電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置隨著計算機(jī)信息技術(shù)、電子技術(shù)以及通信技術(shù)的快速進(jìn)展，我國變電站中的二次設(shè)備也取得了確定的進(jìn)展，在變配電所中投入了微機(jī)養(yǎng)護(hù)裝置。文章就基于分布式養(yǎng)護(hù)監(jiān)控裝置的電力監(jiān)控系統(tǒng)舉行研究和分析，著重介紹用VisualC++與.net所開發(fā)的一種微機(jī)電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要分析系統(tǒng)的設(shè)計要點、布局功能以及軟件模塊等。

分布式；養(yǎng)護(hù)監(jiān)控裝置；電力監(jiān)控系統(tǒng)；微機(jī)

目前我國所采用的微機(jī)養(yǎng)護(hù)監(jiān)控裝置大多自身都帶有相應(yīng)的RS485接口或者RS232接口，能夠通過PT和CT就地安裝在變電所一次設(shè)備的鄰近，同時還可通過工業(yè)現(xiàn)場總線較為便當(dāng)?shù)慕M成一個局域網(wǎng)絡(luò)，利用計算機(jī)遠(yuǎn)程操縱或者操縱這些裝置，通過上位監(jiān)控微機(jī)自身所具備的強(qiáng)大計算判斷功能來監(jiān)控變配電所實時運(yùn)行的狀況。相對于傳統(tǒng)以人為作為核心的監(jiān)控系統(tǒng)而言，微機(jī)電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)通信、養(yǎng)護(hù)、操縱和測量功能等為一體的一種系統(tǒng)，便于促進(jìn)變電站綜合自動化目標(biāo)的實現(xiàn)。本文筆者就基于分布式養(yǎng)護(hù)監(jiān)控裝置的電力監(jiān)控系統(tǒng)來舉行細(xì)致地闡述。

1系統(tǒng)根本功能布局的概述

該系統(tǒng)主要的任務(wù)就是完成在實際生產(chǎn)過程中其運(yùn)動系統(tǒng)的四個根本功能，即遙調(diào)、遙測、遙控和遙信功能，通過變壓器、進(jìn)線和母線等的實時頻率、電壓、功率以及電流等來操縱母線斷路器的儲能狀態(tài)、分合狀態(tài)以及開關(guān)柜手車位置等相關(guān)信息，并將其實時傳送至上位監(jiān)控主機(jī)，經(jīng)過上位監(jiān)控主機(jī)來下達(dá)斷路器的分合命令，并對微機(jī)養(yǎng)護(hù)裝置實施參數(shù)的設(shè)定等，在其整個電力系統(tǒng)的監(jiān)控過程中，要求其數(shù)據(jù)的采集以及處理務(wù)必要具備確定實時性。

在樞紐站中早期的監(jiān)控系統(tǒng)主要是以集中方式來實施監(jiān)控管理，這種監(jiān)控系統(tǒng)的費用較低，且簡樸實用。但是其也存在著缺乏之處，即機(jī)房的布線過多和過長，為施工帶來了確定的難度，同時其模擬量的采集精度對比低，系統(tǒng)的擴(kuò)容較差。

而本文所介紹的這種電力監(jiān)控系統(tǒng)那么是基于分布式所設(shè)計的一種監(jiān)控系統(tǒng)，其布局主要如上圖1所示。該系統(tǒng)是由監(jiān)控主機(jī)、被監(jiān)控對象以及微機(jī)養(yǎng)護(hù)監(jiān)控裝置所組成的，是一種分層系統(tǒng)，其中微機(jī)養(yǎng)護(hù)監(jiān)控裝置為三相綜合電力監(jiān)控儀器，是一種集顯示、遙測、通訊、遙信以及遙控等各功能為一體的儀器，主要是用于繼電養(yǎng)護(hù)中的ABB微機(jī)養(yǎng)護(hù)裝置，以及用于接地養(yǎng)護(hù)中的直流屏系統(tǒng)或者小電流接地選線裝置等，這些裝置自身均帶有RS485接口或者RS232接口。同時該電力監(jiān)控儀具備光電隔離的RS485通訊口，能經(jīng)過屏蔽雙絞線組成為局域網(wǎng)，構(gòu)成一個經(jīng)濟(jì)且高效的電力監(jiān)控網(wǎng)。此外，ABB微機(jī)繼電裝置自身帶有相應(yīng)的RS232接口，經(jīng)過RS232/485轉(zhuǎn)換器后再經(jīng)過屏蔽雙絞線組成為局域網(wǎng)。這些儀表具備相應(yīng)的遠(yuǎn)動功能，除了用于監(jiān)控以外，同時還可向上位機(jī)發(fā)送相應(yīng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)。這種分布式的監(jiān)控系統(tǒng)輕易擴(kuò)容，在擴(kuò)展一個監(jiān)控設(shè)備或者工作單元的時候，只需將485總線局域網(wǎng)直接接入即可，該系統(tǒng)的反映速度較快，其編程較為輕易，數(shù)據(jù)的實時性也對比強(qiáng)，其性能的價格較高。

2系統(tǒng)軟件模塊

該系統(tǒng)的軟件模塊框架主要如圖2所示，其監(jiān)控系統(tǒng)的主界面開發(fā)平臺為VisualC#.net，其系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用的是SQLSever2000，經(jīng)過對數(shù)據(jù)庫的讀寫來完成遙控數(shù)據(jù)以及遙測數(shù)據(jù)的顯示，并下發(fā)遙控命令，對配置參數(shù)舉行調(diào)整與養(yǎng)護(hù)，查詢SOE事情與歷史數(shù)據(jù)。而通訊程序以及協(xié)議分析片面那么是通過VC++來達(dá)成實時性目的，利用串口來發(fā)送與接收報文，對接收到的數(shù)據(jù)實施報文解析并將其寫入到數(shù)據(jù)庫中去，把要發(fā)送的這些數(shù)據(jù)組織成為報文，經(jīng)過串口來舉行下發(fā)。對于養(yǎng)護(hù)跳閘等一些突發(fā)事情，將會經(jīng)過自定義消息和主界面程序來實施通訊?？撮T狗程序那么是用于奇怪處境發(fā)生的監(jiān)測，譬如死機(jī)，系統(tǒng)主界面程序與通訊程序每隔1s向看門狗程序發(fā)送一個自定義信息，若沒有發(fā)送那么說明程序的運(yùn)行中止。

系統(tǒng)主界面有電流棒圖、監(jiān)控系統(tǒng)主接線圖、電壓棒圖以及養(yǎng)護(hù)裝置圖等，主接線圖不僅可將各進(jìn)線與饋線的功率、電壓以及電流等實時電量信息實時的反映出來，同時各斷路器、養(yǎng)護(hù)配置圖、手車的分合狀態(tài)以及分布式養(yǎng)護(hù)監(jiān)控裝置的實際工作處境也會被實時顯示出來。系統(tǒng)的操作主要是通過菜單來完成，通過巡檢各類監(jiān)控設(shè)備，對遙測到的實時數(shù)據(jù)舉行采集，利用計算機(jī)來舉行分析并顯示在遙測數(shù)據(jù)表中；接著讀取刀閘開關(guān)和斷路器等遙信實時數(shù)據(jù)，并顯示在遙信表中。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫將SOE事情實時記錄下來，點擊操作界面窗口上所對應(yīng)的圖標(biāo)，可以更便當(dāng)?shù)夭樵兏鲾嗦菲髋c開關(guān)的狀態(tài)以及各路的功率值、電流和電壓，將當(dāng)前電路自身的狀態(tài)與短路電流發(fā)生的變化處境顯示出來，查詢記錄SOE事情的相關(guān)數(shù)據(jù)庫，將當(dāng)前遙信狀態(tài)以及遙測值打印出來。結(jié)果，點擊線路圖上各個斷路器以及開關(guān)來下發(fā)遙控命令并供給相應(yīng)的在線扶助信息。

3系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化技術(shù)

監(jiān)控系統(tǒng)所采用的SQL數(shù)據(jù)庫，因長期運(yùn)行，其歷史數(shù)據(jù)越來越多，就會展現(xiàn)“數(shù)據(jù)爆炸”等問題，對數(shù)據(jù)訪問速度將會造成嚴(yán)重的影響，甚者還會引發(fā)事務(wù)沖突而導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。對此，在面對海量數(shù)據(jù)的時候，可采取定期轉(zhuǎn)儲的方式，即每隔一段時間將歷史數(shù)據(jù)庫中一片面數(shù)據(jù)移出數(shù)據(jù)庫，這樣使歷史數(shù)據(jù)庫隨時只保持確定數(shù)量的數(shù)據(jù)，以此有效操縱數(shù)據(jù)量。

數(shù)據(jù)的查詢分外花費CPU時間，更加是在查詢大量數(shù)據(jù)的時候，計算機(jī)在等待數(shù)據(jù)庫返回數(shù)據(jù)往往會導(dǎo)致CPU時間過于慌張，以致于展現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。針對這種問題，在設(shè)計系統(tǒng)的時候，理應(yīng)由一個工程線程來特意負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的查詢，待該查詢線程收到來自于主線程消息通知以后，根據(jù)操作人員的要求來舉行數(shù)據(jù)庫的訪問，并執(zhí)行SQL語句，待數(shù)據(jù)返回后，將這些數(shù)據(jù)反應(yīng)給主線程，結(jié)果由主線程輸出。操作人員在發(fā)出查詢命令的時候，主線程就會立刻發(fā)出一個定向消息，通知查詢工作線程工作的舉行，同時指明結(jié)果數(shù)據(jù)的儲存區(qū)域。查詢工作線程在完成工作以后，相應(yīng)的也會向主線程發(fā)出一個定向消息，通知主線程其查詢工作完畢。這種方式不僅有效解決了CPU時間過于慌張的問題，同時在確定程度上還提高了其工作效率。3.2通訊協(xié)議的分析

采集電力系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)主要的方式為問答運(yùn)行法，其主站和各RTU間根本都是問答式。由于和多種監(jiān)控設(shè)備舉行通信，用于不同目的的監(jiān)控設(shè)備發(fā)出的協(xié)議格式也均有不同。對此，在監(jiān)控系統(tǒng)中，首先采用多個線程來完成多種數(shù)據(jù)的收發(fā)過程，在各個線程中分別完成其所管轄區(qū)域的協(xié)議后，接著將這些協(xié)議格式轉(zhuǎn)換為一個統(tǒng)一的格式，這樣就能利用一個線程來完成多個格式相類似的協(xié)議數(shù)據(jù)收發(fā)。

譬如，在系統(tǒng)中用于做特定養(yǎng)護(hù)監(jiān)控的ABB150JC與140JC，其通信協(xié)議具有好多一致的屬性，可利用同一線程來完成其數(shù)據(jù)的收發(fā)，這樣在裁減線程數(shù)目的同時，主線程對于用戶操作的響應(yīng)速度也不至于過慢。系統(tǒng)中的線程數(shù)目理應(yīng)結(jié)合實際的現(xiàn)場監(jiān)控規(guī)模來明確。在線程中，按照概括協(xié)議的特征，監(jiān)控主站和現(xiàn)場設(shè)設(shè)備的數(shù)據(jù)交換理應(yīng)采用不同機(jī)制，其中對于響應(yīng)較為快速的現(xiàn)場設(shè)備，可采取輪詢的方式，在每個子站輪詢時間內(nèi)完成一次完整的數(shù)據(jù)交換；而對于響應(yīng)對比慢的現(xiàn)場設(shè)備，那么可以采用時間片的方式。

3.3通訊協(xié)議校驗算法

在通訊系統(tǒng)中各站點間的通訊協(xié)議主要采用的是MODBUS串行通信協(xié)議，因輕易受到傳輸距離與現(xiàn)場狀況等各種因素的影響，各站點間的通訊數(shù)據(jù)經(jīng)常會發(fā)生一些無法預(yù)料的錯誤，為了制止這些錯誤帶來影響，在通訊的時候，理應(yīng)采用循環(huán)冗余碼來舉行校驗。

在該系統(tǒng)中所采用的CRC—16碼主要是由兩個字節(jié)所組成的。在校驗開頭之前，CRC寄放器的每一位均預(yù)置為1，接著將CRC寄放器和8—bit的數(shù)據(jù)實行異或，之后將CRC寄放器從高至低移位，