电网监控系统性能分析

电网监控系统性能分析

王兆蓉王久娜

（国网甘肃省电力公司白银供电公司甘肃省白银市730900）

摘要：我国电网近年来得到了长足的发展，宏大的规模和繁复的结构对电网的监控和运行安全管理提出了更高的挑战。电网监控系统必要要实现对电力系统的设备运行状态进行严密的监控，实时收集、输送和处理各设备的运行参数信息，实现电网的自动化管理。我国电网的总装机容量大幅提升，需要收集的远程监控信息也与日俱增。电力监控系统能否及时准确地检测电力系统各种运行信息，并据此对电网的运行状态做出正确的判断，是电网监控系统性能的重要体现。本文根据针对电网监控系统的结构和设备结构展开研究，分析了电网监控系统的实时性和可靠性等重要性能。

关键词：电力系统；监控；性能

1电网监控系统概述

电力系统需要调度控制中心对其进行统一管理，主要包括发电厂、变电所、输电配电网、用户使用电力的设备等多项组成部分。对这个系统通过计算机信息系统进行监视并控制，为其提供一系列的管理服务的系统就是电网监控系统。在整个电力系统中，电网监控系统的功能相对比较单一，但是确实不可或缺的一个重要成分，担当者监督整个网络运行状态的重要责任。

电网监控系统以计算机为中心，其结构图如图1所示，电网监控系统中的信息收集系统的功能是实时收集信息，确定系统的运行前提，并为各个功能提供信息，并保证工作人员和机器之间的人机交流，及时为工作人员提供实时信息数据。

由于电力系统中分布着密集的电力设备以及各种监控一起，这些都需要监控系统实时收集传递并处理一些数据信息，同时这些数据信息的实时数量又是极为巨大的，想要保证实时状态能够提供及时准确的监控结果，传统的监控系统很难达成，主要是因为传统系统的储存和处理信息的能力有限，进而在一定程度上限制了监控系统的工作效率。那么，如何解决这一关键问题，就需要相关专家学者找出针对性的解决策略。Hadoop是一种云计算的框架，专门用于对大数据进行分析处理，所以电网监控系统将其引入，设计出了一种基于Hadoop的智能电网监控系统，予以解决电网数据的实时收集、储存和处理问题。

2传统电网监控系统的缺陷

2.1摄像录像系统的不足

传统的环境模拟摄像机的清晰度普遍较低，在视频图像数据的采集方面有很多不足。并且传统的摄像机与录像机、视频矩阵、监视器等监控系统中的各部分之间都是由线缆所连接，不仅需要铺设专门的线路，而且在变电站的复杂环境下，数据传输线容易受到电磁场的干扰，最终导致监控受到影响。此外，大量电缆的铺设也意味着大量资金的投入，这对前期预算的投入造成了很大的压力。

2.2系统调控难度大

电网监控系统的基本性能要体现在可以同时实现遥视功能、环境监测功能、安全监控功能以及报警功能。当前情况下要实现电力系统对环境、安全等方面的监控是通过多种设备分工合作，来完成系统对不同功能的需求。在实际操作中，各个部分之间统一调控、管理都比较复杂。而且，设备多也就意味着空间，人力等资源的需求增大，每一部分的设备都需要专门空间放置，专门的人员管理，不谈其成本，后期的维护也十分复杂，并且在故障排除方面也显得不易。

2.3数据传输困难

传统的电网监控系统在网络传输中大多采用单一化传输方式，然而，在对多个目标单元传输相同的数据时，这种传输方式就不能有效地利用带宽资源，使资源的传输受到了极大的瓶颈。如果说，一个相同的视频流需要发送给100个用户，传统的解决方式一种是将同一视频信息分别一百次发送给一百个人，以确保这些视频及数据能够传送到需要的客户手中；另一种则是采用广播的形式，以整个网络为范围，进行数据的传送，可这就需要用户在网络上自行下载获取。可是这两种方式在一定程度上都浪费了宝贵的宽带资源，尤其是针对于电力监控系统来说，由于电力监控系统的宽带资源自身就处在较为偏僻的地理位置，所以很难能够接入很大容量的宽带来支持高速的网络信息的传送。

2.4系统扩充复杂

传统监控系统通过多台DVR设备一起工作来完成存储工作，但是随着技术的发展，DVR由于其系统简单，对于电网监控系统也是一大瓶颈。并且随着监控系统在生产生活中的广泛应用，各分站的建立建成之后又要设立分点位，这时就得考虑新增DVR和存储空间，且当前的DVR都不支持DAS、NAS、ISCIS等新技术的应用。

3现代科学技术的应用

现代科学技术在各个领域都有着至关重要的作用，在电网监控系统中同样可以有很多先进技术的应用。

3.1采用3G、4G网络传输

随着3G/4G网络的逐渐成熟，各行各业可以在3G技术的应用基础上开始实践4G网络的应用，从而有效地改善网络应用难题。在目前，有很多电力基站，变电站以及电力塔之间因为距离偏远，而且中间没有网络联通，导致信息无法及时的互相传递。如果对该进行重新布网，必将面临极大的费用难题，而采用3G甚至4G网络传输，则对于其间信息在短时间远距离传递提供了有力的保障，使得电网的宏观调控得以运行的更加安全可靠。

3.2CMOS成像技术的应用

CMOS成像技术相对于CCD成像技术，虽然用的都是相同的光敏材料，但是CMOS成像技术相比之下电路简单，信号读出速率快，在节约成本和制作工艺上有了很大的提高，而且功耗低，耗能少，这在计算后期投入上又是一大优势。目前，CMOS图像传感器正朝着高分辨率、高动态范围、高灵敏度、高帧速、集成化、数字化和智能化的方向发展。最新应用于电网监控系统的CMOS成像技术拥有优秀的图像质量，对压缩后的图像质量和所需的存储空间的精确的控制能力，以及在噪声以及电磁干扰下传送图像的抗错能力，这些特点对于电力监控行业都有着不可抗拒的诱惑力，在当今社会的发展下必将受到电力工作人员的重视，引入最新的电网监控系统中去。

3.3智能行业分析技术

通过最近的智能行为分析技术，可以做到预警，判断，处理同时作用起来。此外，智能分析技术还提高了监控系统对环境的监测功能，如物品移动测，烟花鞭炮明火监测、易燃易爆遗弃监测，非法停留监测，监测到危险目标自动跟踪并启动报警措施，做到了真正的智能自动化监控。其实，随着各自动化专业的逐渐成熟，各行各业都越渐趋向智能自动化操作，即将人力资源节省出来，将人为疏忽与错误排除出去，这对于电力行业的安全防范是十分必要的，毕竟人在长时间的工作中难以做到和机器一般精细。

3.4使用IP组传播技术

电网监控系统中网络图像信息的传输是通过IP组播采用组地址，把需要视频流数据的用户编入用户组，IP组播利用组播路由器进行IP包的复制和分发，IP包沿一条“组播树”从一个发送端传送给多个接收端，简单来说就是它采用的方式是把一个单独的信息流同时传送到许多接收者那里，从而减少了网络的流量。如此一来，利用一些高级的网络协议来确保电力监控系统不仅最经济化地利用了有限的带宽资源，而且IP组播还能减轻服务器的负担，提高视频服务器应用程序的效率，从而革命性地改变电力监控系统的网络性能。

4结束语

电网监控系统是智能电网的重要组成部分，其性能对于智能电网的运行安全、调度管理和自动化控制有着重要的影响。

参考文献：

[1]杨胜春，姚建国，高宗和，等.基于调度大二次系统的智能化电网调度辅助决策的研究[J].电网技术，2006，30（s）：25–36.

[2]郭文鑫，廖志伟，文福拴，等.计及警报信息时序特性的电网故障诊断解析模型[J].电力系统自动化，2008，32（22）：26–31.