電力自動化專業的科技論文

　　隨著經濟和科技的快速發展以及我國電力事業的發展，自動化技術在供電企業得到廣泛的應用及發展。下面是小編精心推薦的自動化專業的科技論文，希望你能有所感觸!

　　自動化專業的科技論文篇一

　　鐵路電力排程自動化系統探究

　　[摘要] 鐵路電力系統由鐵路沿線變配電所、10KV貫通/自閉電力線路、站場高低壓配電系統及配套電力設施組成，擔負著為鐵路沿線訊號電源、通訊系統、電氣集中、計算機系統、紅外軸溫探測、TMIS系統等一系列與行車密切相關的主要負荷，以及沿線各生產、工作和生活片區等負荷的供電任務。近年來，鐵路部門廣泛採用電力排程自動化技術，對電力設施實施自動化監控。該文首先介紹了鐵路電力排程自動化系統的基本概念、硬體組成，重點討論了排程自動化系統的軟體組成，並結合新建向莆鐵路線的實際情況提出了一種基於E1介面的2M環型通訊系統的設計思路，最後根據運營單位的需求指出排程自動化系統應在SCADA的基礎上逐步增加生產管理功能，向著管控一體化的方向發展。

　　[關鍵詞] 鐵路電力排程自動化系統 通訊系統 管控一體化

　　1 概述

　　鐵路電力排程自動化系統，也稱SCADA系統，即監視控制與資料採集系統，國內習慣上稱為“電力遠動”系統，由排程主站、站端系統及裝置、通訊系統組成。它是利用先進的計算機軟硬體技術、自動檢測和控制技術、計算機通訊和網路技術，對鐵路電力系統的重要環節，如變配電所、訊號電源***雙電源***、貫通自閉線路分段開關等，進行自動監視和控制，保證鐵路電力系統的安全、經濟執行，為鐵路運輸的安全提供可靠的電力保障。

　　2 硬體系統

　　排程自動化硬體系統包括主站系統、站端系統及裝置、通訊系統三部分。如圖1所示。

　　2.1 主站系統

　　主站系統安裝在電務段***或供電段***電力排程中心，向排程人員提供圖形化介面，完成基本的遠端監視和控制、變配電所監控和管理、訊號電源監控及線路故障管理等功能。

　　主站一般由排程工作站、資料庫伺服器、Web伺服器、前置通訊處理機***簡稱前置機***、計算機網路裝置、多串列埠伺服器、通訊介面卡以及印表機、UPS等外圍裝置組成。其中的關鍵裝置，如排程工作站、前置機、資料庫伺服器等，可以雙機冗餘配置。

　　2.2 站端系統及裝置

　　站端系統及裝置安裝在監控現場，負責變配電所、控制櫃、訊號電源、車站線路開關等的監控，主要包括變配電所微機保護及綜合自動化系統、RTU***Remote Terminal Unit，遠方終端單元***、STU***Semaphore Terminal Unit，訊號電源終端單元***、FTU***Feeder Terminal Unit，線路終端單元***等。

　　站端裝置負責採集現場電力生產資料和資訊，向主站傳送資料，接收並執行主站下發的各種控制命令。

　　2.3 通訊系統

　　通訊系統是自動化資料的傳輸通道，是自動化系統的重要組成部分。在排程自動化技術和產品日益成熟的今天，通訊系統的效能優劣、可靠與否成為鐵路電力排程自動化系統建設能否成功的關鍵。

　　3 軟體系統

　　電力排程自動化軟體是排程自動化系統的核心和靈魂，主要包括系統軟體和應用軟體兩部分。

　　3.1 系統軟體

　　系統軟體包括作業系統、資料庫等。目前，國內常用的作業系統有微軟公司的Windows NT、2000以及Unix等。

　　Windows NT、2000作業系統專門為部門使用者和企業使用者設計，具有良好的系統穩定性和執行效能，能夠承擔複雜、繁重和嚴格的企業任務，而且建立在該平臺的各種軟體工具非常豐富，使用方便，是目前在國內外使用最為廣泛的作業系統。但正是由於它的易操作性和普及性，Windows作業系統也是受到病毒攻擊最嚴重的，很容易造成系統宕機或癱瘓。

　　Unix作業系統是世界上效能最穩定、最可靠、擴充套件最方便的作業系統，而且不易受病毒干擾。但它有使用複雜、支援開發的工具少、各廠家提供的版本不統一等缺點，限制了大規模推廣使用，一般適用於重要使用者或要求特別嚴格的大企業使用者。

　　綜合Unix和Windows各自的特點，可以構造Unix和Windows NT/2000混合平臺，即伺服器選用穩定可靠的Unix作業系統,而客戶端工作站則選用介面友好、容易操作的Windows作業系統。

　　3.2 應用軟體

　　排程自動化應用軟體由SCADA支撐軟體和應用功能軟體組成。

　　3.2.1 支撐軟體

　　支撐軟體是介於作業系統和應用功能軟體之間的橋樑，它遮蔽了作業系統的複雜性，豐富和擴充了作業系統的服務和功能，為應用軟體提供更靈活、更強有力的資料處理、資料操作、資料交換、資料儲存的綜合服務機制。

　　SCADA支撐軟體一般由實時資料庫、圖形管理系統、報表程式、前置機通訊等幾部分組成。

　　1***實時資料庫

　　實時資料庫基於記憶體共享技術，實時資料常駐記憶體，以滿足資料的實時性要求;同時，借鑑關係型資料庫設計原理描述引數和實時資料，使得實時資料的管理更方便，增加和擴充更容易;另外，提供統一的資料訪問介面，供其他應用程式使用，完成各種二次開發工作。

　　2***圖形管理系統

　　圖形管理系統一般包括圖元編輯器、圖形編輯器、畫面顯示軟體、顏色管理軟體、裝置管理軟體、網路拓撲軟體等部分，方便使用者建立介面友好直觀、操作簡單方便、功能強大豐富的圖形化人機互動介面。

　　3***報表程式

　　報表程式包括報表製作與管理軟體、報表顯示及列印軟體，可以製作日報、週報、月報、季報、年報及事故追憶報表，報表中可進行各種複雜的資料統計和計算，報表可嵌入多種圖形、文字、曲線等內容，形象地顯示統計資料，報表系統產生的資料檔案能與Excel檔案或html檔案格式相容，以便廣泛地被其他軟體系統訪問利用。

　　4***前置機通訊

　　前置機主要提供內容豐富的通訊規約庫，支援多種常用遠動通訊規約，包括CDT、1801、IEC870.5-101/102/104等;而且可以根據使用者要求修改舊的規約或增加新的規約，修改或增加規約可以線上完成，而不需要退出應用程式。

　　3.2.2 功能應用軟體

　　功能應用軟體具體完成鐵路電力排程自動化的各項功能。主要包括：

　　1***常規SCADA功能

　　即遠動功能，具體包括實時資料採集和處理、告警處理、SoE***Sequence of Event，順序事項記錄***、遙控遙調、系統對時、圖形介面、報表、曲線、列印，及實時資料管理、歷史資料管理、使用者管理等，這是排程自動化系統的功能基礎。

　　2***變配電所監控和管理

　　變配電所監控和管理是在常規SCADA功能的基礎上，完成保護投退、保護資訊查詢、方式字整定、遠端抄表、故障錄波等功能，最終滿足“無人值班”的技術條件。

　　3***訊號電源監控

　　訊號電源監控是對鐵路訊號電源進行自動化監視和控制，完成遙測越限告警、訊號電源故障告警、故障錄波、低壓開關分合等功能。

　　4***線路故障管理

　　線路故障管理，又稱線路自動化。主要以貫通、自閉電力線路分段開關為監控物件，在正常情況下完成SCADA功能，線上路故障時完成故障監測和故障點的自動定位，以及實現快速隔離故障和快速恢復供電等功能。

　　以上四項功能是鐵路電力排程自動化的基本功能，在設計電力自動化系統方案時，應做到統籌規劃，避免就事論事的設計技術方案，防止將變配電所自動化、訊號電源監控、車站開關監控等功能割裂開來，出現多個“孤島自動化系統”。

　　4 通訊系統

　　既有通訊系統多基於鐵路電話網路，採用MODEM和電話專線構建。這種方式利用了鐵路部門豐富的電話網路資源，具有成本低、簡單易行的的特點。但是，基於模擬線路來傳輸數字訊號的通道穩定性差、易受干擾、可靠性不高、頻寬低。隨著鐵路通訊的快速發展，新建線路採用數字網路作為排程自動化通訊系統成為主流的發展趨勢。

　　以新建向莆鐵路線為例，沿線建有鐵路專用SDH傳輸網路，總頻寬達到2.5G，排程中心和鐵路沿線預留了豐富的E1介面***G.703，2.048M***，鐵路電力排程自動化系統完全可以基於E1介面構建專用通訊網路。

　　具體思路是，排程中心、車站均作為通訊節點，每個通訊節點向通訊專業申請兩個E1介面，經接入裝置引入，組成2M環型通道。工作原理如圖2所示。

　　該通訊方案全部採用數字介面，具有中間轉換環節少、穩定性好、可靠性高、抗干擾能力強等優點;每個站端裝置都有兩個資料傳輸方向，當一個方向的通道故障時可以自動切換至另一個方向，在SDH自愈光纖網路的基礎上，進一步組成基於E1的環型冗餘通道，大大了通訊系統的可靠性。

　　5 結論

　　鐵路系統採用電力排程自動化技術替代傳統的排程監視控制方法，符合鐵路行車向著高速、大密度方向發展的客觀需要，也是鐵路電力系統發展的必然趨勢。因此，探索如何建設效能穩定可靠、功能完善強大、開放性良好、容易擴充套件的電力排程自動化系統，是擺在每一個鐵路電力工作者面前的一個重要課題。

　　今後還要進一步結合運營單位的實際需求，在實時監控的基礎上逐步增加電力生產管理自動化功能，將實時監控與資訊管理結合起來，實現包括排程自動化、圖象管理、裝置管理、地理資訊管理、電力生產運營管理、使用者管理、生產資訊管理等“管控”一體化的管理方式，從而更好地為電力運營服務。

　　參考文獻

　　[1] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路電力設計規範***TB-10008-2005***. 北京：中國鐵道出版社，2005.

　　[2] 翟純玉等. 鐵路電力自動化技術[M]. 北京：中國鐵道出版社，2006.

　　[3] 錢清泉. 電氣化鐵道微機監控技術[M]. 北京：中國鐵道出版社，2000.

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