瓦斯防治是当前我国煤矿安全生产最薄弱环节。为有效防止和控制煤矿瓦斯事故的发生,提升煤矿安全生产水平,近年来,瓦斯监测监控联网正在全国煤矿行业推广,包括地方煤矿企业、县级管理部门、市安全监察中心、省煤炭厅的多级管理部门进行联网。省级煤炭建团公司的信息化联网在前面的篇幅已经介绍过,这部分内容将介绍中小型煤矿企业与县、市一级的瓦斯监测监控联网。如图所示:
与大型煤矿企业相比,中小型煤矿信息化网络的重点主要集中在瓦斯监测监控的联网上, 而联网 设计的重点将是如何利用经济、安全、稳定的传输方式保证各煤矿瓦斯监控数据被实时的监控和管理。根据我国通讯网络技术的现状, 煤矿的实际环境,企业 与县、市一级的瓦斯监测监控联网 主要有以下两种解决方案:
● 运营商(ISP)有线瓦斯联网方案
● 无线通讯技术瓦斯联网方案
运营商(ISP)有线瓦斯联网方案
运营商(ISP)的有线接入主要有宽带、拨号、DDN网、SDH等广域网线路,对于小型煤矿企业,瓦斯监控数据流量小,网络带宽在64K/S以上就可以满足传输的需要,但要保证网络传输线路的稳定可靠,因此针对矿井分布范围较大、数据业务较广的中型煤炭企地方小型煤矿企业使用宽带、拨号的接入方式,利用VPN(虚拟专用网)技术向县、市安全监控管理中心传输瓦斯监测监控数据是一种非常经济实用,稳定安全的传输方式。
针对矿井分布范围较大、数据业务较广的中型煤炭企业,对网络带宽和网络传输质量有更高的要求,一般要达到2M(或N*2M)的带宽,VPN方式就很难满足传输的质量要求和带宽保证,这时,企业可租用电信运营商的DDN、SDH等专线,通过在企业网络放置路由器等广域网设备,就可以高速、稳定地与县、市安全监控管理中心联网,实时上传各矿井的瓦斯监测监控数据。
无线通讯技术瓦斯联网方案
对于各矿井所处地理位置偏僻的煤矿企业,通过架设无线基站或者卫星基站,利用微波通讯、GPRS、CDMA、卫星等无线通讯技术,可以有效实现各矿区间及煤矿企业与县、市安全监控管理中心的瓦斯联网。
微波通信是无线通讯中一种典型联网方式, 成本比较低,经济实用。 其频段宽 、 容量大,不受地理环境的限制, 传输距离一般能达到几十公里, 超距离时可以使用中继站转发,然而微波经空中传送,易受电磁干扰和高障碍物阻挡,随着带宽和瓦斯等数据流量的增大会出现一定的网络数据延时、丢包,对高质传输瓦斯监测监控数据有一定的影响,所以比较适合于地理位置偏僻、通讯不发达的小型煤矿到县、市安全监控管理中心距离较近的瓦斯联网传输。
系统采用矿井“工业以太环网+总线”技术作为整个矿山安全生产综合自动化与灾害预警联动系统的综合信息传输平台,采用先进的多主并发通讯模式,系统反应速度快、实时性强、容量大。工业以太光纤环网具备冗余和双电源冗余工作模式,节点故障不影响整个系统性能,环网自愈时间短。平台同时支持光纤多模、单模、超五类双绞线和普通双绞线传输介质,结构灵活;支持多多环结构,满足井下巷道的复杂布置。整个系统具有开放的技术标准,易于扩展,各环节子系统均可接入,无须重复布线,重复投资。在综合自动化联动平台上可各自动控制系统,功能丰富、控制灵活,可根据矿井生产实际需要选择实现设备就地分控、就地集控和调动监控中心远控操作,能为矿井安全生产调度指挥人员提供全矿井生产环节的实时信息和工况,便于科学调度、高效指挥安全生产,在矿井出现异常状况时可实现联动控制和超前预警。系统以Intranet为整体构架,可方便与企业已有局域网综合管理信息系统连接,实现在局域网上信息共享和远程浏览杳询。使网上所有计算机在使用权限范围内都能通过普通IE浏览器共享监测信息、查询各类数据报标。
KJ90型全自动瓦斯抽放监控系统是瓦斯抽放系统的重要组成部分,可以独立运行,也可以和综合监控系统联网运行。能对瓦斯抽放系统中管道参数、工况参数、环境参数、供水参数、供电参数、供气参数等进行实时监测,并根据以上参数,对抽放系统中瓦斯泵、水泵、冷却塔、管道阀门等设备进行自动控制,实现瓦斯泵站的无人值守。
主要功能特点:
1.可以对瓦斯抽放系统的运行状况进行全方位的监测,监测参数包括管道、环境、工况、供水、供电、储气罐参数等;
2.根据瓦斯抽放系统运行状态,对其实施全自动控制,当监控系统接收到启动..
变电设备管理系统是整个变电管理和修试管理的基础和核心,通过它对变电站设备的登记和维护,对设备进行集中管理,建立全面的设备档案,变电设备的缺陷、检修等运行信息都在该系统的基础上建立;变电设备管理系统首先建立变电站设备的各种字典,包含变电站编号、回路字典、设备单元字典和设备型号等字典,通过字典的建立,有利于对变电站设备信息的分类和检索;在各种字典定义完毕后,就可以按字典对变电站的主要设备进行管理,登记各类设备,录入各类设备的铭牌参数和出厂文件,当设备发生变更或参数发生改变时,使用变电设备管理系统能很好的保证现场设备和档案资料的一致;变电设备管理系统能把设备的缺陷、检修等运行记录和设备档案关连在一起,能在查询设备资料的同时,关注设备的运行信息。
2.1.2 变电图纸管理
变电图纸管理子系统是以图纸的方式在体现变电站的设备情况,用户可以用系统提供的工具进行图纸的绘制,同时图纸上的每个设备都可以与数据库中的设备档案相关联。这样用户在看到图纸的同时,点击图纸上任意设备就可以方便的看到该设备的各类档案,例如铭牌参数、各类出厂文件、运行情况、检修情况、试验情况等等,使设备档案的查询更直观、方便。
2.1.3 变电图表管理
变电图纸管理主要针对一些常用的图表进行管理,例如常用电话号码、有权发布调度命令人员名单等等,把这些分散的资料,转化成有条理的、一致性维护好的电子数据库,实现集中管理和全局共享,提高了数据的准确性,大大方便了对资料的查阅。
2.1.4 变电运行管理
变电站运行管理系统涵盖变电站日常生产运行的所有业务,主要包括:运行记录、巡视记录以及日常记录三大类21种记录,利用信息管理系统信息共享的优势,使操作简化,方便了用户,保证了数据的一致性、可靠性,同时对人员实行电子签名,责任明确,确保变电生产安全。
随着电力建设的发展 电网结构越来越复杂电力系统计算分析的工作量也日趋庞大而现有电力系统计算分析软件大多是用在文本表格环境下运行,由于功能操作和结果显示都不直观;用户必须用很大的精力来熟悉和掌握这类软件的使用,尤其让人头疼的是,要花费大量时间来准备和填写,查看,分析计算所需的数据,因此开发一套可视化的,易学易用的电力系统计算分析软件;使运行调度人员能在良好的人机界面下;实现快速准确的数据录入,电网仿真,图形实时监控分析,仿真图形下的计算分析和结果显示就具有非常重要的意义
介绍一个应用于供配电的图纸中能实现与电网数据库连接的矢量绘图与参数处理系统,采用了面向对象的可视化编程语言.从图元直接输入、修改电力系统接线图的属性参数,后台数据库同步接受与更新,系统采用开放式子图库使绘图、数据管理、分析计算均在同一操作平台内完成,使用户完全感觉不到图形与数据天然分离。
本系统共分五部分:人机界面、图形绘制和编辑、数据库、分析计算、结果输出。
本系统具有常用的图形功能和友好的人机界面。用户进人主界面后,可进行电气图形的绘制、编辑和标注。直接从图形中对数据进行添加、修改、删除等操作,结果自动存人后台的数据库中,为下一步的分析计算作好准备
本系统的主要功能有:①绘制各种电气接线图②实现图形与数据库的连接,自动为分析计算提供与图形对应的数据表;③进行供配电系统的分析计算,含潮流、短路及继电保护整定计算;①报表及图形等输人、输出。
本系统还有以下特点:①全系统以一种高级语言为主编制,使高效的绘图组件(Visual Graph),数据库管理和分析计算三者一体化,占用运行空间小,使用效率高,消除了软件环境的转换带来的繁琐人工操作等不良影响;②采用工业上的电力行业的矢最绘图,快速开发;③灵活开放式图库建模系统。
电力系统图形建模器作为一个重要组成部分镶嵌在其它电力系统应用程序中,这就要求它能够方便地与各种分析功能接口,为它们提供一个统一的图形用户界面。各设备图元的数据属性也要结合应用程序的数据需要而统一考虑,图形平台首先要有完善的图形编辑功能,包括厂站图、电气接线图等,可以对各种电气图元进行编辑操作,例如:复制、剪切、粘贴、缩放等基本操作,为绘制各种电力设备图元提供相应的工具箱,通过选择工具箱可以直接完成各种设备的绘制
目前虽然各种电力系统图形应用软件较好地满足了特定的要求,但是由于每个应用软件的要求不同,图形系统往往需要重新设计,因此应用范围单一。如何构建一个图形支撑平台以满足不同应用的需要,减少图形方面的重复开发,是一个精深的系统设计工作。本文推出了一种通用的电力系统图形编辑器,即编辑不同的图形库便可绘制出满足特定要求的图形,如变电站地理信息系统(GIs),在风电场的电力SCADA系统中,图形的绘制和显示技术是关键任务之一。电网调度人员通过观察显示屏上的电气接线图,不仅可以掌握电网实时运行的情况,必要时还可以通过某些操作实现某些控制功能,因而,快速、准确、动态地显示电力系统的接线图和参数成为我们图形编辑器的宗旨。鉴于此我们用WINDOWS作为支撑平台,采用支持面向对象方法的计算机语言作为开发工具,开发出一套面向对象的风电场电力系统图形编辑软件(Visual Graph图形引擎平台,VG)。该专业图形引擎平台具有操作简便、灵活、重绘速度高、界面友好等特点。
搞好线损管理工作对电力系统有重要的经济意义。论述了如何应用图形开发包开发可视化线损管理系统。系统运用北京图王公司的Visual Graph专业图形引擎作为图形平台,用VB语言进行开发。关于理论线损的计算,主要描述了按配变容量分配负荷算法的实现,矩阵的构建是整个算法的核心。
都知道,在供配电系统中,供电质量的优劣有三个评价因素: 一、在电源点电压和频率接近于恒定; 二、功率因数趋近于1; 三、三相系统中,相电流与相电压趋于平衡。
其中,采用无功功率补偿来实现功率因数趋近于1,可以大量减少线路中因输送无功电流而产生的电能损耗,并有效地改善电压调节,因此无功功率的补偿一直以来都是供配电系统中的一个重要环节。 在例如楼宇及住宅小区等民用建筑的低压供配电系统中,由于存在有大量的单相负荷(如照明灯具、家用电器、办公设备、计算机等),且该类负荷使用的随机性极高,使原本通过调配供电回路的负荷来实现的三相平衡在实际运行中已全无意义,导致了低压供配电系统三相负载阶段性的严重不平衡。这种不平衡不具备规律性,无法事先预知,也无法有效地改善。再加上每相负载的功率因数也不尽相同,便常常使得每相回路中需要补偿的无功功率差异很大。
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本系统的工作流程为:采集-分析-处理三个过程。监控终端来完成对设备及线路信息数据的实时采集与传送,监控主站对积累的海量数据、线路参数的变化进行分析,进而对配电网络进行监控及故障处理。
实时采集设备运行参数。根据这些采集的数据进行分析,借助于GIS对故障点快速定位(包括对终端设备数据的主动提取和分析)、控制开关隔离故障,甚至控制环网手拉手开关的动作等,降低停电时间和停电范围。同时提供综合数据,为监控人员分析线路状况提供全面的综合型的信息(包括线路出口详细信息,开关的动作和动作前后的线路详细信息,开关逻辑相关的分析设备包括变压器的运行信息等),在采用手动执行方式时,为方案制定者提供一个可供参考的隔离故障实施方案。
根据对历史数据的分析,形成开关动作的定值调整等方案,提示控制人员采用相应的方案保持线路的合理、经济、可靠运行。供电负荷的特点是不同季节负荷变化相对较大,本系统能够按照经验整定值、实际负荷情况与季节性负荷预测情况,由实时数据与历史数据相结合分析给出的定值调整方案来整定开关的控制信号。
根据采集的数据和当前GIS设备的现状进行线损理论计算,利用出口代表日均方根电流法、末端电流法、电量法等都可以进行实时在线的线损理论计算。为生产管理提供理论数据依据。
根据设备状况、运行数据、线损数据、GIS地理位置信息综合分析电网架构的合理性,并形成优化更改的建议性方案,为电网更安全稳定、经济可靠地运行提供强大的技术支持和保障。
配电运行管理系统在现代配电网运行和管理中将扮演越来越重要的角色,而真正实现了配电管理与监控的一体化、实用化的系统会给电力企业带来更大的经济效益。
本文详细介绍了基于GIS的配电网数学模型,结合图论的方法和面向对象的技术开发的图形编辑功能,能够方便用户画图的同时,生成各种专题图,保证了数据信息的完整和一致性。本图形编辑模型解决了配电管理信息系统中的一个关键技术:数据建模和系统拓扑的一致性问题。在配电网的领域内向实用化前进了一步。同时它的稳定性和可靠性在实际运行中得到了验证。
衡量一个应用软件的成功与否,取决于投入应用软件后产生的效益和其改善的工作效率。要开发好一个应用软件,不应该认为是开发商的事,企业只是应用的问题。特别是电力企业,存在开发商对运行系统中各元素的不了解和对运行管理流程的不熟悉。所以,要想较成功地开发好配电网GIS,电力部门的责任应该是在建设配电网GIS初期对配电网系统进行详细的需求功能收集和描述,并编写存档,把需求功能与现实状况相结合作出近期规划和远期计划,分期、分部实施才会少走弯路,完成的配电网GIS才会更适合于需要。
小型的电力通信网资源管理系统的建设目标,讨论小型Gis系统开发的关键技术,包括 GSI在系统中的应用,详细介绍了系统的功能模块。
关键词:网络资源管理;地理信息系统;电力通信网
随着我国电力通信事业的迅猛发展,各地加强了对通信网络资源的管理。对于电力通信网络资源的整体管理而言,基本上还停留在手工管理为主、计算机管理为辅的水平上,而且有关通信资源管理各自为政,没有有机结合、统一管理。特别是大量与地理信息有关的管道、缆线、设备等的维护资料、数据均以卡片或图纸的方式分散在不同部门和个人手中,缺乏有效、一致的维护管理。线路设计也采用人工测绘和图纸管理的方式。对于交换设备和传输电路的管理也不尽完善,处于手工和计算机自动化管理之间。且同样存在各自为政的问题,没有与其他资源管理有机结合起来。如何加强电力通信资源和设备的管理,提高服务管理水平,更好地为电力系统提供有效的支撑,成为摆在电力企业面前的迫切难题。
为适应电力系统的发展,提高电力系统的调度管理水平,XXXX电业局计划建设技术先进,功能全面,性能可靠,并具有良好的扩展能力的网络环境的县级电网调度自动化系统,以推动企业管理现代化,提高整体素质和现代化管理水平,从而产生明显经济效益.依据电力工业部颁发的《地区电网调度自动化设计技术规程》等相关的电力行业系统规范,本着技术先进,功能完善,经济实用和可扩充性的原则拟定.
系统设计原则及技术特点:
在认真研究了当前电力市场现状及最新的软硬件技术基础上,按以下原则设计调度自动化主站系统.
总体设计目标及原则:采用最新的计算机软,硬件技术,建立一个SCADA集成应用环境.系统设计时遵从下述原则:
随着电力工业的迅速发展,电力系统的规模不断扩大,系统的运行方式越来越复杂,对自动化水平的要求越来越高,从而促进了电力系统自动化技术的不断发展。微机保护、故障录波器、计算机监控系统、计算机调度自动化等都已成功运用到电力系统中。与自动化程度相适应,对电力系统继电保护装置的要求也随之提高。目前传统的电工式继电保护测试装置已很难对继电保护装置的各方面特性进行全面测试,不再适应技术发展的需要。为避免重复投资,提高信息资源共享的水平,须对变电站自动化系统的信息采集、处理、传输加以规范,对站内功能配置予以综合考虑。目前变电站自动化系统一般采用以SCADA为基础的站端计算机网络,通过综合设计,减少了二次设备的重复配置,减少了二次回路,减少了电流互感器及电压互感器的负荷,从而简化了二次回路设计,并保证了数据的一致性,在可靠性的基础上尽可能做到了软硬资源的共享,提高了变电站的运行及管理水平,达到变电站减人增效,提高安全运行水平的目的。
电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向,它包括:发电控制的自动化(AGC已经实现,尚需发展),电力调度的自动化(具有在线潮流监视,故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化,现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站,实现更好的无人值班.DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便),配电自动化(DAS已经实现,尚待发展).
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1.电力系统的组成及其作用
电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体,是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。输电网和配电网统称为电网,是电力系统的重要组成部分。发电厂将一次能源转换成电能,经过电网将电能输送和分配到电力用户的用电设备,从而完成电能从生产到使用的整个过程。电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统(一般称为二次系统)。
输电网是电力系统中最高电压等级的电网,是电力系统中的主要网络(简称主网),起到电力系统骨架的作用,所以又可称为网架。在一个现代电力系统中既有超高压交流输电,又有超高压直流输电。这种输电系统通常称为交、直流混合输电系统。
配电网是将电能从枢纽变电站直接分配到用户区或用户的电网,它的作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电,也有一部分电力不经配电变电站,直接分配到大用户,由大用户的配电装置进行配电。
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一般而言,开发出来的两票系统能提供实用的、易用的两票管理功能,在图形化电网模型的基础上,能够有效的将地理信息、电网设备图形信息、电网设备台帐信息等数据有机结合,较好的实现无纸化填写、智能化提示等功能,为安全生产管理提供高效的工具。
具体功能包含工作票、操作票的填写、送审、签发、审核、查询、统计和归档等功能。
工作票管理
工作票管理可以分为变电站第一种工作票、变电站第二种工作票、线路第一种工作票、线路第二种工作票。
第一种工作票与检修(停电)申请单关联,可通过检修(停电)申请单关联开具第一种工作票,确定工作任务后可从历史工作票中复制工作票。
第一种工作票分为:变电第一种工作票、线路第一种工作票。功能包括:开票、审核/签发、许可、变动/延期、终结、评估。
第二种工作票目前包括变电第二种工作票和线路第二种工作票,包括的功能与第一种工作票相同。
工作票管理贯穿实际工作流程的每个步骤,从开票到终结到评票。票面要遵循国网公司公司的下发的格式。
操作票管理
包括“操作命令票”、“综合命令操作票”、“倒闸操作票”等,实现拟票、审查、下令工作,并记录操作票的监护、执行情况。
操作票详细列出了为了达到工作票所规定的安全措施所必须采取的操作步骤,值班人员依据审核后的操作票进行实际操作,满足工作票的安全措施。
系统架构:基于浏览器的B/S开发,方便系统分发与用户使用。
传统问题:传统火电厂培训用仿真机在我国已经有十几年的发展历史,由于国内电厂仿真机的开发单位与电厂控制系统开发单位互不相关,使得传统培训用仿真机的软件开发不能适应电厂控制系统的改变;传统的电厂仿真系统直接面对操作人员的人机界面(MMI)与电厂实际使用的DCS差异较大,即使经过了仿真系统培训,运行人员在实际操作时也感到生疏,在遇到紧急情况时无法迅速地正确处理;分散控制系统(DCS)的控制策略由于各供应商的差异变化较大而难以完全仿真,有些控制策略是技术秘密,仿真厂家无从获得。用这种“黑盒子”式模型仿真机培训不仅实施成本高而且针对性差、效果不佳。
解决方法:将仿真机的开发与电厂DCS系统真正结合起来,成为仿真机的发展的主方向。在DCS的基础上,结合现代仿真技术,开发一种新型电站仿真系统------基于虚拟DCS技术的火力发电厂仿真系统。利用现代仿真图形技术构造实际机组的对象的仿真模型和进行整个仿真机的运行控制;利用DCS支撑系统的虚拟DPU功能,直接使用DCS系统的控制策略软件和人机界面软件,这样我们就构成了一种新型的与实际DCS和实际机炉对象完全相似的仿真机。这种仿真机不仅功能全而且低成本;不仅可用于运行人员培训而且还可用于热工人员的培训和控制方案的可行性研究。