一、應用原因及背景
隨著(zhù)某公司電網(wǎng)新增7座集成自動(dòng)化變電站，現有的模擬板系統在功能和技術(shù)層面已不足以支撐這些新型變電站的需求?，F有系統無(wú)法展現新增變電站的設備和操作模式，且已無(wú)法進(jìn)行改造升級。為確保電網(wǎng)調度人員能實(shí)時(shí)直觀(guān)地了解電網(wǎng)運行狀況，保障電網(wǎng)系統的安全穩定，迫切需要建設一套新的電力調度模擬板系統。
二、模擬板整體構想
1、屏體結構：模擬板主體結構采用堅固的金屬框架設計，配有與地面固定連接的組件，并在屏體上設置了顯著(zhù)的安全接地裝置。
2、屏面組成：模擬板的表面由25毫米×25毫米的高強度塑料方塊組成，形成鑲嵌式的馬賽克布局。所有線(xiàn)條符號、文字刻印、顏色及尺寸嚴格遵循國家標準：110千伏使用大紅色、35千伏采用黃色、10千伏為淺紅色、6千伏為深藍色。變電設施標識如變電站、分接變壓器（PT）等的顏色與對應的電壓等級一致。線(xiàn)路名稱(chēng)以黑色正楷清晰標記，確保每個(gè)字符均勻分布在各自的塑料塊上。線(xiàn)路交匯處以圓弧形式平滑過(guò)渡，避免混淆。開(kāi)關(guān)和隔離開(kāi)關(guān)指示燈平面安裝，編號使用黑色阿拉伯數字。模擬板內的各變電站和電廠(chǎng)以凹陷式仿真雕刻標識，顏色與對應電壓等級一致，文字顏色為黑色，字體為楷書(shū)。
3、遙信指示：開(kāi)關(guān)指示燈采用雙色的智能型17毫米×17毫米LED平面發(fā)光燈，能夠顯示三種顏色，亮度可調。隔離開(kāi)關(guān)指示采用單色φ16毫米圓形智能燈。智能型平面發(fā)光燈基于單片機系統，通過(guò)串行總線(xiàn)直接與微機接口連接，無(wú)需復雜的邏輯控制和地址譯碼線(xiàn)路，這使得系統布線(xiàn)簡(jiǎn)潔、故障率低、維護便捷，具有高性能價(jià)格比。每個(gè)指示燈和顯示器均為獨立的智能單元，由微機直接控制，單元間相互獨立，不會(huì )相互干擾，便于直接進(jìn)行維護和故障排查，從而簡(jiǎn)化日常維護工作。
4、遙測量
1、遙測顯示單元
該單元由1英寸和0.8英寸的紅色LED數字顯示管構成。數字顯示管安裝在兩種規格的標準外殼中，尺寸分別為125毫米×50毫米和100毫米×25毫米，允許用戶(hù)進(jìn)行無(wú)需現場(chǎng)操作的遠程監測。
2、大型信息顯示器
- 系統頻率顯示器：搭建了一套顯示系統頻率的大屏。
- 系統總功率加和顯示器：設置一套用于展示系統總功率的大型顯示屏。
- 系統時(shí)鐘（時(shí)分秒）顯示器：安裝了一套顯示系統當前時(shí)間（小時(shí)、分鐘、秒）的大型顯示設備。
- 系統日歷（年月日）顯示器：建設了一套顯示系統日期（年、月、日）的大屏。
- 系統功率顯示器：配置了一套大型顯示屏用以顯示系統功率信息。
5、流水光帶
模擬板主要供電線(xiàn)路及廠(chǎng)站主變采用專(zhuān)用 LED 流水光帶顯示器
件，能實(shí)時(shí)模擬顯示電網(wǎng)運行方向。線(xiàn)條顏色符合電力行業(yè)標準規定，
即：110kV 紅色、35kV 黃色、6KV 藍色。
6、系統設計
采納了國際市場(chǎng)上較先進(jìn)的電子控制組件，使得每個(gè)顯示組件都轉化為一個(gè)可編程的獨立智能設備。所有的顯示組件通過(guò)單一串行總線(xiàn)與微處理器接口相連，這樣就無(wú)需繁瑣的邏輯控制和地址解碼電路。這意味著(zhù)在安裝時(shí)，遙信和遙測顯示器可以根據實(shí)際需要進(jìn)行靈活擴展，無(wú)需考慮固定地址（其中顯示開(kāi)關(guān)量的控制能力達到了16384路，遙測量能力為2048路），并且每個(gè)遙測顯示單元能展示多條遙測信息。模擬板與調度中心主機系統之間的通訊接口采用串行RS232端口，并通過(guò)異步通信模式，其中通信波特率較高可達9600比特每秒。每個(gè)遙信指示燈和遙測顯示單元都能根據通信協(xié)議接收來(lái)自主機的信息，實(shí)時(shí)模擬所有設備的運行狀態(tài)，詳見(jiàn)圖1。
7、控制系統
模擬板實(shí)現了遠程自動(dòng)化的直接數據上屏功能。整個(gè)控制系統通過(guò)遠程自動(dòng)化設備（遠動(dòng)）使用標準的232接口進(jìn)行通信，傳輸速率設定為9600bps。系統的總加值、無(wú)功值、日期、時(shí)間、頻率以及安全運行數據均通過(guò)系統總線(xiàn)接收遠程自動(dòng)化信號。模擬板能夠實(shí)時(shí)接收、處理、展示和記錄各類(lèi)遠動(dòng)數據，并允許遠動(dòng)控制微機執行諸如開(kāi)閉開(kāi)關(guān)、刀閘狀態(tài)切換的鍵盤(pán)操作；對于遙測顯示單元，應支持鍵盤(pán)輸入設置。此外，模擬板還具備亮屏和暗屏控制、手動(dòng)輸入狀態(tài)與數據、系統自檢、狀態(tài)恢復等操作功能。
新型模擬板與遠動(dòng)系統之間的連接是通過(guò)串行端口實(shí)現的，而接口單元設計有防雷、抗電涌和抵御強磁沖擊的特性。
三、系統分析
1. 技術(shù)先導性：采用了國際前沿技術(shù)的產(chǎn)品。
2. 技術(shù)成熟度：采納的技術(shù)屬于行業(yè)內較為成熟的，制造商擁有多年在各個(gè)領(lǐng)域提供解決方案的豐富經(jīng)驗，其產(chǎn)品已在多個(gè)行業(yè)中取得成功應用。
3. 系統成本效益：在系統設計過(guò)程中，性能與價(jià)格的平衡是一個(gè)關(guān)鍵考量。所選擇的設備在保證性能的同時(shí)，也很大地顧及到成本效益，展現出優(yōu)秀的性?xún)r(jià)比。
4. 系統安全穩定性：所選產(chǎn)品在確保操作員安全和設備長(cháng)期穩定運作方面進(jìn)行了充分考慮，可實(shí)現連續不斷的運行。
5. 系統擴容與維護性：系統設計具備高度的擴展性和維護性，模塊替換簡(jiǎn)便迅速，且易于拆裝和擴展。
此方案旨在改進(jìn)當前電力網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化模擬系統的不足之處，提升電力調度的自動(dòng)化程度，增強電力調度技術(shù)管理的專(zhuān)業(yè)性，提高電網(wǎng)模擬數據的準確性和響應速度。此舉將促進(jìn)電力調度綜合自動(dòng)化系統多功能的全面發(fā)揮，并在很大程度上延長(cháng)設備的使用壽命。
四、實(shí)施的方法
本項目的研究方法采取逐步分解與階段性實(shí)施的策略，涉及以下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決：視頻數據的傳輸，視頻的拆分與重組保障，傳輸過(guò)程中的數據堵塞問(wèn)題，數據異常突出表示，以及現有遠程自動(dòng)化數據與模擬系統數據的傳輸對接。
詳細的實(shí)施步驟如下：
1. 需求分析：通過(guò)廣泛的市場(chǎng)調研，精確捕捉現場(chǎng)的具體需求，確保項目的針對性和實(shí)用性。
2. 系統設計：利用驗證過(guò)的技術(shù)手段，以降低項目失敗的可能性。
3. 文檔管理：嚴格遵守開(kāi)發(fā)規范，確保項目文檔的完整性及其有效性，所有技術(shù)細節和流程都應當有詳細記錄。
4. 系統模塊化：對系統進(jìn)行細致拆分，并采取并行開(kāi)發(fā)的方式，實(shí)現有效的團隊合作。
5. 測試驗證：在系統集成完成后，執行全面而嚴格的測試程序，以確保系統的穩定性和可靠性。
五、實(shí)際應用情況
1. 該方案致力于徹底解決原有電力調度模擬系統中的不足，顯著(zhù)增強了系統的實(shí)用性。
2. 優(yōu)化了電力調度模擬系統中的數據傳輸機制，顯著(zhù)提升了數據傳輸的精確性和連續性。
3. 為電網(wǎng)的數字化和信息化管理奠定了堅實(shí)的基礎，提供了強有力的支持。
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