论文总字数：15679字

摘 要

变电站是电力系统中的重要组成部分，它承担着变换电压、汇集和分配电能的任务。因此，在电力系统中要保证变电站的安全、稳定、可靠运行。为此，变电站综合自动化技术得到了广泛的运用，使变电站建立起后台监控系统。该系统实时监视着变电站设备的运行状况并通过通信将设备实时信息传输到后台机的监控界面，以便现场人员监视和操作。

本文是针对变电站后台界面在现实使用中存在的问题，以现代科学技术为基础，从实现变电站综合自动化和无人值班模式为出发点，结合国内外变电站综合自动化技术的发展现状，对变电站综自系统后台监控界面做些研究和探讨。

关键词：变电站；综自系统；后台界面

The Research of Substation Integrated Automation System Backend Interface

Abstract

Substation power system is an important part, which bears the converted voltage, the task of collection and distribution of electric energy.Thus, in the power system substation to ensure security, stability, and reliable operation. To this end, substation automation technology has been widely used, that substation monitoring system set up backstage.The system is real-time monitoring of substation equipment operating conditions and the real-time information transmitted through a communication device to the background machine monitoring interface to monitor and operate on-site personnel.

This is the backend interface for substation use in real problems of modern science and technology as the foundation, from the substation integrated automation and unattended mode as a starting point, development situation of domestic and substation automation technology for substation Integrated Automation System do research and investigate the background monitoring interface.

Keywords: Substation; Integrated Automation System; Backend Interface

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2课题研究的目的意义 1

1.3课题研究的国内外发展现状及存在问题 1

1.3.1课题国外发展现状 1

1.3.2课题国内发展现状 2

1.3.3传统监控系统存在的问题 2

1.4课题研究的主要内容 2

第二章 变电站综自系统的概述 4

2.1变电站综自系统的基本原理 4

2.1.1变电站综合自动化的概念及其特点 4

2.1.2变电站综合自动化系统基本功能 4

2.2变电站综自系统的结构 5

2.3小结 6

第三章 变电站综自系统后台监控的需求分析 7

3.1变电站综自后台系统的软件需求 7

3.1.1非功能性需求 7

3.1.2功能性需求 7

3.1.3变电站综自系统的功能性案例模型 8

3.2变电站综自系统后台机的功能小结 10

3.3小结 10

第四章 变电站综自后台监控的设计思路 11

4.1变电站后台监控系统设计 11

4.1.1设计思想 11

4.1.2总体框架 11

4.2变电站综自系统后台界面结构布局 13

4.3小结 14

第五章 变电站综自系统后台监控系统的实现 15

5.1变电站后台监控系统的工作流程 15

5.2变电站后台机监控的功能的实现 16

5.3小结 18

第六章 总结与展望 19

致 谢 20

参考文献 21

第一章 绪论

1.1引言

变电站是输配电系统中的重要环节。这些年来，变电站的二次系统方面经历了两次变革，第一次为保护微机化，第二次为由计算机为基础的变电站综合自动化[^[1]]。

变电站综合自动化后台机监控系统是通过现代计算机技术、通信网络和控制技术对变电站的设备进行控制并对其参数测量，同时对信号传送处理。当设备发生故障时，对故障进行录波，继电保护和自动装置动作维护整个系统可靠运行。最终实现对变电站实行现代化管理的模式，改变传统变电站的结构和值班制度，逐步趋于无人值班模式，是当代电网的发展趋势。

1.2课题研究的目的意义

随着我国经济的发展和电力行业不断发展，变电站数量越来越多，同时变电站的信息量也不断在增多，这对变电站运行的要求越来越高。与此同时对变电站综自后台机监控系统的要求更高。变电站综自后台机监控系统通过计算机将变电站设备的运行状况实时在后台机界面上显示，使运行人员时刻监视着电力系统运行。另外，通过计算机硬件系统进行着各种运行作业，提高了运行、管理水平。它代替人工操作和完全取代传统的监控仪器和控制装置。变电站综合自动化后台监控的应用大大提高了变电站的可控性、可靠性和经济性，也减少了误操作的发生率和节省了人力[^[2]]。因此，变电站综自系统后台监控的目的意义体现在以下几个方面：

1. 运行可靠性方面。变电站综自后台机监控系统可以实现在线自检，对故障自动诊断并通过后台机监控界面给运行人员发出告警信号，这样保证了变电站设备运行可靠性。
2. 占地面积方面。变电站综合自动化实现后，常规二次设备都被新的集成电路的硬件所代替，体积小，减少了占地面积，从而减少了变电站的总投资。
3. 维护调试方面。每个系统内部故障时都可以自检出故障原因并通过后台机监控界面向现场运行人员发出警报，现场运行人员通过界面切断故障并通知人员维修，这样缩短维修时间，保证维护调试的效率。
4. 变电站运行管理的自动化水平方面。变电站后台监控系统让运行人员实时监视设备运行状况，通过主接线图上的数据可以掌握各电压等级输电线路的运行状况。另外，变电站后台监控系统也可以完成测量、记录、抄表、打印等工作。这些可以减少人为的误操作和测量的精度，大大提高了变电站的运行管理水平。

1.3课题研究的国内外发展现状及存在问题

1.3.1课题国外发展现状

变电站综合自动化技术于20世纪时在国外开始发展。20世纪70年代末和80年代初，英国、意大利、法国等国均安装了具备自我检测单相接地故障、数据记录、自动重合闸等功能的先进的微机远动装置。20世纪80年代末，德国西门子公司开始开发变电站综合自动化系列产品。而国外的变电站综自后台监控系统也经历了三代变革。第一代变革的产品为独立结构，在该结构中每个功能不同的部件都是独立存在，如闭锁、保护、控制等设备。因为这些部件的独立，则数据采集和分配工作经常重复做。这样形成信息不可共享的方式，造成额外的开销，使得总投资增加。第二代变革产品是部分综合结构，该结构在上一代的基础上进行了改进，在变电站远程终端中实现了部分综合，然后通过控制中心再综合。这样也减少了投资金额。第三代变革产品为完全综合化结构，这一代的产品代表着现在变电站后台监控系统的发展方向，值得我国去借鉴学习并在实际中应用。该系统为总线拓扑分布式网络控制结构，在国外具有一定代表性的是西门子公司的变电站后台监控系统[^[3]]。

1.3.2课题国内发展现状

变电站综合自动化技术在我国开始于20世纪80年代中期，相对于国外的发展比较迟。起初我国引进国外技术应用于一些城市的变电站，在此基础我国开始研制简单的监控装置应用于电力系统变电站、发电厂，因此取得了些成功的经验。在我国研究的初期，对微机保护和微机远动系统的研制取得了重大的发展，从此变电站自动化开始采用网络技术和人工智能技术，从而推广了变电站综合自动化技术的发展[^[4]]。自从进入90年代以后，我国电力系统中变电站开始积极应用变电站综合自动化技术并不断推广到更多的变电站。目前，我国变电站使用的监控系统的结构主要有以下几种：（1）星形结构；（2）采用BITBUS的单主机结构；（3）集散型监控系统；（4）综合自动化系统。

1.3.3传统监控系统存在的问题

传统监控系统主要由现场值班人员完成信息处理工作，数据传输设备多为电磁式，测量数据设备为电磁指针式的，信息传输通道也增加了控制电缆，因而传统监控系统存在以下问题：

1. 数据测量靠电磁式测量仪器，测量误差大，精度相对较低，不能够准确记录数据及事件的发生时间；占地面积较大，值班人员不易观察、监视。
2. 监控技术水平方面。在传统监控系统中，变电站的二次设备间的信息交换和通信能力较差、信息资源无法综合利用，监控系统功能不能整体发挥和体现。
3. 监控系统后台界面设计多为设备厂家设计，没有了解现场具体情况，导致产品在实际运用存在一些问题，如：倒闸操作界面子菜单设计不合理，监控界面色彩不合理使运行人员视觉疲劳等等。

1.4课题研究的主要内容

变电站综合自动化系统有硬件配置和监控软件组成，本课题主要研究变电站综合自动化系统后台监控系统及其监控界面。本文首先分析变电站综合自动化的基本原理、主要功能及特点，指出本文研究的必要性和重要性。进而研究变电站综自后台监控系统的软件需求，在此基础之上稍加介绍后台界面设计思路和总体构架，分析变电站综自系统后台监控的主要功能，最后做出总结和展望。

各章节研究如下：

1. 变电站综自系统的概述
2. 变电站综自系统后台监控的需求分析
3. 变电站综自系统后台监控的设计思路
4. 变电站综自系统后台监控系统的实现
5. 总结与展望

第二章 变电站综自系统的概述

2.1变电站综自系统的基本原理

2.1.1变电站综合自动化的概念及其特点

变电站综合自动化系统是采用现代科技技术（计算机技术、通信网络技术、电子技术等）对变电站的二次设备（继电保护、控制、测量、信号、自动装置及远动装置等）通过优化设计和组合，对变电站的所有设备的运行状况进行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综自系统内部设备的信息、数据的交换和共享，完成监视和控制任务。变电站综合自动化替代了常规的二次设备，简化了变电站的二次接线，提高了变电站的安全运行水平，降低成本、提高经济效益[^[5]]。

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