1、概述

　　變電站自動化是電力系統(tǒng)自動化的很重要一部分，變電站自動化的核心是通過無線遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制變電站監(jiān)控系統(tǒng)的自動化，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，大大提高了變電站的自動化水平，為變電站的無人值守運行奠定了良好的基礎(chǔ)。

　　2基于云服務(wù)的變電站監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　     該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要包括各種變電站，監(jiān)控站，移動終端，工程站，云服務(wù)器，云存儲，移動通信網(wǎng)絡(luò)和GPRS通信服務(wù)器。 整個互聯(lián)網(wǎng)智能控制為以下四個部分：

　　(1)現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)計

　　監(jiān)控儀器：遠(yuǎn)程傳輸接口，具有四種遠(yuǎn)程功能和在線統(tǒng)計功能。實時監(jiān)測箱式高壓柜，變壓器和低壓進(jìn)出口的電流，電壓，無功功率，有功功率，無功功率，頻率，相位等參數(shù)，并統(tǒng)計配電變壓器的運行情況。

　　(2)通信層設(shè)計

　　通信層主要由網(wǎng)絡(luò)控制器和通信網(wǎng)絡(luò)組成。網(wǎng)絡(luò)控制器：控制現(xiàn)場各種智能電表通信，還提供數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸功能，可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到兩個或多個數(shù)據(jù)中心。

　　通信網(wǎng)絡(luò)：提供有線/無線傳輸。有線傳輸模式使用RS485總線通信用于智能電表。當(dāng)站點沒有布線條件或有特殊要求時，可以采用無線傳輸方式，現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)平臺或GPRS等無線傳輸方式可以用于通信。

　　(3)云服務(wù)設(shè)計

　　云服務(wù)是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理中心等功能。

　　(4)監(jiān)控層設(shè)計

　　主要分為硬件設(shè)備和軟件設(shè)備，如監(jiān)控計算機，打印機，移動終端。 監(jiān)控計算機：用于監(jiān)控箱子更換的所有操作條件和報警。 移動終端：通過手機，操作員可以接收，處理和轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)的簡單管理，維護(hù)和分析。
 

　　圖1基于云服務(wù)的變電站監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

  3、基于云服務(wù)的變電站監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)

　　云服務(wù)的通信主要包括有線通信和無線通信。

　　現(xiàn)場總線連接系統(tǒng)可以數(shù)字雙向傳輸，非常適合連接電源和智能系統(tǒng)。箱內(nèi)各模塊的一般工作環(huán)境復(fù)雜，電磁干擾嚴(yán)重，內(nèi)部需要通信的點很多。變速箱智能系統(tǒng)的模塊一般協(xié)同工作，它們之間的信息交換更多，現(xiàn)場總線組網(wǎng)絡(luò)靈活，通訊快速可靠，可以滿足智能箱改變內(nèi)部通信的要求。但是，智能盒與監(jiān)控中心之間的通信距離很遠(yuǎn)。通常，一個監(jiān)控中心需要管理多個智能盒改變。這里使用現(xiàn)場總線可能具有諸如布線不方便，初始投資高以及后期維護(hù)困難等缺點。

　　RS-485總線是一種改進(jìn)的通用串行通信通信方法。由于傳輸速率低，抗干擾能力差，適合少量數(shù)據(jù)在周圍環(huán)境變化較小的地方傳輸和使用?？梢栽诳蛑袀鬏斏倭繑?shù)據(jù)。監(jiān)控中心的控制數(shù)據(jù)傳輸也是合適的，不能用于智能箱變更監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸。 無線通信是不需要通信線路的通信方法。它在早期安裝簡單，實現(xiàn)快速通信。如今，無線通信通?？梢栽陔p工模式下工作。只要能夠到達(dá)無線信號，就可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程區(qū)域與停電區(qū)域之間的通信，這是智能盒與監(jiān)控中心之間通信的最佳選擇。

　　GPRS通信是一種無線通信方式。 GPRS是一種基于GSM開發(fā)的無線通信方法，適用于信息的遠(yuǎn)距離傳輸。它具有實時在線，基于流量的計費，適應(yīng)性強，數(shù)據(jù)帶寬寬，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣等優(yōu)點。它特別適用于少量頻繁，突發(fā)，間歇的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸，因此完全滿足箱變智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸要求。隨著GPRS技術(shù)的不斷發(fā)展，它已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，也為智能盒改變和監(jiān)控中心通信提供了選擇。

　　通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)是分層的，不同的層有自己獨特的功能。最高層使用錯誤和流量控制，這減少了開銷并提高了中間網(wǎng)絡(luò)層的傳輸速度。數(shù)據(jù)傳輸安全性也非常重要。在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)哪承┎糠稚显O(shè)置服務(wù)級別。只有滿足級別才能查看數(shù)據(jù)信息。

　　GPRS通信是一種廣泛使用的通信方法。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，一個用戶可以同時使用多個傳輸通道來提高速度。多個用戶也可以使用一個傳輸通道。充分利用無線通信的資源。會造成浪費。利用GPRS通信技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程接收和傳輸，只需根據(jù)傳輸流量收費，并長期在線，即可滿足用戶要求和低成本。 GPRS通信技術(shù)的特點： (a)使用分組交換技術(shù) (b)支持高速數(shù)據(jù)傳輸 (c)可以快速連接到任何通信網(wǎng)絡(luò) (d)GPRS支持偶爾傳輸大量數(shù)據(jù)和間歇傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)。 #p#分頁標(biāo)題#e#

　　3.2 云服務(wù)與云計算技術(shù)

　　收集的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)處理并傳輸?shù)皆品?wù)器，然后通過云技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C和移動終端。

　　企業(yè)的數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用程序可以部署在公共云上，以降低一次性投資和運營維護(hù)的成本。

　　3.3 移動終端應(yīng)用技術(shù)

　　智能設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)將移動設(shè)備變成了掌握在他們手中的計算機，使無線成為有線計算機的替代品并用計算機取代移動電話。人們可以聚合多個監(jiān)控位置的情況并在任何移動電話上查看它們。

　　從目前的發(fā)展來看，由于各種因素的影響，移動監(jiān)控的發(fā)展正變得越來越成熟。移動終端設(shè)備的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的升級是遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展的兩個重要因素。今天，個人手機和平板電腦可以被認(rèn)為是他們手中的個人電腦。從單核到雙核，再到多核CPU升級，運行內(nèi)存RAM不斷增加，移動終端繼續(xù)運行得更快。

　　移動終端也是客戶端。它是安裝在基于Android或iOS的移動電話或其他移動設(shè)備上的嵌入式軟件。具有該軟件的移動產(chǎn)品被稱為移動終端，并且也被稱為客戶端。該軟件主要由四部分組成：數(shù)據(jù)接收，網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)分析和云臺控制。

  4、基于云服務(wù)的變電站監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用實例

　　陜西榆林化工廠是榆林市耗電量大的重要用戶。我們?yōu)槠?5KV變電站開發(fā)了一套監(jiān)控系統(tǒng)，為榆林市供電局提供實時監(jiān)控服務(wù)。監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方案如圖2所示。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件配置如圖3所示。移動終端的監(jiān)控接口如圖4所示。

　　圖2 35KV變電站監(jiān)控系統(tǒng)實施方案

         圖3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件配置

        圖4移動終端監(jiān)控界面

　　數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇删幊炭刂破鱯7系列smart模塊，可編程控制器處理接收電壓，電流，頻率等的非切換量和切換量數(shù)據(jù)，通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨⒗镌疲琍C端和移動終端可以從阿里云服務(wù)器獲取相關(guān)數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的軟，監(jiān)控用戶系統(tǒng)的狀態(tài)。#

　　PC軟件或移動APP通過無線溫度監(jiān)控器實時顯示電纜溫度。無線溫度傳感器Wtem751測量A，B和C相電纜的溫度，并通過ZigBee通信將測量的溫度傳輸?shù)綗o線溫度監(jiān)控器Aptem200。無線溫度監(jiān)控器實時顯示。每根相電纜的溫度同時傳輸?shù)桨⒗镌?。移動終端和PC可以隨時檢查每根相電纜的溫度狀態(tài)。

　　移動終端和PC客戶端為每個相電纜溫度生成歷史曲線。用戶可以通過溫度曲線觀察過去一段時間內(nèi)的電纜溫度變化狀態(tài)，還可以查看某個時間點的電纜溫度狀態(tài)。溫度傳感器的布置如圖5所示。溫度監(jiān)測參數(shù)如圖6所示。溫度監(jiān)測曲線如圖7所示。

      圖5溫度傳感器布局

      圖6溫度監(jiān)測參數(shù)

　    圖7溫度監(jiān)測曲線

　　5、 結(jié)論

　　變電站自動化系統(tǒng)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保證，變電站自動化的核心是監(jiān)控系統(tǒng)的自動化，在將計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)后，變電站自動化水平得到了極大的提高，計算機監(jiān)控系統(tǒng)深刻改變了電力系統(tǒng)的運行管理模式，為變電站無人值守運行奠定了良好的基礎(chǔ)，變電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

　　變電站監(jiān)控系統(tǒng)投入使用后，可全天24小時監(jiān)控變電站，無需員工定期檢查，節(jié)省人力資源，降低勞動強度。在用戶側(cè)配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)投入使用后，實現(xiàn)了監(jiān)控中心和手機客戶端的測量，顯示和控制功能，使工作人員可以一目了然地看到變電站的工作狀態(tài)。工作效率大大提高。這種方便，快捷，有效的監(jiān)測方法大大提高了變電站的運行可靠性。用戶側(cè)配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)投入使用后，電能質(zhì)量將大大提高，帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。