电器智能化若干关键新技术的进展

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1、电器智能化若干关键新技术的进展1大型企业供配电智能监控系统1．1概述大型企业供配电智能监控系统是利用网络技术和计算机技术对分布广泛的企业级电力配电网系统进行实时监视、控制、管理，结合电力领域专门的应用需求，来保证供配电系统的稳定运行的软件系统。大型企业配电系统具有以下几个特点：大型企业配电系统电压等级涵盖35kV、10kV、6kV、0.4kV等，有的有自备发电厂，配电网结构复杂，地理位置分布广泛；连接的各类设备总类繁多，数量大，设备的安装形式、智能化程度千差万别，需要对它们进行实时监控；支持的现

2、场总线类型多，支持的通讯协议类型繁多，包括设备厂商自定义的和基于标准通讯协议等；配电智能监控系统的规模会随着监控设备的增加而逐步扩大，这要求系统可以根据不同的规模适当裁减，结构灵活，适合分布式应用。在大型企业供配电系统的生产及管理过程中，需要完成的基本功能包括分布式的数据采集、实时数据交换、数据分析处理、历史数据存储、交互式人机界面、报警处理、操作控制等，同时针对配电网的当前或将来的运行状态需要具备有网络拓扑与动态着色、配电网状态估计、配电网潮流分析、配电网短路分析、配电网故障定位、隔离、恢复、

3、配电网网络重构等特定功能。大型企业供配电智能监控系统的目标就是要为企业的电力配调部门构建一套智能化信息采集和分析处理平台，进行信息融合、信息共享和决策支持。在一个比较典型的大型企业供配电智能监控系统中，终端配电设备广泛的分布在整个供配电区域中，通过现场总线连接在一起，组成终端设备层，完成信息的采集、保护的分布式控制，并就近集中到一个变配电子站进行信息的集中；各变配电子站和配调中心之间利用专用信道进行信息交换（如以太网、Internet或专线等），如果需要，配调中心可以同ERP、GIS等系统进行信

4、息交换。系统的拓扑结构将是一个分层分布式的结构形式，如图1所示。配调中心变配电子站变配电子站变配电子站终端设备层终端设备层终端设备层终端设备层终端设备层终端设备层专用信道……通信电缆图1分层分布式的系统构架1．2构建系统涉及的新技术1）以OPC为核心的系统集成技术用于过程控制的对象连接与嵌入技术(OLEForProcessControl，OPC)是一套用于工业自动化领域的接口规范，由OPC基金会负责制定，它为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁，使相对独立的不同应用程序结合到

5、一起成为可能。OPC规范包含一系列的预定义的接口集合。这些OPC规范集将工业自动化系统中数据的采集、分析和处理过程分解为一系列相对独立的标准接口，不同的领域应用系统软件可以遵循OPC接口来设计具有特定领域功能的软件模块，形成具有OPC接口的标准组件，系统构架则以OPC规范作为连接各个功能相对独立的OPC组件的软件总线。2）分布式实时数据采集技术随着信息技术的发展，各类智能电子设备的出现，电力系统中数据的采集、分发过程变得越来越复杂，系统需要处理各类备不同的接入方式、不同的通讯协议所提供的数据，数

6、据采集引擎就是专门为解决分布式的、多种类的数据源的实时数据采集而提出的一个概念。数据采集引擎定义为在分布式应用环境中构成的提供系统级数据服务的软件总线，它对系统涉及的各类数据源进行数据采集和转换处理，以标准数据接口或信息服务模型的形式对外提供数据服务，供各种高级应用软件进行进一步的应用和处理。数据采集引擎是一个典型的三层模型的结构，包含了一个信息流从输入到输出的复合映射关系。数据采集引擎以各种不同的形式采集数据源的数据，经过整理加工，以一种统一的数据组织形式对数据进行描述，再根据输出的需要，以O

7、PCDA接口的形式输出数据，它完成了一个由多对一到一对一的复合映射过程。利用数据采集引擎技术可以大大方便各类设备的接入，各类设备的I/O驱动程序可以设计成动态连接库（DLL）的形式，根据需要动态加载。3）分布式实时数据交换技术主要解决不同地理位置分布的子系统之间的实时数据交换问题。采用的通讯机制是支持一对多和多对多的分布式实时出版/定购通讯模型（RealTimePublish/Subscribe，RTPS）。它是构建自律分布系统（AutonomousDecentralizedSystem，ADS

8、）的基础，也是IDA组织（InterfaceforDistributedAutomation）构建分布式智能应用的所依赖的基本通讯模型。RTPS的思想为复杂的、广域分布的大型企业供配电智能监控系统的集成提供了很好的思路和解决方案。RTPS模型与传统的C/S模型有一定的差异，RTPS模型中的各个子系统之间是相互平等的，不存在依附关系，可以自主运作，但这并不表明它们不与外界交换信息。实际上，各个子系统不断向外界以广播方式发送信息，同时又根据各自需求接收来自外界的信息以为自己服务。这样一来，C/S模式