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摘要 ：在电力系统向信息化、智能化和标准化方向发 展背景下， 电力企业现有电力调度监测系统由于过于依靠 手工作业而导致效率较低， 无法满足不断增长的用电监控 服务需求及安全风险控制需求，所以，电力企业有必要研 发一套新一代电力调度监测系统， 使其可以更有效地对电 力调度进行监控，对电力系统的运行状态进行监控，为电 力企业今后的监控服务发展，引导其向精益化、智能化方 向发展。本文所研究的电力企业的供电监控系统，基于不 断发展的智能电网， 它能对变电站内的电气设备进行数据 的数字采集，具有变电站的集中监控、无人值班管理的能 力，可以满足智能监控服务的需求，还可以对重要数据进 行全面分析，进行智能预测告警等方面的扩充，实现数据 互通， 系统互联。
关键词 ：监控系统,研究现状,需求分析
1 研究背景和意义
随着电网向高科技、智能化方向发展， 用电生产模式、 管理过程、电网运营技术日趋成熟，构建“智能电网”已 是电力行业发展的一项重大方向， 提升电网的运行效能与 保障能力，对于确保电网的安全、可靠运行具有十分重要 的意义。本文所探究的电网企业供电调度监测系统，在对 其进行设计的技术、工具和平台的基础上，对当前的监测 服务进行分析，从每一个功能点开始，一直延伸到了商业 的整体目的。随着信息化的到来，智慧电网的构建也从单 纯的理念走向了实际的应用，所以，本文所构建的电能质 量监控体系必须与智慧电网的发展紧密结合， 使监测数据 的数字化、信息化和标准化程度大大提升。
2 国内外的研究现状
在电力工业中，供电调度监测系统是保证供电企业的 供电安全的重要一环，它还是一种通过科技化、自动化、 智能化手段来提高对电网监测效能与控制水平的一种集 成体系。用电调度与监测系统既是操作人员的“千里眼” 与“顺风耳”，又是操作人员的远距离“遥控器”，它可以 使操作人员对装置的工作状况进行及时了解，做出判断、 判断和处理。所以，国际上的电网调度监测体系的发展进 程都离不开电脑的发展， 下面就是对这一领域的研究状况 作一简单的概述。
2.1 国外研究现状
在国外，电网的发展大致经历了四个时期，第一时期 为 60 年代后期到 70 年代，它是利用一种简易的线路，把 少数重要的电能模拟信号上传给地区调度中心， 这一时期 的发展还远远没有同电脑技术相分离， 只能监测很少的数 据，而且还可以通过远动信道上传到一个静止的模拟显示 屏上，这样就存在着可监测范围小、数据精度低、传输距 离短等问题。
第二个时期为 80 年代，它使用了把监测系统安置在一 个较早电脑系统中，系统监测能力就会得到很大程度上提 升，而这个系统能够对更多数据进行及时了解，但该系统 没有进行判断、分析和报警等功能，而且它的使用效率很 低，并且没有联网功能， 系统也是一个相对封闭的系统。
第三个时期为90年代，随着现代计算机技术、通信技 术的运用，电网调度监测体系得到了飞速发展，数据处理 性能得到极大的提升。该体系具有一些开放性的架构和网 络的功能， 能够实现中央的远程监测。但是， 对于海量的数 据的处理与分析， 还缺乏一些相关的技术手段和交互作用。
从2000 年开始，尤其是最近几年，第四期的发展尤为 迅速，电网调度监测系统是一个全面开放的系统，它提出 了数据的共享、传输和应用，每一个子系统之间都有一个 交互界面，最大限度地发挥了数据的作用。随着电脑的飞 速发展， 该系统的数据分析、处理和预警能力也越来越强。
从国际上看，当前国际上的电网调度与监测技术的发 展大致可以为三个方面。
（1）电网调度监测系统一般是能源管理系统（EMS） 中一个子系统，它通过站端采集设备、远动设备来采集并 上传到调度主站， 通过主站系统对站端设备进行监测或控 制，从而达到“四遥”的目的，使设备基本趋于数字化和 智能化。
（2）为了增加通信容量，在建立电网监测和调度体系 时，需要大规模地利用高带宽的光纤通信来增加通信容 量，在容量比较低的地方，可以利用无线组网的方式来实 现对基础监测服务的覆盖。为了保证电网的安全性，一般 都会在变电站和调度主站之间设置密码设备。
（3）新一代电能监测系统正向着人工智能的方向迅速 发展，以降低人力成本，提升监测的效率。通过对电能监 测系统进行智能化处理， 使电能监测系统能够在不人为干预的前提下，对所采集到的远动信号进行准确识别，并对 其进行预先设定的状态或决策，从而对装置进行远程操 控，达到改变系统运行模式、改变潮流运行态势或者恰当 处理电网事故的目的。
2.2 国内研究现状
我国电网调度监测体系最早期的电网监测体系建立 于 80 年代，尚未纳入能源管理体系，能够从重要变电站 获得有限的遥信数据， 而且仅仅采用了载波或者有线的通 讯，监测效率低，显示效果差。伴随着国家的高速发展， 传统的电力监测体系在信息科技的飞速发展下， 难以适应 电力企业的发展需要，集中式、远程化、数字化、智能化 的电力监测体系是其变革与发展的必然方向。
当前，国内采用的电网调度监测系统种类繁多，种类 繁多， 其特点如下。
（1）制度构建缺乏统一规范。没有一个规范监测系统 研发，每个厂商的系统都是参考了外国的发展方式，按照 客户的需要（其中也有各种当地的小电网公司）来进行研 发，这使得在不同的使用者间很难实现信息的互动与共享。
（2）缺乏可扩充性，难以实现可维修与更新。在研制 之初，这些设备就是根据其功能要求而配置的。在后来的 供电企业中，由于监测电厂的数目越来越多，监测的范围 越来越广，最初的功能要求越来越不能适应，维护不便， 花费较多。
（3）系统工作状态简单，兼容性不强，无法适应供电 企业的实际需要。不同厂商的软件通常都是在一个特定的 软件开发平台上进行操作，其用法也受到了很大的限制， 无法满足不同的软件之间的使用要求， 也很难满足不同专 业和水平的员工的需要。
3 电力调度监控系统需求分析
3.1 系统功能性需求分析
在智能电网上的电能调度监测系统，就是可以用数字 的方式，把用电状态和异常的信息，实时地向电力企业的 监测值班人员反馈。所以，这个系统功能实施主要由数据 的管理、采集、传输（交换）、统计和告警显示等几个方面 来进行详细的介绍。
3.2 系统管理功能需求
系统管理模块可以看作是一个基本的功能，是一个系 统关键，也是一个窗口，通过这个系统管理模块，可以定 义、修改系统的各种功能，根据不同的帐户权限，获得各 种操作功能，为使用者提供了一个非常关键的功能。系统 管理模块包含了帐户和权限管理， 可以对各个层级的帐户 进行定义，适用于电力公司的一线值班员、管理者等 ；其次，系统管理模块包含了一个具有一定权限的用户，能够 查询、修改、删除、备份、传输和恢复的数据库。
3.3 数据采集功能需求
数据收集模块用于收集变电站断路器状态、有功、无 功、电压值、电流值、频率、保护装置信息、通信装置信息 以及通信装置信息等。当前，主流的数据获取设备都是采 用 RTU（遥控终端设备）来实现的， 它可以获取状态量（遥 测），也可以获取数字量和AC频率。本课题以智能电网为 基础的供电调度监测系统， 它在采集设备的后端加入了一 个变换器，将各种种类的数据都转化成了数字的，方便了 对各种数据进行统一的集成和传输。对于各个设备的厂 商，要按照需要进行统一的接口，进行统一的规约设计。 也可以方便地根据用户的需求， 将其扩大到更大的范围。
3.4 数据传输和交换功能需求
在智能电力系统中，监测数据是通过专门光纤信道进 行的。现在的调度监测系统包括了数据采集网络、前置服 务器以及有关的接口装置， 它具有一个单独的数据采集渠 道，可以通过调度数据网络来采集工厂的数据，并可以向 工厂车间下达远程控制指令。
3.5 数据统计功能需求
在电网运行监测中，由于要产生海量的数据，所以必 须建立一个高效稳定的数据统计模型。利用专门的监测数 据处理服务器以及大容量磁组排来实现对数据的统计和 存储，并且根据数据的重要性和种类对其进行了分类，从 而建立了一个高效的数据汇总中心。
3.6 告警功能需求
报警功能是电力调度监测系统中的一个非常关键的 环节，报警功能模块可以对大量的监测资料进行分析，对 电网中出现的各种故障进行及时的预警， 从而降低手动查 询数据的次数，降低人力资源消耗。报警功能可以根据需 求，对某些普通的提示进行筛选，通常用于在发生了故障 及异常后， 由操作人员进行处理。
3.7 系统非功能性需求
供电公司现行的电网调度与监测系统投入使用时间 较长，其硬件设施基本处于全面停工状态，零部件短缺， 事故发生率攀升，维修工作难度大，工作可靠性降低。当 前的系统存在着数据库体系不够完善、插件数量过多、操 作界面卡滞等问题。通过对区域电力网络的调度与管理， 将极大地改善区域电力网络的运营质量， 增强区域协调工 作的效率与可靠性。针对“大运行”的建设需求，在专业 层面上，要强化与调度业务深度结合，在管理层面上，要 强化各级调度部门之间的数据资源的分享， 并对配电网络 的自动化主站的构建方式进行了改进， 在小城市可以通过区域调度控制系统的方式来建立一个分布式配电自动化 系统，把所有应用都放在一个统一的平台上，这样就可以 充分利用所有的数据， 对各个电网数据进行全面的分析和 运算，从而使地调和省调之间的模型、图形、实时数据和 计算资源得到充分的利用，增强对电力市场的监管能力， 使之能够更好地服务于电力市场， 推动“大运行”的发展。
3.7.1 顺应了发展中的智能电网需求
电网快速发展，负载特征日趋复杂，已有的调度与监 测系统软件功能较为简单，稳定性与可靠性不足，无法支 撑电力网络的稳定与稳定， 也无法与智慧电网的发展与建 设需求相匹配。在智能电网的不断发展下，对企业的生产 经营方式以及对电网的调度与运营过程都有着全新的需 求，因此，为了能够更好地适应智能电网的发展与建设， 为了能够更好地满足“大数据时代”下的智能供电监管服 务的发展， 还必须将该体系的结构朝着智能化的方向进行 设计， 以符合当前的电力系统发展的需要。
3.7.2 实现了对生产过程中的调度和控制的要求
为了适应当前的电力生产经营发展需求以及地县一 体化的调度运行管理要求，以调度、监控、方式规划、继 保、自动化等各专业业务的实际需求为基础，对区域电网 的调节运行进行全方位的综合优化， 为区域电网的调节运 行提供可靠、高效、精细的监测和分析方法，有效提升调 度运行的决策水平，保证企业的安全、可靠、高效、高效。 在区域电力调度监测中，为支持配电网自动化工作，提高 配电网的数据收集和运行监测能力， 提高供电可靠性和供 电品质， 有必要在区域电力调度监测中嵌入配电网自动化 的应用。
3.7.3 对电网运营和管理的支持
供电公司已有的各类应用系统，在设计初期都没有很 好地将其相互连接起来，各自单独研发，缺少一个统一规 范 ；在水平方面，调度和生产控制方面应用分散，应用间 的联系比较弱，很难做到业务协作 ；在垂直方面，没有能 够全面地将上级和下属的调度和模型、数据、画面的集成 运行以及源端的维护和整体共享，还没有能够进行到跨 区域广域网的统计、计算分析、联合训练模拟等方面实际 应用。为了支持电力调度运营管理的现实需求，在山区地 区，有必要将整个供电公司的调度监测系统进行整合，并 将其与外界的各种设备进行统一的操作， 进一步提升对电 网的控制。
3.8 系统技术方案需求分析
对系统的工艺计划的要求进行了研究，探讨了如何在 最少的成本、最少的时间内，达到最优的方法、途径和结 果的重要性。对工程的技术计划进行需求分析，能够明确 其对工程的投入重要性， 从而达到更好的效果。
（1）经济上的可行性。原计划中的监测和控制系统由 于使用时间比较长，已经达到了被取代的条件。本文探析 的软件在正式上线之后，将会大大降低劳动力的使用费 用，而且其投资效益也很好， 因此在经济上是可行的。
（2）技术上的可行程度。评价所采用的技术参数， 以达到工程发展的需要。本文将利用超文本标记语言 （HTML）、Java、Javascript等技术， 在 B/S 架构下， 进行电 网企业的调度监测与监测， 通过对企业的业务需求进行分 析，能够很好地完成对各功能模块和基本平台的设计，从 技术上来说是可行的。
（3）社会效益。原来的供电调度监测体系已过时，数据 采集、交换和报警等各方面都存在着一定的问题，给一线员 工带来了极大的不便， 公司内迫切需要建立一套能够满足不 断增加的监测业务负荷的新的系统， 这个系统的设计可以很 好地解决上述问题， 所以这个体系具有良好的社会可行性。
（4）操作上的可行性。该系统设计既可以达到该系统 的功能要求，又可以针对电网企业的一线员工和管理者 的要求，在人机交互接口上进行设计，基于已有的研发技 术，设计出一个清晰美观的操作接口，并且都是用图形 化、向导式的方式来展示，以便于不同的工作人员使用， 所以在操作上具有很好的可行性。
4 结论
科学技术是第一生产力，社会的发展和文明的进程 与科学技术的发展息息相关，随着社会的科学技术的飞 速发展，信息化、智能化等理念也逐渐被人们所接受。本 文基于国内外研究现状，开展电力调度监控系统需求分 析 , 并得出结论，在电力企业经营的不断演变和发展过程 中，实现变电站、调度主站系统的信息化、智能化，是通 过科学的方法， 提升电力生产效率， 降低人工成本的重要 举措，及时调整电网运行方式，保证电网的安全、可靠、 经济运行。
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