石化行业电气微机监控系统的实现

　　摘要：变/配电所是石化行业动力和能源的核心，电气微机监控系统是供电系统安全可靠运行的保障，本文结合石化行业对配电系统安全管理的需求，对微机监控系统进行了规划和设计。
　　关键词：电气微机监控系统，石化行业，安全可靠运行
　　1引言
　　对于石化行业来讲，变/配电所是其动力和能源的核心，供电系统的安全可靠运行能够提供高质量的电能，是石化企业正常生产的基础。一般情况下，石化企业的供/配电系统是从电网运营商接入几路电源，引入企业的变电所，在经由区域变电所，分配至装置变电所。电气微机监控系统是供电系统安全可靠运行的保障，监控系统的部署能够通过计算机网络，实现对变配电所运行状态和数据的实时监控，并实现与调度中心的信息交互。
　　2微机监控系统的具体设计
　　微机监控系统的主要用途是对电气设备进行实时的监督控制，及时向运行人员提供相关的数据，这类系统由于涉及到的监测范围较广，对时间要求严格，因此需要一个功能强大的平台来支持其运行。
　　2.1系统总体设计规划
　　微机监控系统首先要实现对设备的运行数据进行采集，还要通过相关接口与监控站和服务器进行交互。因此，系统应能够向用户提供统一服务，并屏蔽对下层各种不同设备的操作。本文所设计的系统采用基于CORBA标准的平台，按照遵照面向对象和模块化的思想进行设计，其整体规划如下图所示：
　　
　　图1：微机监控系统整体规划
　　2.2系统拓扑结构设计
　　按照石化行业的电气规划，微机监控系统拓扑结构如下图所示：
　　
　　图2：微机监控系统拓扑结构
　　微机监控系统拓扑结构从系统功能上分为两个层次：现场间隔层和站级管理层。其中，现场间隔层包括继电保护装置、电力参数测量仪表等各种智能设备，作为一次设备和二次设备的结合面，主要功能是对各类参量进行实时监测，如电气量、设备的状态量等；站级管理层的主要设备是前置机，主要功能是数据采集、数据处理、数据存储等，并实现数据汇总、数据交换、逻辑判断、命令下达等功能。
　　2.3软件功能模块设计
　　结合石化行业电气需求和实际特点，可以将微机监控系统分为数据采集和数据处理两大方面的功能。如图所示，数据采集包括测量点配置模块、任务配置模块和驱动管理模块，数据处理包括生数据转换模块、变量管理模块、报警管理模块、数据发布模块等。
　　
　　图3：微机监控系统功能结构
　　（1）数据采集功能
　　石化行业微机监控系统对遥测、遥信、电度、数字量等数据进行实时采集，可以将所采集的数据划分为模拟量和状态量，前者包涵盖了有功功率、无功功率、电流、电压、补偿电容电流、直流电压、频率等；后者则包括断路器位置、隔离开关位置、故障过流信号、设备状态、开关储能信号、重合闸动作信号、保护动作信号或事故信号、通道状态等。
　　a. 测量点配置
　　测量点配置的功能是提供通用接口，以实现硬件设备的访问。需要配置的与测量点有关的数据有：测量变量、变量类型、变量说明、驱动程序、初始值、生数据转换公式、限值、记录标识。
　　b.任务配置
　　通过任务配置，能够有效的管理数据采集和控制任务。任务配置的主要内容包括：测量点名（配置测量点的设置）、任务触发方式（规定任务触发的机制）以及任务（对驱动程序提供的函数进行调用）、优先级（任务的重要程度）。
　　c.驱动管理
　　石化行业微机监控系统要对现场智能设备进行管理，因此需要与大量的驱动程序进行交互。驱动管理的功能是驱动程序的基本操作和属性进行定义。
　　(2)数据处理功能
　　a.生数据转换
　　“生数据”指的是从底层智能设备读取的原始数据，由于智能设备类型较多，生数据也相应具备多种形式。以编码模式为例，有二进制码、十六进制码、BCD码和ASCII码等，因此，需要进行解析，以得到有明确物理含义的数值。
　　b. 变量管理
　　一个具体状态量的获取，有时需要通过其它的测量值来确定。变量管理的功能是允许用户通过编辑开放的规则库，来对新的变量进行定义，从而能够在无法直接获得某些变量时，通过所定义的变量间接得到其数值。
　　c.报警管理
　　石化行业微机监控系统以消息处理机制来支持报警系统的实时执行，报警信号可以分为以下类型，分别是越限报警、变位报警、事故报警等。通过对所测量的位置的信息进行配置，合理设置报警上限、下限、报警延迟标记、报警延迟时间、报警累计次数，实现报警管理。
　　d.数据发布
　　数据发布包括实时数据发布、报警事件信息发布、异常信息发布等，将各类数据以两种方式传输至监控站或服务器，分别是主动方式和被动方式。主动方式实现实时性要求高的报警信息发布，被动方式则实现不太重要的数据报警信息发布。
　　e.存储策略
　　存储策略对重要数据进行备份。实时数据的存储通过对测量点的配置来进行管理，而报警数据、异常处理数据应在本地数据库做好备份，以便进行故障分析和日后查询。
　　f.遥控
　　遥控操作需要比较高的权限，主要是指对电气线路中断路器的分合闸操作。因此，必须调用安全服务来确认操作信息和操作人员的权限。将不具备权限的命令或者源地址不匹配的控制命令进行屏蔽，以保证系统运行安全。遥控命令的安全架构如图：
　　
　　图4：微机监控系统遥控安全架构
　　3结束语
　　本文结合石化行业对配电系统安全管理的需求，对微机监控系统进行了规划和设计。通过建立总线网络，以基于计算机和网络技术的数据采集和数据处理为基础，实现了电气微机监控系统。
　　
　　参考文献：
　　[1]丁书文，黄训诚，胡启宙．变电站综合自动化原理与及应用．第2版．北京：中国电力出版社，2008，2-6
　　[2]唐涛，诸伟楠，杨仪松等．发电厂与变电站自动化技术及其应用．第一版．北京：中国电力出版社，2009，31-34