②远程监控设备的要求。远程监控是建立在广域网或者无线网络的基础之上的，只要在有网络的地方，就能实现授权用户在远端对变电站进行实时监控。所以，作为远端的界面操作，远程监控设备应该有高稳定性以及高可靠性，并且具有完善的监控和报警功能。除此之外，还应该操作简单，不依赖高强度的网络信号，能在低网络带宽的条件下清晰，准确的监控无人值班变电站。然而一个良好的远程监控设备，更需要有良好的可扩展性，可为以后的变电站的扩建增大夯实基础。

2 远程监控组成

远程监控很显然分为“监”和“控”两部分，从网络获得所需要的信息可以称为“监”，而通过网络从远端进行操作叫做“控”，两者的完美结合才能实现远程监控技术。目前远程监控技术的主流是应用Internet技术，在TCP/IP协议和www规范的支持下，由几大部分组成——数据库和WEB服务器、现场测控设备、监控设备、交换式以太网、浏览器等。

数据库和WEB服务器提供了远程监控的基础，对无人值班变电站的远程监控必须要考虑数据库的准确性和动态更新，以及对某些重要设备设定较高的优先级等等，这些都是决定远程监控成败的关键。交换式以太网以其成本低、易实现、应用范围广、发展迅速成为远程监控的首选网络。另外，现场测控设备、监控设备、浏览器这些都是实现远程监控不可或缺的部分。

3 远程监控的核心技术

①现场总线与以太网的结合。现场总线技术以双向串行数字化这种通信技术的强势优势，取代了模拟信号传输技术。这样一来就在工业现场建立了高可靠性的开放数据通道，可以实现监控系统和各种分布在无人值班变电站简单传感器、执行器以及计算机之间的数据交换。再将其与以太网相结合，可以解决存在于大规模监测系统中实时性和可靠性不可互存的矛盾。这给实现远程监控无人变电站提供了牢固的技术支持。

②客户/服务器模式。分布式应用程序之间的通信在近些年的网络通信间得到了非常广泛的应用。C/S（Client

/Server）结构就是典型的客户端/服务器结构，两者之间建立网络连接就可构成通信网络。客户端请求连接的服务器提供服务和信息，另一端的服务器在接受客户端的请求后作出相应的回应，执行对应的任务后把结果返还给客户端。由于它们之间公用一套标准，客户端和服务器总是能在各种不同平台、和不同的操作系统之间实现网络互联。现如今的C/S结构有成熟的界面，并得到了众多的数据库和软件生产商的青睐。除了界面友好交互性强等强势优点之外，它的结构稳定、很强实时处理数据、并且它的结构简单明了，把客户端和服务器各司其职，这也使得它成为远程监控的通信模式的不二之选。

③远程测控网络中的延时处理技术。在远程监控中，时间延迟的处理也是实现远程操控系统的关键，它能决定整个系统的性能。而对于采用介质访问控制协议的交换式以太网，可以用两种方式解决数据延迟问题。一种方法是采用全双工通信快速交换式以太网，另一种方式就是尽量减小数据通信量，并采用减少信号冗余度来进行数据压缩。

④网络数据库技术。公共对象请求CORBA（Common Object Request Broker Architecture）定义了WEB服务器与数据库服务器的通信接口。应用CORBA所提供的数据库系统就为在多平台上进行移植提供了可能性。不仅如此，它的开放性、可重用性和可扩充性，可以使通过网络获得的设备状态和各种监控信息的实时性得到满足。

⑤网络安全技术。对无人值班变电站的监控必须满足网络安全的要求。这就要求必须实现数据传输的安全性、完整性并进行身份验证，才能保证从变电站传输出来的数据不会被第三方窃取，同时能完整无缺的到达应该到达的地方。因此在远端需要采取数据加密技术、防火墙技术和身份验证等技术来保证网络安全。

4 变电站远程监控的设计

由于变电站也是由众多部门组成，远程监控也应分为多个监控子网对不同部门进行监控。整体监控中心和各个监控子网组成分散分布式集控系统，整个系统由分布在变电站各个监控点的监控子网组成。通过光纤通道把各个子网进行星型互联，整体监控中心负责收集各个监控子网传送过来的数据信息，并立即对这些数据信息分析并作出相应回应，对远方的客户端下达命令，客户端执行从监控中心传送来的命令，并继续对执行这些命令产生的现象实时反馈到各个监控子网，再由整体监控中心收集数据信息的循环过程，从而实现了从远端对变电站进行实时监控的功能。

而其中每个监控子网都是由若干远方站，一个监控中心和若干个客户端组成。远方站分布在无人值班变电站，负责变电站的数据信息的采集和简单处理，再通过网络将其采集到的视频或音频传送到监控中心。监控子网中负责采集从众多远方站发送来的多媒体信息，并对远方站和客户端进行命令控制。整个系统层次分明，有机组成了一个整体。

5 结 语

合理利用对变电站的远程监控能使变电站的电力资源的生产和分配、应用、调度都能达到最优化的水平，并及时消除安全隐患以及人为的不确定因素，提高系统安全运行的可靠性，增加企业效率使其在竞争中利于不败之地。

根据远程监控技术对无人值班变电站的应用，可以把远程监控运用在更多的条件恶劣或者不方便现场管理的地方。这样就可以实现把工业生产过程的监控信息与Internet的完美的接轨。根据所监控到的信息和运行状况进行控制，创造更大的社会价值和经济价值，实现全国更多地方的现代化管理。与时俱进，及时学习和更新最新技术，才能不断满足人们对精神文化和物质文化的愈来愈多的高质量需求。

参考文献：

[1] 曹军义，刘曙光.基于Internet的远程测控技术[J].国外电子测量技术，2001，（6）.

[2] 朱文凯，陶波，何岭松.基于Internet的测控系统网络化仪器.中国计量，2004，（7）.