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力控监控组态软件在电力功角监测系统中的应用

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供稿:中国工控网 2016/1/22 10:29:55

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  • 关键词: 组态软件应用 力控监控组态软件 电力功角监测系统
  • 摘要:本文介绍了力控®2.6 监控组态软件在电力功角监测系统中实现后台数据接收、分析处理及显示等功能的应用情况,并展望了其在电力行业中的应用前景,同时也提出了一些电力应用方面的建议。

1  引言
  随着计算机软硬件技术及通信技术的飞速发展,电力系统中的发电厂、变电站、电网调度等自动化监控领域都在加快应用新技术的步伐。许多电力监控系统都希望利用组态软件提高监控水平,整合扩展监控内容。根据电力生产的特点,自动化系统对数据采集的实时性和监控的可靠性有着很高的要求,所以采用的组态软件首先必须有很好的实时性与可靠性。此外,提高监控系统的开发、应用效能和增强现场运行的易用性,以及及时的现场服务,也是自动化发展中需要考虑的重要因素。据此,设计人员综合考虑了三维力控公司的力控®2.6监控组态软件(以下简称“力控组态软件”)在以上几方面的特点,选择将其作为电力功角监测系统的后台监
管平台,实践证明,基本达到了预期应用效果,现将其应用情况作以简单介绍。

2  力控组态软件在电力功角监测系统项目中的应用

2.1  项目背景介绍
  电力系统功角是反映系统稳定性最主要的状态量。实时测量功角,一方面调度员能实时监视系统母线电压(或发电机内电势)和功角变化,及时发出调度令;另一方面,系统分析人员可以提取电网动态参数用于对电网离线分析计算模型进行校核等。因此,电力功角监测装置及其相关系统的开发、研制和广泛应用可以为电网的安全稳定运行提供有效的保障。
2.2  项目实施方案
  电力功角监测系统结构如图1所示。系统的后台管理机利用力控组态软件形成SPMS软件平台。历史数据库可分布在多台后台管理机上,采用以太网连接。设计每一后台管理机可同时接收多个现场功角监测装置PMU的上传数据,并对实时数据进行初步判断、处理和分析。此外,SPMS软件平台具有网络浏览、高级分析应用数据接口等功能。

   项目目前已进入现场试运阶段,前置机端分别安装在河北省姜家营500kV变电站、韩城220kV变电站和徐庄220kV变电站,后台管理机暂放置在华北电力科学研究院。通讯方式采用电力专用MODEM,暂定通信波特率9600bps,数据包接收间隔100毫秒。此项目目前正在与华北电力集团调度局、三维力控公司通力合作,近期完成高速网络通信方式,并扩展软件平台的功能。

2.3  力控组态软件应用方法
(1)  监测内容

               图2  监测点的设置画面

  本项目中需要采集各变电站或发电厂的母线电压(1~2组/厂站)、频率、流过主要线路或变压器的潮流(8组/厂站)以及各个现场的GPS时钟等。所有数据可以方便地在组态环境中应用“实时数据库→数据库组态”完成相应量值的定义。此外根据监测处理的需要,还自定义了定值点等多种点类型。监测点的设置如图2所示。
(2)  数据采集
①  数据采集间隔保持100毫秒,驱动程序与数据库处理程序的数据交互采用多线程自动完成。经过多次的RTDS数字模型试验,力控组态软件保证了在多站端同时通讯时的稳定性和快速性。
②  由于通道故障或装置异常等原因未接收到站端数据时,可以使用“提取数据”功能,通过通讯驱动执行取数据命令,并由驱动程序将补充数据插入到历史数据库的相应时标位置。
(3)  数据处理
①  在应用程序初始化程序段中,使用力控组态软件中提供的间接变量对所有模拟量和状态量作了二次定义,以便于在数据计算应用中做数据替换或循环操作。
②  在“数据改变动作”等动作脚本的应用中,使用力控组态软件内置的过程语句编辑了多种逻辑分析模块,以最简便的方式实现了核心逻辑判断。动作脚本编制如图3所示。

                图3  动作脚本编制画面

③  故障、报警以及各种操作事件,如模拟量的幅值越限、状态量的变位、计算出的功角差变化、通讯设备异常等,可以通过“报警记录工具”或“数据表控件”以不同形式记录下来。
(4)  画面显示
动态画面显示是组态软件的优势。
①  在力控组态软件中绘制电气接线图或流程图,使用“工具箱”并结合“动画连接”功能,可以在极短的时间内完成图形绘制、颜色定义、数据输出、动画效果、操作连接以及相应的逻辑功能设定。
②  该项目编制了四个信息显示子窗口,可以任意切换显示多厂站模拟量的实时趋势曲线、功角差盘表信息、厂站潮流信息及装置状态信息等内容。还编制了历史趋势曲线分析窗口,可以同时查询、分析多个厂站的功角差历史状态,从而以最直观的方式进行分析工作。
③  通过力控组态软件提供的多种绘图工具和控件编制了一个管理信息组合窗口,如图4所示,用以动态设置定值、厂站线路名称、测量基站、设备信息、使用权限、校对时钟及管理信息等内容。

              图4  管理信息组合窗口画面
(5)  Web浏览
  由于Internet/Intranet的广泛应用,可以将处理后的功角监测信息通过Web形式发布到网络上,为电网运行管理人员提供共享的参考信息。通过力控组态软件中的“DrawCom控件”和“Web发布”功能非常方便地实现了Web浏览。

3  力控组态软件在电力应用中的前景及建议
  本文讲述的应用案例仅是电力应用中的一个前沿分支,尚处在起步阶段,仍有大量的技术内容需要充实,但可以肯定该项目中所体现的技术是电力自动化发展的重要组成部分。目前,力控组态软件内部处理性能较以往有了很大的提高,而且在网络分布应用上又有着传统的优势,已经为电力监控应用打下了坚实基础。但需要指出的是,作为监控软件平台必须具备与多种电力专用设备无缝连接的能力。目前电力自动化管理部门已要求全面实施设备通信连接规范化,因此,当前力控组态软件需要尽快开发完善电力专用的通讯功能模块,用以适应IEC870-5、DNP3.0、CDT、SC1801等规约的要求。

审核编辑(王静)
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