北京航天城变电站自动化监控系统

摘要

采用先进的科学技术和先进的生产设备，是减少劳动损耗，增加社会积累的重要手段之一。随着计算机技术、网络技术在电力系统应用的逐渐推广，人们对其性能提出了更高的要求。国内的相关科研人员为此进行了不懈的努力，先后开发出了多种类型的电力自动化监控系统。从早期的程序存储式集中式电力监控系统到现在的分散分布式监控系统，电力自动化监控系统取得了长足的发展，其性能也得到了很大的提高。但是在通用性、实时性和监控的正确率等方面仍然存在不足。本文介绍的电力自动化监控系统，通过在北京航天城的实际应用，试图为解决上述问题做出一点尝试。随着电力工业的迅速发展，用户对供电质量和供电可靠性要求越来越高，这就需要供电部门提供安全、经济、可靠和高质量的电能。配电网自动化的大力应用，将现代计算机技术、通信技术和网络技术集于一体，对配电网上的设备进行远方实时监视、控制和有效的管理，这是电力系统现代化发展的必然趋势。 本文结合实际课题的研究过程，总结国内外对此类系统的研究成果，通过对电网结构和变电站综合自动化监控的全面分析，提出了运用数据库、网络、监控软件、开发操作票等方法来实现变电站综合自动化监控系统的方案。 本文首先论述了电网自动化监控系统的选题背景和此类系统的发展与现状；根据航天城电力网的结构和变电站的类型、设备属性、通讯模式、结合倒闸操作的实际需要认真进行了分析；在此基础上，通过面向对象的方法来描述电力系统的拓扑结构和设备参数，建构了一个直观的、层次分明的数据结构；并通过运用组态软件平台以及使用面向对象编程语言和数据库管理系统实现了系统的开发；采用网络技术和通讯协议建立了高可靠性的硬件组网，实现变电站的自动化监控；并用技术保证了逻辑推理的正确性和监控的准确率。 对于本文论述的变电站自动化监控的关键技术，比如数据的查询与应答，数据库的维护与修改、现场总线技术、网络通讯等系统，通过一段时间的检验，证明其具有使用方便，易于维护，准确性高，处理问题能力强等优点，较好地实现了航天城变电站的综合自动化，为科研试验任务的电力保障提供了有力的支持。

目录

文摘

英文文摘

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致谢

1绪论

1.1选题的背景和意义

1.2变电站自动化监控系统研究现状

1.2.1发展过程

1.2.2功能与结构形式

1.2.3存在问题

1.2.4变电站自动化系统的发展方向

1.3基于组态软件的变电站自动化监控系统的设计可行性

1.3.1变电站自动化监控系统简述

1.3.2用组态软件平台建造系统的适宜性

1.4系统总体设计及完成的工作

2变电站自动化监控系统分析

2.1供电系统的结构

2.1.1航天城配电系统的主要结构

2.1.2主要变电站主接线图

2.2变电站自动化监控系统的基本规程

2.2.1系统的工程要求

2.2.2系统配置的基本原则

2.2.3应用架构设计

2.2.4系统具体组网结构设计

2.2.5系统具体组网结构设计说明

2.2.6变电站自动化监控系统硬件配置

2.2.7系统性能指标要求

3软件系统研究

3.1系统软件功能

3.1.1软件配置

3.1.2数据采集

3.1.3人机交互

3.1.4故障报警和记录

3.1.5故障录波

3.1.6报表管理趋势曲线分析

3.1.7系统管理及故障预测

3.1.8安全保护

3.1.9系统自诊断自恢复与扩展

3.1.10 web浏览、时钟及对时

3.2界面设计效果

3.3软件开发流程

3.4软件系统功能总体框图

3.5开发平台描述

3.5.1功能概述

3.5.2软件选型及优点

3.5.3安全性要求

3.5.4开发过程

3.6基于EpSynall-SA平台的软件开发

3.6.1系统开发要求

3.6.2重要功能的软件机理

3.6.3软件主要性能指标

3.7软件的设计过程

3.7.1变电站元素的建立

3.7.2网络节点的建立

3.7.3采集规约及采集通道的建立

3.7.4场站通讯配置

3.7.5函数的使用

3.7.6后台语言

3.7.6数据库的建立

4系统通讯

4.1仪表通讯及MODBUS通讯协议的关键技术

4.2 2000R+网关通讯

4.3数据采集通道及规约处理

4.4ModBus协议

4.4.1传输模式

4.4.2通信帧格式

4.4.3差错校验码

4.4.4功能要求

4.4.5具体通信的实现

4.4.6具体工作流程图

4.4.7 Modbus规约在本系统的特殊使用

4.5系统通讯主要性能指标

5变电站操作票专家系统数据库设计

5.1数据库设计的原则

5.2实体—联系模型(E-R模型)

5.3逻辑结构的设计

5.4物理结构的设计

5.5数据表的设计

5.6数据库的维护

5.6.1数据存储的通用性

5.6.2数据的安全性

6变电站操作票专家系统的实现

6.1开发工具的选择

6.2操作票推理机原理

6.3系统的总体构成

6.4系统的主要功能及实现方法

6.4.1自动开列操作票

6.4.2修改及打印所开票

6.4.3历史票查询开票

6.5系统数据库

6.6系统特点

6.7操作票专家系统的测试与运行

6.7.1软件测试情况

6.7.2系统运行情况

6.7.3系统运行中发现的问题

7结束语

7.1本文完成的主要工作

7.2系统实施效果

7.3本系统的不足

参考文献

附录

作者简历