電力負(fù)荷管理系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)研究以及MCGS軟件實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)

1、河南科技大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)課程名稱(chēng) 專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 題 目 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的研究和設(shè)計(jì) 學(xué) 院 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 日 期 2021年4月10日 摘要電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是圍繞著需求側(cè)管理,集現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電能計(jì)量技術(shù)和電力營(yíng)銷(xiāo)技術(shù)為一體的綜合性的實(shí)時(shí)信息采集與分析處理系統(tǒng)。其主要功能是管理客戶負(fù)荷,建立正常的供用電秩序,保證電力平衡和電網(wǎng)平安,提高用戶和電網(wǎng)的負(fù)荷率,增加電力設(shè)備的利用率。系統(tǒng)由負(fù)荷管理中心站、通信信道、負(fù)荷管理終端三局部組成。其中通信是作為聯(lián)系管理中心與負(fù)荷管理終端之間的橋梁,在整個(gè)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中具有重大的作用。 論文對(duì)

2、現(xiàn)行電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中所采用的通信信道進(jìn)展了分析和比擬后,結(jié)合通信技術(shù)的快速開(kāi)展,采用一種基于GPRS/CDMA無(wú)線信道的負(fù)荷管理系統(tǒng),利用GPRS/CDMA模塊的數(shù)據(jù)傳輸和Internet接入功能,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷管理終端與中心站之間的雙向數(shù)據(jù)傳遞。本文針對(duì)當(dāng)今電力系統(tǒng)對(duì)電力負(fù)荷管理終端的需求，設(shè)計(jì)了具有通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)GPRS無(wú)線通信功能的電力負(fù)荷管理終端，闡述了終端的總體構(gòu)造和關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了用電參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、主動(dòng)上報(bào)和電力負(fù)荷的實(shí)時(shí)控制，大大減少了系統(tǒng)投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果證明，基于GPRS的電力負(fù)荷管理終端具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。并設(shè)計(jì)了一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷遠(yuǎn)程智能監(jiān)控

3、系統(tǒng)，利用GPRS的無(wú)線通信及Internet接入功能，實(shí)現(xiàn)了分散電力大用戶的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)、事件報(bào)警以及WEB發(fā)布等功能。集管理、負(fù)荷監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表和防竊電于一體，滿足現(xiàn)代電力管理的要求，詳細(xì)論述了系統(tǒng)的主要功能、構(gòu)造原理以及軟硬的實(shí)現(xiàn)，給出了系統(tǒng)框圖以及軟件流程。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控，MCGS目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc6695 第一章 緒論 PAGEREF _Toc6695 1 HYPERLINK l _Toc26565 1.1 設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc26565 1 HYPERLINK l _Toc16778 設(shè)計(jì)內(nèi)容

4、 PAGEREF _Toc16778 1 HYPERLINK l _Toc25740 第二章 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的構(gòu)造 PAGEREF _Toc25740 2 HYPERLINK l _Toc16903 2.1 中心站 PAGEREF _Toc16903 2 HYPERLINK l _Toc4030 2.2 通道 PAGEREF _Toc4030 3 HYPERLINK l _Toc1810 2.3 終端 PAGEREF _Toc1810 3 HYPERLINK l _Toc1758 第三章 中心站的主控軟件的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1758 4 HYPERLINK l _Toc145 3

5、.1 主控管理軟件的總體構(gòu)造 PAGEREF _Toc145 4 HYPERLINK l _Toc26849 3.2 主控軟件的功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc26849 5 HYPERLINK l _Toc11693 第四章 無(wú)線技術(shù)在現(xiàn)在電力負(fù)荷管理中的應(yīng)用與展望 PAGEREF _Toc11693 10 HYPERLINK l _Toc11332 4.1 現(xiàn)階段各種無(wú)線技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用 PAGEREF _Toc11332 10 HYPERLINK l _Toc14073 4.1.1現(xiàn)階段無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn)和方式 PAGEREF _Toc14073 10 HYPERLINK l _Toc31

6、516 4.1.2 GPRS系統(tǒng)具有的特點(diǎn) PAGEREF _Toc31516 11 HYPERLINK l _Toc23262 4.2 無(wú)線技術(shù)在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc23262 12 HYPERLINK l _Toc27717 4.2.1 輸配網(wǎng)管理 PAGEREF _Toc27717 12 HYPERLINK l _Toc18041 管理信息系統(tǒng) PAGEREF _Toc18041 13 HYPERLINK l _Toc27478 4.2.3 電力系統(tǒng)通信 PAGEREF _Toc27478 13 HYPERLINK l _Toc1605 無(wú)線功率傳輸 PAGEREF

7、 _Toc1605 14 HYPERLINK l _Toc27921 無(wú)線技術(shù)在電網(wǎng)管理的展望 PAGEREF _Toc27921 14 HYPERLINK l _Toc21840 無(wú)線技術(shù)需要解決問(wèn)題 PAGEREF _Toc21840 14 HYPERLINK l _Toc15454 前景 PAGEREF _Toc15454 15 HYPERLINK l _Toc1732 第五章 基于MCGS組態(tài)軟件的監(jiān)控實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc1732 16 HYPERLINK l _Toc19476 5.1 MCGS組態(tài)軟件的概述 PAGEREF _Toc19476 16 HYPERLINK l

8、 _Toc25867 5.2 MCGS組態(tài)軟件的構(gòu)成 PAGEREF _Toc25867 16 HYPERLINK l _Toc7201 5.2.1系統(tǒng)構(gòu)成 PAGEREF _Toc7201 16 HYPERLINK l _Toc31456 5.2.2工程構(gòu)成 PAGEREF _Toc31456 17 HYPERLINK l _Toc29899 5.3 MCGS軟件在電力監(jiān)控上的應(yīng)用 PAGEREF _Toc29899 18 HYPERLINK l _Toc7683 5.3.1 建立畫(huà)面 PAGEREF _Toc7683 18 HYPERLINK l _Toc4385 5.3.2 編輯畫(huà)面 P

9、AGEREF _Toc4385 18 HYPERLINK l _Toc4202 5.3.3 制作文字框圖 PAGEREF _Toc4202 18 HYPERLINK l _Toc22999 5.3.4制作步驟 PAGEREF _Toc22999 19 HYPERLINK l _Toc29735 第六章 結(jié) 論 PAGEREF _Toc29735 23 HYPERLINK l _Toc7202 第七章 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc7202 24第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)要求本課程設(shè)計(jì)題目為：電力負(fù)荷管理系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的研究和設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求如下：1 了解電力負(fù)荷管理系統(tǒng)；2 設(shè)計(jì)電力負(fù)荷管理

10、系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，繪制相應(yīng)的數(shù)據(jù)流程與硬件架構(gòu)；3 選擇相關(guān)設(shè)備，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)分別按照遠(yuǎn)程與短距離設(shè)計(jì)；4 相關(guān)論文在學(xué)校圖書(shū)館中文數(shù)據(jù)庫(kù)“萬(wàn)方數(shù)字化期刊中查找。設(shè)計(jì)內(nèi)容電力負(fù)荷管理系統(tǒng)與配電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的相互結(jié)合，促進(jìn)了電網(wǎng)管理向現(xiàn)代化方向開(kāi)展，提高了電力調(diào)度自動(dòng)化、電力營(yíng)銷(xiāo)管理現(xiàn)代化的實(shí)用水平。 本文概要介紹了電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的概念和開(kāi)展，以及負(fù)荷管理中心站、負(fù)荷管理通信信道和負(fù)荷管理終端的特點(diǎn)。 在此根底上，本文設(shè)計(jì)了一種基于TMS320F2812型DSP芯片的新型電力負(fù)荷管理終端，對(duì)終端的設(shè)計(jì)思想、硬件組成和軟件設(shè)計(jì)均做了詳細(xì)的論述，并給出了關(guān)鍵的軟件流程圖。 本文首先分析了負(fù)荷管理

11、終端的功能，接著詳細(xì)闡述了終端各硬件模塊的工作原理和設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、通信模塊和人機(jī)接口模塊；然后以實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度為核心設(shè)計(jì)了終端軟件的總體構(gòu)造，具體劃分了系統(tǒng)的功能模塊，并主要闡述了模擬量實(shí)時(shí)采集、FFT算法處理、負(fù)荷監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程抄表、人機(jī)交互等模塊的實(shí)現(xiàn)；最后詳細(xì)闡述了負(fù)荷管理終端中嵌入式GPRS通信的設(shè)計(jì)，主要闡述了GPRS設(shè)備驅(qū)動(dòng)、GPRS通信協(xié)議和電力負(fù)荷管理規(guī)約的實(shí)現(xiàn)。第二章 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的構(gòu)造 負(fù)荷管理系統(tǒng)由中心站、通道和用戶終端三局部組成，呈輻射狀分布。該系統(tǒng)是由中心站通過(guò)通道與安裝在用戶端的控制終端建立數(shù)據(jù)通信聯(lián)系，到達(dá)集中監(jiān)控管理用戶用電的計(jì)算

12、機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造如下列圖2-1所示圖21 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造2.1 中心站中心站是系統(tǒng)的核心局部，是電力負(fù)荷管理系統(tǒng)運(yùn)行和管理的指揮中心，它由一個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部局域網(wǎng)和相應(yīng)的主控軟件組成。中心站的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)構(gòu)造，內(nèi)部以星型連接方式實(shí)現(xiàn)，采用這種構(gòu)造有利于系統(tǒng)在將來(lái)增加其它管理工作站，而且同電力局其它系統(tǒng)的連接也會(huì)非常方便。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)效勞器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理和數(shù)據(jù)管理，將信息進(jìn)展統(tǒng)計(jì)和歸檔處理。為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的平安可靠性，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)效勞器采用雙機(jī)熱備份。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)效勞器的配置主要依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理量的規(guī)模。Web效勞器：提供Web效勞，以網(wǎng)頁(yè)的形式發(fā)布信息。Web

13、效勞器配置中高檔PC效勞器。前置機(jī)：又稱(chēng)數(shù)據(jù)采集效勞器，網(wǎng)絡(luò)中作為通訊處理機(jī)。負(fù)責(zé)主站應(yīng)用系統(tǒng)與終端之間的數(shù)據(jù)信息交換，包括數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)儲(chǔ)及其主站命令的組合、發(fā)送和終端結(jié)果的回收、解釋工作。為了保證數(shù)據(jù)采集工作的可靠性，兩臺(tái)前置機(jī)互為熱備用，遇到故障時(shí)可自動(dòng)切換。接口效勞器：主要是為其它應(yīng)用系統(tǒng)提供接口。完成與其它應(yīng)用系統(tǒng)的外部數(shù)據(jù)交換。工程師操作站是主控系統(tǒng)集中管理的工具，包括數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器遠(yuǎn)程管理、用戶終端信息管理、系統(tǒng)運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)分析等。操作站：擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)監(jiān)視和命令發(fā)布的職責(zé)，是系統(tǒng)的窗口，具有圖形化的界面。2.2 通道通道是系統(tǒng)的通訊線路，用來(lái)在中心站和用戶終端之間傳送信息，通道的質(zhì)

14、量直接影響著該系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)中通訊鏈路型式的選擇，可以視當(dāng)?shù)鼐唧w情況包括地形、地貌、噪聲源、頻率復(fù)用等，來(lái)選擇無(wú)線、微波通道或載波通道。無(wú)線信道沒(méi)有有線信道可靠，易受外界隨機(jī)干擾，速度受限，但無(wú)線信道組網(wǎng)方便，與電網(wǎng)一次設(shè)備無(wú)嚴(yán)密連接。具有使用靈活，維護(hù)工作量小，易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，容易擴(kuò)大等特點(diǎn)，能滿足負(fù)荷控制技術(shù)實(shí)時(shí)性要求。本系統(tǒng)采用無(wú)線電通信方式。2.3 終端電力用戶終端設(shè)備由具有數(shù)據(jù)采集及處理能力的微處理機(jī)系統(tǒng)和數(shù)傳通道系統(tǒng)組成, 因此電力用戶終端設(shè)備能實(shí)時(shí)采集用戶的用電信息、供電狀況、電量信息、電表計(jì)量數(shù)據(jù)等各項(xiàng)用電數(shù)據(jù), 并能通過(guò)數(shù)傳通道發(fā)送到監(jiān)控中心。第三章 中心站的主控

15、軟件的設(shè)計(jì)3.1 主控管理軟件的總體構(gòu)造 根據(jù)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的系統(tǒng)功能，主站中的軟件系統(tǒng)的按功能劃分為數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、主控子系統(tǒng)、分析應(yīng)用子系統(tǒng)、信息發(fā)布子系統(tǒng)、接口管理子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)六個(gè)子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)之間的關(guān)系及其功能如圖3-1所示。 SCADA 用電MIS圖 31 中心站系統(tǒng)總體構(gòu)造圖數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集包括定時(shí)采集和隨時(shí)采集和承受終端上報(bào)的各種異常事件，具有遠(yuǎn)方抄表功能，負(fù)責(zé)主站應(yīng)用系統(tǒng)與終端之間的數(shù)據(jù)信息交換。主控子系統(tǒng)主要是對(duì)負(fù)荷的控制管理，通過(guò)對(duì)終端的集中管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶側(cè)配電開(kāi)關(guān)的控制操作，到達(dá)調(diào)整和限制負(fù)荷的目的。包括系統(tǒng)主站對(duì)終端的遠(yuǎn)方遙控操作，以及系統(tǒng)主站

16、設(shè)置功控、電控投入，終端完成的當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制。用電管理子系統(tǒng)完成電量數(shù)據(jù)管理、電能質(zhì)量分析、配變運(yùn)行狀況分析、用戶用電方案考核錯(cuò)峰用電管理、負(fù)荷/負(fù)荷率分析、停電管理、報(bào)警管理，用戶負(fù)荷運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，防竊電分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、預(yù)付售電和電費(fèi)自動(dòng)結(jié)算等功能。信息發(fā)布子系統(tǒng)用于向用戶發(fā)布各種信息，便于用戶查詢。包括檔案信息、用電信息、配變運(yùn)行狀況信息、用戶用電方案考核信息等，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)共享。接口管理子系統(tǒng)完成與其它應(yīng)用系統(tǒng)接口，使主站應(yīng)用系統(tǒng)中工作數(shù)據(jù)庫(kù)與發(fā)布數(shù)據(jù)庫(kù)之間數(shù)據(jù)同步。系統(tǒng)管理子系統(tǒng)主要對(duì)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置管理、終端管理、操作運(yùn)行管理。參數(shù)管理包括負(fù)荷控制率、終端數(shù)量、通信速率、行政區(qū)劃碼、系統(tǒng)

17、時(shí)段等參數(shù)的制定和修改，系統(tǒng)操作員、管理員的管理，通信情況統(tǒng)計(jì)分析。終端管理模塊包括終端用戶的增加、修改、掛起與刪除，對(duì)終端用戶的各種檔案信息、參數(shù)的設(shè)置與修改，終端用戶的一次接線圖編制與修改。操作運(yùn)行管理模塊詳細(xì)記錄每日上下班日志、限電操作日志、系統(tǒng)運(yùn)行日志等。3.2 主控軟件的功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)根據(jù)負(fù)荷管理系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，下面對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中的一些重點(diǎn)功能進(jìn)展詳細(xì)設(shè)計(jì)介紹。通信處理：通信涉及到工作站與前置機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)通信以及前置機(jī)與終端間的無(wú)線通信。其中，前置機(jī)作為各工作站與終端通信的轉(zhuǎn)發(fā)器，其通信處理模塊的設(shè)計(jì)非常重要。由工作站下發(fā)的遙測(cè)、遙信、遙控命令以及參數(shù)、定值設(shè)置命令等，先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給

18、前置機(jī)，再由前置機(jī)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至終端，終端據(jù)此完成數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)方抄表以及負(fù)荷控制等任務(wù)。返回的數(shù)據(jù)也是經(jīng)由前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)回工作站進(jìn)展處理。通信過(guò)程采用異步串行方式，遵循系統(tǒng)提供的通信規(guī)約，利用規(guī)約組成各種命令的幀格式，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息幀并進(jìn)展數(shù)據(jù)處理。為保證通信的正確性，對(duì)接收的數(shù)據(jù)要進(jìn)展判斷和校驗(yàn)，只有正確的數(shù)據(jù)格式才能承受處理，對(duì)通信失敗和超時(shí)做出相應(yīng)的處理。通信處理的流程如圖3-2所示：圖 32 通信處理流程圖定時(shí)任務(wù)處理：利用時(shí)鐘中斷技術(shù)執(zhí)行系統(tǒng)定時(shí)任務(wù)，根據(jù)與時(shí)鐘相關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)，完成定時(shí)刷新屏幕，定時(shí)通信及定時(shí)產(chǎn)生各種操作記錄和事件記錄等任務(wù)。如定時(shí)數(shù)據(jù)采集的處理過(guò)程中，定時(shí)任

19、務(wù)生成模塊首先制定定時(shí)方案，包括定時(shí)方式、任務(wù)內(nèi)容和任務(wù)優(yōu)先級(jí)等，然后根據(jù)實(shí)際情況為各個(gè)終端選擇定時(shí)方案，最后將定時(shí)方案內(nèi)容存入數(shù)據(jù)庫(kù)。在定時(shí)器處理函數(shù)中，掃描所有終端的定時(shí)方案，根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間對(duì)定時(shí)方式中的條件進(jìn)展判斷，當(dāng)定時(shí)條件滿足時(shí)根據(jù)定時(shí)方案的具體內(nèi)容生成定時(shí)任務(wù)。同時(shí)，對(duì)已經(jīng)生成的多條定時(shí)任務(wù)進(jìn)展合并，防止重復(fù)。定時(shí)任務(wù)處理的流程如圖3-3所示：圖 33 定時(shí)任務(wù)處理流程圖數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)：包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，為各個(gè)軟件模塊的運(yùn)行提供實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)。采用如下技術(shù)：測(cè)點(diǎn)根本信息采用靜態(tài)表，如終端參數(shù)、一次接線圖信息等；測(cè)點(diǎn)記錄采用橫表構(gòu)造，消除數(shù)據(jù)冗余，提高存儲(chǔ)空間的利用率；測(cè)點(diǎn)實(shí)

20、時(shí)數(shù)據(jù)采用動(dòng)態(tài)表記錄，根據(jù)測(cè)點(diǎn)靜態(tài)表，動(dòng)態(tài)創(chuàng)立新的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄表。采用橫向表構(gòu)造和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式對(duì)于數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期性存儲(chǔ)、及時(shí)的歷史數(shù)據(jù)查詢、后臺(tái)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用是非常有利的。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)表構(gòu)造如下圖：表 3-1 測(cè)點(diǎn)信息縱表構(gòu)造測(cè)點(diǎn)ID測(cè)點(diǎn)名度量單位上限值下限值標(biāo)記1標(biāo)記2表 3-2 測(cè)點(diǎn)記錄橫表構(gòu)造時(shí)間戳字段0字段1字段2. 字段n(測(cè)點(diǎn)ID)TimeStamp1TimeStamp2 TimeStampN畫(huà)面生成與顯示：采用自主開(kāi)發(fā)的電力系統(tǒng)通用圖形編輯系統(tǒng)，能夠自動(dòng)進(jìn)展一次接線圖作圖，同時(shí)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示、設(shè)備參數(shù)顯示、歷史曲線趨勢(shì)顯示以及多畫(huà)面比照顯示等功能。具有數(shù)值、棒圖、曲

21、線圖、餅圖等多種顯示方式，可以顯示負(fù)荷曲線、功率曲線、電流、電壓曲線、線損率曲線、用電方案曲線等多種曲線。從而完成對(duì)用戶用電負(fù)荷情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)視以及歷史趨勢(shì)分析。數(shù)據(jù)共享與Web信息發(fā)布：系統(tǒng)中積聚的大量用戶用電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),成為眾多部門(mén)管理和決策必不可少的依據(jù)。如:終端安裝維護(hù)人員要求掌握各終端的日常運(yùn)行情況；用電營(yíng)業(yè)部門(mén)需要及時(shí)掌握大中用戶的抄表數(shù)據(jù)；生技部門(mén)需掌握用戶端各路進(jìn)線的電壓和諧波情況；調(diào)度SCADA和配網(wǎng)系統(tǒng)那么需了解柱上開(kāi)關(guān)、配電房集中監(jiān)控方面的數(shù)據(jù)；省局用電處和局內(nèi)各有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)能夠按個(gè)人所需隨時(shí)查看所轄大中用戶的每日用電情況等。這些都要求負(fù)荷管理系統(tǒng)成為一個(gè)以信息共享為主的“綜合開(kāi)

22、放系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于IP地址控制的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制和網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布功能。為了使訪問(wèn)者查找方便,系統(tǒng)支持對(duì)用電用戶的組合查詢和模糊查詢。在此根底上，可以對(duì)用戶信息、抄表數(shù)據(jù)、整點(diǎn)巡測(cè)數(shù)據(jù)、日/月功率曲線、電壓曲線、交采比照曲線、諧波含有率曲線、月功率因數(shù)曲線等進(jìn)展瀏覽，滿足各部門(mén)的不同需要，實(shí)現(xiàn)信息共享。系統(tǒng)是圍繞著需求側(cè)管理,集現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電能計(jì)量技術(shù)和電力營(yíng)銷(xiāo)技術(shù)為一體的綜合性的實(shí)時(shí)信息采集與分析處理系統(tǒng)。其主要功能是管理客戶負(fù)荷,建立正常的供用電秩序,保證電力平衡和電網(wǎng)平安,提高用戶和電網(wǎng)的負(fù)荷率,增加電力設(shè)備的利用率。系統(tǒng)由負(fù)荷管理中心站、通信信道、負(fù)荷管理終端三局部

23、組成。其中通信是作為聯(lián)系管理中心與負(fù)荷管理終端之間的橋梁,在整個(gè)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中具有重大的作用。 論文對(duì)現(xiàn)行電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中所采用的通信信道進(jìn)展了分析和比擬后,結(jié)合通信技術(shù)的快速開(kāi)展,采用一種基于GPRS/CDMA無(wú)線信道的負(fù)荷管理系統(tǒng),利用GPRS/CDMA模塊的數(shù)據(jù)傳輸和Internet接入功能,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷管理終端與中心站之間的雙向數(shù)據(jù)傳遞。另外，系統(tǒng)Web效勞器通過(guò)路由器和防火墻接入Internet，以網(wǎng)頁(yè)的形式向用戶發(fā)布當(dāng)日或歷史負(fù)荷曲線圖、當(dāng)前電網(wǎng)實(shí)時(shí)峰谷平電量、當(dāng)前實(shí)時(shí)電價(jià)、停電檢修信息等，使用戶自覺(jué)避峰就谷用電。第四章 無(wú)線技術(shù)在現(xiàn)在電力負(fù)荷管理中的應(yīng)用與展望無(wú)線技術(shù)綜合了、嵌

24、入式計(jì)算技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過(guò)無(wú)線方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和控制對(duì)象。通過(guò)嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息處理和隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將信息傳送到終端用戶，從而實(shí)現(xiàn)“無(wú)處不在理念1。無(wú)線測(cè)控網(wǎng)絡(luò)具有簡(jiǎn)化的系統(tǒng)布線、一次構(gòu)建本錢(qián)低、擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活性大、網(wǎng)絡(luò)組建簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。4.1 現(xiàn)階段各種無(wú)線技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)階段無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn)和方式現(xiàn)階段無(wú)線傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)及方式主要包括：IrDA、Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、超寬頻UWB、RFID這些應(yīng)用于近距離和GSM/GPRS/CDMA、GPS、衛(wèi)星遙感等中長(zhǎng)距離的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式。IrDA 是利用紅外線進(jìn)展點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技

25、術(shù)，具有通信本錢(qián)低廉和傳輸上平安性高的特點(diǎn)。其缺乏在于是一種視距傳輸；相互通信設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)；只能用于2 臺(tái)設(shè)備之間的連接。Wi-Fi(Wireless Fidelity，IEEE802.11b)通信協(xié)議，是以太網(wǎng)的一種無(wú)線擴(kuò)展，能以最高約11 Mb/s的速度接入網(wǎng)絡(luò)。藍(lán)牙Bluetooth，技術(shù)的傳輸頻段為全球公眾通用的2.4 GHz ISM 頻段，能夠提供時(shí)分雙工的1Mbps 的傳輸速率和10 m的傳輸距離，可實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。ZigBee 工作在無(wú)須注冊(cè)的2.4 GHz ISM 頻段，數(shù)據(jù)速率為20250 kbit/s，最大傳輸距離為75 m。UWB 為無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)

26、的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，所占的頻譜范圍很寬。適用于高速、近距離的無(wú)線個(gè)人通信。RFIDRadio Frequency Identification是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。森哲實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家弗格森認(rèn)為RFID 是一種突破性的技術(shù)2。 GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General PacketRadio Service) 的英文簡(jiǎn)稱(chēng), 它是利用“包交換(Packet- Switched)的概念所開(kāi)展出的一套無(wú)線傳輸方式。GPRS 是包括GSM 在內(nèi)新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，它可以與Internet 以GGSNGateway GPRSSupport N

27、ode，網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)相連，構(gòu)成“中心計(jì)算機(jī)多個(gè)用戶點(diǎn)的組網(wǎng)方式。具有資源利用率高、傳輸速率高、支持IP 協(xié)議和X.25 協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。這里我們重點(diǎn)介紹GPRS。 GPRS系統(tǒng)具有的特點(diǎn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1) 適合于大數(shù)據(jù)量通信。這是因?yàn)镚PRS 本來(lái)就是為大數(shù)據(jù)量通信進(jìn)展設(shè)計(jì)的,它不象短消息(GSM)那樣對(duì)一條報(bào)文有長(zhǎng)度限制(140 字節(jié)), 可以以幾k、幾十k的長(zhǎng)度進(jìn)展通信。(2) 覆蓋區(qū)域面相對(duì)較廣。系統(tǒng)組網(wǎng)范圍與GPRS覆蓋范圍一樣。(3) 實(shí)時(shí)性較高。GPRS 是基于網(wǎng)絡(luò)的, 其通信可以使用TCP/IP 協(xié)議。如終端在線的情況下, 其延時(shí)是很短的。2.GPRS系統(tǒng)存在的缺乏(1

28、) 系統(tǒng)可靠性方面: 由于移動(dòng)部門(mén)對(duì)其GPRS網(wǎng)的設(shè)計(jì)依據(jù)是采用不飽和運(yùn)行設(shè)計(jì), 即如果本地區(qū)有10 000 個(gè)GPRS 用戶, 其GPRS 網(wǎng)絡(luò)飽和容量最多只允許3 000 個(gè)用戶同時(shí)在線。這是因?yàn)橐苿?dòng)部門(mén)要考慮其網(wǎng)絡(luò)建立的投資效益(其網(wǎng)絡(luò)建立的投資費(fèi)用是相當(dāng)龐大的), 同時(shí)他們認(rèn)為不可能出現(xiàn)所有用戶都同時(shí)在線。因此為保證其在線用戶都能有數(shù)據(jù)流量從而為移動(dòng)公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益,電信部門(mén)采取將15min未發(fā)生數(shù)據(jù)通信的在線手機(jī)脫離GPRS 網(wǎng)的技術(shù)手段,以便其充分利用信道。為此GPRS 終端必須始終檢測(cè)自身是否在線, 一旦離線終端必須立即重新上線, 上線后必須立即將自身新的IP 地址上報(bào)主站, 否

29、那么就有可能錯(cuò)過(guò)主站此時(shí)下發(fā)的停、送電指令。由于上述原因, 如果某一時(shí)段GPRS用戶在線率很高, 終端就有可能在此時(shí)段無(wú)法登錄GPRS 網(wǎng), 從而錯(cuò)失主站此時(shí)下發(fā)的停、送電指令。由此可以得出結(jié)論, 即利用GPRS 網(wǎng)進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢?fù)控系統(tǒng)的可靠性受限于終端的在線率。(2) 運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高: 由于230M無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用主要是無(wú)線電管理委員會(huì)收取的頻道占用費(fèi)每頻點(diǎn)每年1000元。而GPRS 按流量計(jì)費(fèi),每臺(tái)終端每月最低需5M,按終端計(jì)費(fèi)為20100元。GPRS信道終端設(shè)備長(zhǎng)期掛在網(wǎng)上,只要不發(fā)生數(shù)據(jù)通信就不會(huì)發(fā)生費(fèi)用。但終端設(shè)備必須隨時(shí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀況,一旦發(fā)現(xiàn)掉網(wǎng)馬上重新連接上網(wǎng)并同時(shí)將自己新的

30、IP地址上報(bào)主站, 從而增加了數(shù)據(jù)流量, 而此局部流量費(fèi)用也需由用戶支付。所謂的包交換就是將Data 封裝成許多獨(dú)立的封包, 再將這些封包一個(gè)一個(gè)傳送出去, 形式上有點(diǎn)類(lèi)似寄包裹, 采用包交換的好處是只有在有資料需要傳送時(shí)才會(huì)占用頻寬, 而且可以以傳輸?shù)馁Y料量計(jì)價(jià),這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是比擬合理的計(jì)費(fèi)方式, 因?yàn)橄馡nternet這類(lèi)的數(shù)據(jù)傳輸大多數(shù)的時(shí)間頻寬是閑置的。此外, 在GSM phase2+的標(biāo)準(zhǔn)里, GPRS 可以提供四種不同的編碼方式, 這些編碼方式也分別提供不同的錯(cuò)誤保護(hù)(Error Protection)能力。利用四種不同的編碼方式每個(gè)時(shí)槽可提供的傳輸速率為CS- 1 (9.05 k

31、)、CS- 2(13.4 k)、CS- 3(15.6 k)及CS- 4(21.4 k), 其中CS- 1的保護(hù)最為嚴(yán)密, CS- 4 那么是完全未加以任何保護(hù)。每個(gè)用戶最多可同時(shí)使用八個(gè)時(shí)隙, 所以GPRS 理論上的最高傳輸速率為171.2 kbps。GPRS 是在第二代無(wú)線通信系統(tǒng)GSM根底上開(kāi)展起來(lái)的, 將GSM網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)流的傳輸增加了支持分組交換的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備, 第三代無(wú)線通信系統(tǒng)將會(huì)在GPRS 的根底上進(jìn)展更進(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步與開(kāi)展,全面支持高速、寬帶的多媒體數(shù)據(jù)傳輸。也就是說(shuō),GPRS 是介于第二代和第三代之間的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),也就是一般稱(chēng)為的2.5 代。GPRS 網(wǎng)為移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶主要提

32、供突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù), 能快速建立連接, 無(wú)建鏈時(shí)延。GPRS 特別適用于頻繁傳送小數(shù)據(jù)量的應(yīng)用和非頻繁傳送大量數(shù)據(jù)。其作為2.5 代通訊技術(shù), 在可靠性、平安性上需要有更大的提高。全球定位系統(tǒng)(GPS)是導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)時(shí)和測(cè)距/全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。GPS 技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)、快速地提供目標(biāo)物體的位置和海拔高度。它與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合可以做到定向與定位獲取信息，并能起到定向?qū)Ш降淖饔?。這正是遙感技術(shù)實(shí)施空間定位，用于解決電力行業(yè)中諸多問(wèn)題的一個(gè)十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。 無(wú)線技術(shù)在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應(yīng)用 輸配網(wǎng)管理電力系統(tǒng)的配網(wǎng)管理涉及電網(wǎng)的空間分布和內(nèi)部狀態(tài)變化等復(fù)雜問(wèn)題，信息系統(tǒng)是支持配網(wǎng)管理的根本手段。傳統(tǒng)配網(wǎng)管

33、理信息系統(tǒng)基于表格形式表現(xiàn)對(duì)象屬性，無(wú)法反映描述對(duì)象的空間聯(lián)系和系統(tǒng)的空間分布模式。地理信息系統(tǒng)(GIS)能夠有效描述二維空間問(wèn)題，將GIS 技術(shù)引入配網(wǎng)管理信息系統(tǒng)將極大地?cái)U(kuò)展管理信息系統(tǒng)的描述能力和表現(xiàn)形式。國(guó)內(nèi)在這個(gè)方面的研究已經(jīng)開(kāi)展多年，有很多投入實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)。GIS 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用重點(diǎn)已逐步向輸電系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，并由三維圖象向四維圖象。并在GIS 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)前確定了新的技術(shù)目標(biāo)：1系統(tǒng)的信息處理實(shí)現(xiàn)平安、共享，具有數(shù)據(jù)備份；2系統(tǒng)采集及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、適用；3信息傳輸迅速、完整、平安、靈活；4)各項(xiàng)數(shù)據(jù)查詢的平均響應(yīng)時(shí)間要到達(dá)一定指標(biāo)。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中配電網(wǎng)監(jiān)控中，配電監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)鍵

34、問(wèn)題是通信。傳統(tǒng)的通信手段包括電力載波、雙交線、光纖、專(zhuān)用無(wú)線電臺(tái)等，它們各自都有自己的局限性?，F(xiàn)在隨著GSM、GPRS 的通信開(kāi)展，基于無(wú)線公網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的通信方式得到了大家的關(guān)注，成為故障定位系統(tǒng)、抄表、配變監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)的通信通道的新選擇。管理信息系統(tǒng)電力信息管理系統(tǒng)根本組成一般包括：發(fā)電設(shè)備管理系統(tǒng)，發(fā)電作業(yè)管理系統(tǒng)，維護(hù)工事管理系統(tǒng)。其中發(fā)電設(shè)備管理系統(tǒng)包括機(jī)器規(guī)格管理和定期檢查管理等子系統(tǒng)。目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的在各個(gè)子系統(tǒng)都可以見(jiàn)到其應(yīng)用的工程。利用MAPGIS 電力信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，通過(guò)分析系統(tǒng)的主要技術(shù)方案和功能構(gòu)造，可以開(kāi)發(fā)出系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了新的解決方案：中心效勞器上存放全

35、局地理底圖和電網(wǎng)數(shù)據(jù)，包括電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，客戶端通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)效勞器，變動(dòng)信息也通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳送給效勞器，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和各客戶端訪問(wèn)數(shù)據(jù)的一致性。GPRS 無(wú)線技術(shù)還可以為遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)展數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的系統(tǒng)提供解決方案，以及在此根底上針對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的平安功能。這種方法很好的解決了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通信問(wèn)題。并且在對(duì)當(dāng)前幾種抄表系統(tǒng)進(jìn)展分析比擬的根底上，證明了無(wú)線射頻抄表系統(tǒng)的可行性與優(yōu)越性。 電力系統(tǒng)通信電力系統(tǒng)通信是電力系統(tǒng)不可分割的組成局部，它為電力調(diào)度、電力生產(chǎn)指揮和企業(yè)管理提供直接的 效勞，還為電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)、繼電保護(hù)、調(diào)度自動(dòng)化及會(huì)議 業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)

36、通信等提供傳送信息和控制信號(hào)所必須的通道，如何保證這些傳輸通道的可靠性和傳輸質(zhì)量，是電力通信建立和管理工作面臨的重要任務(wù)，因此，電力通信的正常與否直接關(guān)系到電力網(wǎng)的平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，維護(hù)電力通信的暢通和符合質(zhì)量的信息傳輸，離不開(kāi)對(duì)通信設(shè)備和通信電路進(jìn)展及時(shí)的監(jiān)測(cè)和維護(hù)。目前，光纖通信和微波通信現(xiàn)在仍然是電力系統(tǒng)主要的通信手段。但由于無(wú)線光通信的種種優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)逐漸開(kāi)場(chǎng)關(guān)注無(wú)線光通信技術(shù)。并在在電力系統(tǒng)通信的一些應(yīng)用環(huán)境進(jìn)展研究與測(cè)試。與光纖通信微波通信方式相比擬，無(wú)線光通信既有優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一定的缺乏。而無(wú)線擴(kuò)頻保護(hù)較輸電線高頻保護(hù)和傳統(tǒng)微波保護(hù)可靠，較光纖通道保護(hù)經(jīng)濟(jì)實(shí)際，是性價(jià)比極高的高頻

37、保護(hù)方式。無(wú)線功率傳輸波束功率傳輸是通過(guò)定向天線發(fā)射RF 功率，相對(duì)來(lái)是一個(gè)無(wú)損過(guò)程，產(chǎn)出效率大概在85%左右。兩個(gè)天線之間的能量傳輸效率由天線的尺寸、RF波波長(zhǎng)以及天線間的距離來(lái)決定。如果設(shè)發(fā)射天線直徑為DT、接收天線直徑為DR、RF 波長(zhǎng)為(=1/f，f 為RF 頻率)、天線距離為H，而k 那么作為比例系數(shù)(通常選擇1.2)，我們可以得到：DT (DR) = 2kH .如果同時(shí)考慮功率密度問(wèn)題，例如，F(xiàn)DA 強(qiáng)制規(guī)定在距微波爐外表兩英寸處，每平方厘米的微波輻射應(yīng)為5 mW。除了滿足方程1外，這樣的平安要求可能會(huì)對(duì)天線尺寸的小型化有所限制。無(wú)線技術(shù)在電網(wǎng)管理的展望無(wú)線技術(shù)需要解決問(wèn)題盡管無(wú)線

38、技術(shù)近年來(lái)得到了長(zhǎng)足的開(kāi)展，由于無(wú)線技術(shù)現(xiàn)仍存在的一些缺乏，限制無(wú)線技術(shù)在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應(yīng)用。主要缺乏表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1 無(wú)線通信協(xié)議仍需完善?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)組織構(gòu)造及協(xié)議主要考慮如何在滿足數(shù)據(jù)收集任務(wù)質(zhì)量要求的前提下節(jié)能以最大化生命周期。限制了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。因此，研究適合于各種應(yīng)用、協(xié)議參數(shù)可配置的通信模式和協(xié)議，以支持任務(wù)協(xié)調(diào)控制的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自治系統(tǒng)，有著重要的意義。2 無(wú)線傳輸?shù)目煽啃院推桨残匀允亲璧K其廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。平安是電力系統(tǒng)的生命線，需要在保證通信平安的前提下，降低系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，研究節(jié)能的平安算法?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)平安機(jī)制無(wú)法應(yīng)用于本領(lǐng)域，需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的協(xié)議。3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的電源時(shí)長(zhǎng)仍

39、是無(wú)線通信技術(shù)考慮的一大問(wèn)題。商品化的無(wú)線發(fā)送接收器電源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)的需要。電池?zé)o線充電技術(shù)是特別引入關(guān)注和可能開(kāi)展的方向。4.3.2前景考慮到我國(guó)國(guó)情和電力行業(yè)的現(xiàn)狀及開(kāi)展方向，在確保系統(tǒng)的實(shí)用性、運(yùn)行的穩(wěn)定性、系統(tǒng)平安性和數(shù)據(jù)處理的可靠性的根底上。應(yīng)加大無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中研究和應(yīng)用，以使電力行業(yè)這個(gè)在國(guó)外被認(rèn)為“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)散發(fā)出新的魅力?？梢栽O(shè)想：隨著無(wú)線通信技術(shù)和無(wú)線功率傳輸技術(shù)的開(kāi)展。以后將這兩項(xiàng)技術(shù)合二為一，對(duì)電氣設(shè)備的管理將更加方便。通過(guò)無(wú)線技術(shù)，并集成應(yīng)用當(dāng)前較成熟的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，建立起一體化的監(jiān)測(cè)信息平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)輸電線路、電網(wǎng)管理信息、電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提

40、高電網(wǎng)的運(yùn)行管理水平，對(duì)于電網(wǎng)的平安穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義?，F(xiàn)在歐美非常重視無(wú)線通信技術(shù)的開(kāi)展，IEEE也正在努力推進(jìn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和開(kāi)展?？梢灶A(yù)計(jì)，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛是一種必然趨勢(shì)。它將對(duì)世界包括現(xiàn)代電網(wǎng)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。第五章 基于MCGS組態(tài)軟件的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)5.1 MCGS組態(tài)軟件的概述具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。通過(guò)與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合，可以快速、方便的開(kāi)發(fā)各種用于現(xiàn)場(chǎng)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。用戶只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊，無(wú)紙記錄儀、無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)采集站、人機(jī)界面等專(zhuān)用設(shè)備。5.2

41、 MCGS組態(tài)軟件的構(gòu)成MCGS 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)局部。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境那么按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并進(jìn)展各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。系統(tǒng)構(gòu)成MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境和“MCGS運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩局部互相獨(dú)立，又嚴(yán)密相關(guān)。如圖51：圖51 MCGS系統(tǒng)構(gòu)成MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫(xiě)控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，生

42、成擴(kuò)展名為.mcg的工程文件，又稱(chēng)為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其與MCGS 運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱(chēng)為“工程 。MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，由可執(zhí)行程序支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。工程構(gòu)成MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五局部構(gòu)成，每一局部分別進(jìn)展組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的翻開(kāi)或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱(chēng)，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定

43、自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫(huà)刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫(kù)存盤(pán)文件名稱(chēng)及存盤(pán)時(shí)間等。設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：是工程各個(gè)局部的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)局部連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類(lèi)型和名稱(chēng)的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫(huà)連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。運(yùn)行策略：本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。包括編寫(xiě)控制程序ifthen腳本程序，選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提

44、取、歷史曲線、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。圖5-2 MCGS工程構(gòu)造5.3 MCGS軟件在電力監(jiān)控上的應(yīng)用5.3.1 建立畫(huà)面1.在“用戶窗口中單擊“新建窗口按鈕，建立“窗口0。2.選中“窗口0，單擊“窗口屬性，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置。3.將窗口名稱(chēng)改為：監(jiān)控系統(tǒng)；窗口標(biāo)題改為：電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)曲線顯示；窗口位置選中“最大化顯示，其它不變，單擊“確認(rèn)。4.在“用戶窗口中，選中“監(jiān)控系統(tǒng)，點(diǎn)擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動(dòng)窗口選項(xiàng)，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口。5.3.2 編輯畫(huà)面選中“監(jiān)控系統(tǒng)窗口圖標(biāo)，單擊“動(dòng)畫(huà)組態(tài)，進(jìn)入動(dòng)畫(huà)組態(tài)窗口，開(kāi)場(chǎng)編輯畫(huà)面。 制作文字框圖1.單擊工具條中的“

45、工具箱按鈕，翻開(kāi)繪圖工具箱。2.選擇“工具箱內(nèi)的“標(biāo)簽按鈕，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個(gè)一定大小的矩形。3.在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“監(jiān)控系統(tǒng)，按回車(chē)鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，文字輸入完畢。4.選中文字框，作如下設(shè)置：點(diǎn)擊填充色按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：粉紅；點(diǎn)擊線色按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒(méi)有邊線。點(diǎn)擊字符字體按鈕，設(shè)置文字字體為：宋體；字型為：粗體；大小為：26點(diǎn)擊字符顏色按鈕，將文字顏色設(shè)為：黑色。制作步驟1.單擊工具箱內(nèi)的常用符號(hào)圖標(biāo)，這時(shí)出現(xiàn)如圖1常用符號(hào)表，在表中選取圖標(biāo)，之后用鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字形，移動(dòng)鼠標(biāo)至窗口的預(yù)定位置，點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，在鼠標(biāo)光標(biāo)后形成一道虛線，拖動(dòng)一定距離后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，生成一長(zhǎng)方形。 2.單擊繪圖工具箱中的插入元件圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件管理對(duì)話框，如圖：5-3 繪圖工具箱3.從“指示燈類(lèi)中選取指示燈1。4.將指示燈、門(mén)墻調(diào)整為適當(dāng)大小，放到適當(dāng)位置，參照效果圖。5.如圖5-4選中工具箱內(nèi)的常用符號(hào)圖標(biāo)，這時(shí)鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字形，移動(dòng)鼠標(biāo)至窗口的預(yù)定位置，點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，在鼠標(biāo)光標(biāo)后形成一