基于LabVIEW的电网调度远动故障监控系统设计与实现

摘要

现在电力系统的发展使得电网的规模越来越大，结构越来越复杂，不同区域之间的联系也越来越紧密，这就使得系统中所发生的故障对系统本身的影响也随之扩大；同时伴随着国民经济的不断发展，用户对电能质量的要求也越来越高。由于电力系统故障本身的不可避免性，为了能在系统故障以后迅速地判定故障区域，判别故障性质以及相关的保护动作行为是否正确，并据此对系统进行事故后的快速恢复，就需要有实用高效的故障诊断系统为调度员的决策提供辅助判据。 电力系统故障诊断的可靠性，快速性直接关系到电网自动化水平。针对华东电网厂站监控系统的故障结构特点，本文通过故障树分析方法进行了故障诊断模块的设计与实现。在此基础上，本文着重对系统的用户组态功能进行了设计，给出了基本功能较完备的用户维护界面及其后台实现。 本系统的上位机监控模块采用LabVIEW编写，其形式灵活，程序模块化，结构清晰；采用面向对象的方法和概念，便于软件的开发和再利用，编程思想更接近于工程思维。 本文进行的主要研究工作如下： 1、在使用传统故障树结构的基础上，将常规逻辑运算和非常规逻辑运算统一为加权和的形式，给出了一种新的完整的故障树分析方法。 2、提供了较为完整的实时监控系统整体解决方案，包括数据库的设计，维护接口的设计等。 3、给出了基于配置文件的用户组态模块主体功能的实现。 同时，本文涉及到了大量的LabVIEW常规功能的实现。涉及到LabVIEW数值、布尔、字符串等所有基本数据类型的使用，涉及到基本数学运算、类型转换、对数运算等绝大部分的数学运算，涉及到本地变量、全局变量、数组、簇的使用，涉及到for循环、while循环、顺序结构、选择结构、事件结构、基本公式节点、属性节点等所有LabVIEW基本结构，涉及到文件操作、数据库操作、对话框、子面板、子vi动态调用等LabVIEW常用软件设计元素。其中有很多独创性的应用，也有许多过于牵强的探索或者不是很成功的尝试，因此本文也可以作为对G语言开发通用软件尤其是通用组态软件的全面尝试，为相关领域的科研和工程人员提供借鉴。 本文第一章中简要的介绍了国内外故障监控系统的概况及几种当前较通用的组态软件，介绍了本文所使用的开发工具LabVIEW的数据流特性及程序特点。 在第二章中，简要的介绍了传统基于最小割集的故障树分析法原理。 第三章和第四章为本文的核心内容，总体上遵循任务提出->理论比较->关键功能解决->总体方案设计的顺序对电网远动监控系统的实时故障诊断模块及用户组态模块进行了设计。 在第五章中，对LabVIEW软件设计的三层式设计思想进行了简要介绍，在此基础上给出了本系统的整体架构思想和各模块的接口规范。给出了实时进程和用户维护模块的交互界面。 在文章的最后，对论文进行了简要的总结，对论文存在的缺陷和需要进一步改进的内容进行了说明。