1、1超高压变电所远程电力控制系统研究与设计摘要：超高压输电因其节能降耗的优势显著，其在电力传输领域优越性表现不俗，超高压变电所的建设也越来越多。变电所的增加，这对现场管理的强度也增大。当前计算机技术、网络技术和自动控制技术的应用已经相当成熟稳定。本文研究和设计了适于目前国内智能设备的超高压变电所远程电力控制系统，减少了管理人员不必亲自到生产现场便能够及早地发现问题、解决问题。 关键词：超高压输电；远程控制；现场总线 ；PLC ；DCS 中图分类号：TM51 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 本文采用 PLC、DCS 以及现场总线技术，在基于 Web 服务器、HTTP和 TCP/IP 上，设计
2、出了超高压变电所远程电力控制系统。此系统能够实现远程访问本地的实时数据，在终端可以利用浏览器控制超高压变电所的现场，达到了远程控制、管理和维护的目的。随着智能检测仪器和控制技术的出现，计算机技术、PLC 和 DCS 技术在控制系统中的应用越来越广泛。在电力控制系统中，能够及时发现问题、解决问题，而不必亲自到达生产现场，节省了人力和物力。 1 硬件设计 基于分布控制系统的构造原理，该系统硬件的设计是按照 DCS、PLC以及控制技术组成了一个三级控制网络。将计算机作为系统的上位机，2利用 Web 服务器通讯服务程序跟实时数据库进行通讯，从而对所有控制点进行集中控制，这一级称为交互级；应用 PLC
3、和 DCS 作为系统的控制核心，利用现场总线对各个控制点进行分散控制，这一级称之为核心控制级；现场控制级包括直流系统、现场设备、变送装置和传动装置等通过各自的现场总线与其 PLC 或 DCS 相对应，这样做的目的是脱离控制级并独立运行，从而提高了安全性1。此控制系统的硬件设计框图，如图1 所示。 2 软件设计 2.1 系统流程图的设计 超高压变电所远程电力控制系统的下位机的主流程在系统初始化开始后，其主要职责是完成现场数据的采集与计算，对采集的参数进行判断， 判断其是否正常，并与系统建立实时通讯，然后将判断的数据实时反馈到显示终端，显示终端的功能能够对传输的参数进行报警以及对参数实时调节2。超
4、高压变电所远程电力控制系统下位机主流程图，如图2 所示。其中关于警报程序的保护子程序是控制系统中的主要部分。控制系统中各参数数据正常与否，都是依赖警报子程序做出判断。进而控制系统确认是否对其报警，报警后结束，为了数据的准确性，子程序会对数据进一步核实，假如控制的数据有不正常项。电力控制系统将启动数据调节，对不正常数据进行调整，数据正常化后，将数据返回下位机主3流程图，从而进行周而复始的实时控制。次子程序的存在，减少了误报警造成的经济损失和恐慌。 2.2 系统控制运行软件的设计 超高压变电所远程电力控制系统上位机控制站运行软件的现场控制功能的执行过程，如图 3 所示。此上位机控制站运行软件的主要
5、功能是现场控制和过程管理3。首先现场控制功能，其通过 PLC 和 DCS 直接负责现场各类功能设备的检测、诊断以及所有回路的控制的方方面面；再次是过程管理功能，其完成当前的运行状况、所有被控数据的动态显示、被控量的变化曲线趋势等。 依靠功能模块组态法实现了远程控制系统控制算法组态的实现4。该功能模块组态法的远程控制系统的控制回路，如图 4 所示。此过程图显示，其过程在系统的每一个采样周期将在其对应的一个运行周期内完成相关运算，数据在实时传输时，采样、运算和输出形成一个闭环运行，这样便不断的运行下去，从而与上位机控制站运行软件的现场控制程序共同完成远程实时控制。 3 远程电力控制组态系统的设计
6、在当前网络软、硬件基础条件上，结合国内、外先进工业控制软件中关于远程控制部分的多方面优缺点，设计出了此组态系统软件5。该4远程控制软件由运行在服务器终端的通讯服务器、Web 服务器以及运行在客户终端网页中的 Java Applet 组成，如图 5 所示。此次设计的远程电力控制组态系统，不仅加入了多方同时控制功能和优化通信网络功能，并且增加了严格安全性控制功能，确保该系统在运行时能够稳定、可靠。4 结束语 远程电力控制系统有如下特点： (1)硬件设计上依靠现场总线技术，采用三级分布控制网络技术，将现场控制级与控制级相互独立运行，大大提高了系统的安全性能。 (2)该系统在下位机控制软件设计方面增加
7、了警报确认装置，不仅减少了误报警引起的恐慌，而且减少了误报警造成的经济损失。 (3)在通信服务器设计方面，实现了多线程异步 TCP/IP 网络技术，应用了一个监听连接请求线程，实现了多方同时控制技术的功能；而且还通过应用口令、数据加密、指纹、自动报警、IP 地址过滤等加密技术，保证了系统的安全性能。 参考文献： 1 张继军超高压变电所计算机控制系统与智能设备互联实施分析J河南电力.2003（4） 2 赵斌，宋立群，孙兵基于组态王 6.0 变电所检测控制系统J工矿自动化.2005（3） 53 杨宗未来 500KV 变电所二次系统的设计研究J吉林电力.2001.4 4 李前进,左为恒,李昌春基于 Profibus 现场总线技术的楼宇设备控制系统J.低压电器.2008（10） 5 蔡晓莲，李平计算机网络安全威胁及防范策略的探讨J.网络与信息.2009.6
