配电网集成监控系统的研制

论文摘要

配电网是电力系统中直接为用户分配电能的重要坏节。配电网自动化监控系统可以实现配电网运行情况下的监测、保护、控制、用电和配电网管理的自动化,对提高电力系统的可靠性和经济效益具有重要的意义。本文以韶关冶炼厂供配电系统为研究对象,研制了一个配电网集成监控系统。首先,按照分层分布式原则,本文设计了配电主站-子站-终端式配电网集成监控系统结构,其中,主站层采用光纤以太网双网结构连接,主站与子站之间采用光纤环网双网结构,终端测控单元采用485总线连接,各站端之间通过通信设备完成通信和控制。其次,文章介绍了子站系统结构。对于发电厂子站系统,本文将其测控装置以485总线的形式连接,利用多线程数据采集方法对多条总线并行采集,完成了数据的高速读取。对于中配子站系统,文章设计了其网络结构及其组态软件结构,将监控系统分解成诸多功能模块,对每个模块进行了单独的设计与实现;同时采用IEC60870-5-101电力系统规约实现了站内数据通信。最后,本文设计了110kV变电站主站结构。硬件上对重要设备的继电保护做了详细的原理分析和硬件配置选型,保证了电力系统的安全稳定运行;针对系统的时间同步问题,采用GPS同步授时装置,通过异步串行传送方式,实现了系统与标准时间的精确对时;为了保证了数据的完整性和一致性,文章实现了数据服务器双机热备功能,为系统提供可靠的服务。在主站监控系统的软件设计上,按照配电网自动化系统的功能要求,本文采用功能模块化设计,分别对操作控制台、实时数据展现、应用系统软件、系统管理模块以及安全防护等部分的软件做了设计,完成了多种形式的实时数据展现以及故障报警信息发布、智能化操作票管理系统、大型复杂报表系统、多功能数据查询、遥控以及各种管理功能,满足了用户需要,同时配备安全防护系统,保障系统安全稳定运行。目前该配电网集成监控系统已经正式投运,运行结果表明,该系统具有采集速度快,数据传输可靠,界面友好、操作简单、扩展性强等优点,满足了韶关冶炼厂变电站电力系统运行的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 配电网集成监控系统功能需求
• 1.4 系统设计方案
• 1.4.1 系统整体结构
• 1.4.2 系统网络通信方式
• 1.5 本文所做的工作
• 第二章 发电厂子站监控系统
• 2.1 发电厂监控系统整体结构
• 2.1.1 系统网络拓扑结构
• 2.1.2 监视量需求
• 2.2 发电厂数据采集系统
• 2.2.1 采集原理
• 2.2.2 系统硬件结构
• 2.2.3 基于多线程的数据采集软件实现
• 2.2.4 抗干扰措施
• 2.3 本章小结
• 第三章 中配子站监控系统
• 3.1 中配系统硬件网络结构
• 3.1.1 消防系统
• 3.1.2 视频监控
• 3.2 中配监控系统组态软件结构
• 3.2.1 软件总体结构
• 3.2.2 数据库模块
• 3.2.3 图形界面模块
• 3.2.4 报表处理模块
• 3.3 通信规约与数据通信
• 3.3.1 规约结构
• 3.3.2 传输帧格式
• 3.3.3 IEC870-5-101 在系统中的应用
• 3.4 本章小结
• 第四章 变电站主站系统硬件结构
• 4.1 分层分布式变电站系统结构
• 4.1.1 间隔层
• 4.1.2 过程层
• 4.1.3 应用层
• 4.2 微机保护装置的主要原理及其选型
• 4.2.1 继电保护硬件原理
• 4.2.2 变压器保护
• 4.2.3 母线保护
• 4.2.4 线路保护
• 4.3 GPS 时钟同步
• 4.3.1 GPS 接收机接收原理
• 4.3.2 GPS 授时同步装置在监控系统中的应用
• 4.4 数据服务器双机热备
• 4.4.1 系统结构及其工作原理
• 4.4.2 双机热备实现过程
• 4.5 本章小结
• 第五章 配电网监控系统人机界面的设计与实现
• 5.1 配电网集成监控系统软件结构
• 5.2 操作控制台
• 5.3 实时数据展现
• 5.3.1 以数据库为核心的电气绘图软件
• 5.3.2 实时数据展现
• 5.3.3 故障报警信息发布
• 5.3.4 模拟屏展现
• 5.4 应用系统软件
• 5.4.1 智能操作票生成及管理
• 5.4.2 大型复杂报表
• 5.4.3 遥控操作
• 5.4.4 智能化数据查询
• 5.5 系统管理模块
• 5.5.1 用户管理
• 5.5.2 设备管理
• 5.5.3 网络管理
• 5.5.4 日志查询与审计
• 5.6 系统安全防护
• 5.7 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读学论文期间的成果
• 致谢