GIS状态监测综合管理系统
|
摘要
封闭式组合电器(GIS)是电力系统中的重要设备，在电力系统中使用的越来越广泛，电力部门对GIS进行在线状态监测的要求将不断提高。
同一变电站中的GIS包含着多种设备，需要监测记录的信息名目繁多，处理工作量大。为了能够有效管理设备的各种信息，本论文开发研制了GIS状态监测综合管理系统THMS，集GIS设备、计算机网络技术与状态监测于一体，便于电网控制中心实现分级管理及设备的状态维修。
本论文中的GIS状态监测综合管理系统THMS运行在Windows操作系统下，用可视化编程语言Visual C++开发。通过Winsock网络编程接口接收数据，通过两级映射的数据结构对数据按模块进行分类并完成数据的处理、保存和显示的功能。其中把状态监测的一些主要任务流程抽象出来，设计了通用的网络通信、图形显示、数据存储、安全、数据库接口等模块。
针对现有的电气设备监测应用软件比较普遍存在的可重用性差、重复开发严重和维护困难等问题。本文也在软件中应用了组件技术及面向对象技术。目标就是提高GIS状态监测综合管理系统的适用性、扩展性，在能够很好的满足现有的监测要求的基础上，逐步实现对变电站中其它电气设备的状态监测管理。系统远期目标是实现设备状态监测和变电站SCADA、MIS系统的数据共享、互通互联，本论文为这一目标打下一定基础。
本论文的综合管理系统目前只包含一套GIS状态监测系统，该系统为分布式系统，软件和硬件均分为上位主机、客户机和下位机三部分。综合管理系统运行于上位主机和客户机上。上位机和客户机的配置都为高档PC，在上位机上需要安装SQL Server 数据库管理系统。
本论文中GIS状态监测系统的下位机为PC/104嵌入式微机，主要由A/D采样模块和CPU网络模块组成。下位机软件运行在DOS操作系统下，用C语言开发，包括主程序、定时中断子程序和封装的函数库。下位机完成对三种GIS状态量的监测（包括采集和预处理）和数据通信的功能。
经过实验室调试和测试，GIS状态监测综合管理系统达到了设计目的。
Gas insulated Switchgear (GIS) is an important equipment in power system. It has more and more applications, and there is an increasing demand on the technical of GIS on-line condition monitoring.
GIS consists of different equipments in a substation, therefore, GIS condition monitoring includes different items, and needs a heavy workload. For effective management of different equipments and their operations, a GIS online condition-monitoring integrated management system is developed to integrate GIS, computer network and condition monitoring. This system makes it convenient for the control center of power system to implement classification management and condition maintaining.
The GIS online condition-monitoring integrated management system is operated in Window OS, and is developed with Visual C++, Winsock. The server receives the data form different clients, and classes the data through the two-level map system, implements data processing, saving and display. In this system, different functions are organized into some modules, including network module, graphics module, data processing module, security module and database module.
Object Model and Object Oriented Technique are used in the system to improve the system's applicability and expansibility. On the basis of it, the system will be used to monitor other electric equipment. Long-dated object make it possible to link SCADA, MIS and equipment condition monitoring to share data each other.
In this thesis, the system is a distributed one whose model is client/sever, including server, sampling client and data sharing client. The integrated management software is operated in server and data sharing client. The server and data-sharing client is a pc, and SQL Server is installed in server.
In this thesis, the sampling client is a PC/104 embedded microcomputer that consists of the A/D model and the CPU/Ethnet model. The software for client runs under DOS operation system and is developed with C language. It includes main
program, interruption sub function and functions library. The client implements sampling of data, pre-processing, and data transfer of three kinds of variables.
The online condition-monitoring integrated management system has passed through lab debugging and testing, and can run normally and smoothly. All destined aims of work have been achieved.
同一变电站中的GIS包含着多种设备，需要监测记录的信息名目繁多，处理工作量大。为了能够有效管理设备的各种信息，本论文开发研制了GIS状态监测综合管理系统THMS，集GIS设备、计算机网络技术与状态监测于一体，便于电网控制中心实现分级管理及设备的状态维修。
本论文中的GIS状态监测综合管理系统THMS运行在Windows操作系统下，用可视化编程语言Visual C++开发。通过Winsock网络编程接口接收数据，通过两级映射的数据结构对数据按模块进行分类并完成数据的处理、保存和显示的功能。其中把状态监测的一些主要任务流程抽象出来，设计了通用的网络通信、图形显示、数据存储、安全、数据库接口等模块。
针对现有的电气设备监测应用软件比较普遍存在的可重用性差、重复开发严重和维护困难等问题。本文也在软件中应用了组件技术及面向对象技术。目标就是提高GIS状态监测综合管理系统的适用性、扩展性，在能够很好的满足现有的监测要求的基础上，逐步实现对变电站中其它电气设备的状态监测管理。系统远期目标是实现设备状态监测和变电站SCADA、MIS系统的数据共享、互通互联，本论文为这一目标打下一定基础。
本论文的综合管理系统目前只包含一套GIS状态监测系统，该系统为分布式系统，软件和硬件均分为上位主机、客户机和下位机三部分。综合管理系统运行于上位主机和客户机上。上位机和客户机的配置都为高档PC，在上位机上需要安装SQL Server 数据库管理系统。
本论文中GIS状态监测系统的下位机为PC/104嵌入式微机，主要由A/D采样模块和CPU网络模块组成。下位机软件运行在DOS操作系统下，用C语言开发，包括主程序、定时中断子程序和封装的函数库。下位机完成对三种GIS状态量的监测（包括采集和预处理）和数据通信的功能。
经过实验室调试和测试，GIS状态监测综合管理系统达到了设计目的。
Gas insulated Switchgear (GIS) is an important equipment in power system. It has more and more applications, and there is an increasing demand on the technical of GIS on-line condition monitoring.
GIS consists of different equipments in a substation, therefore, GIS condition monitoring includes different items, and needs a heavy workload. For effective management of different equipments and their operations, a GIS online condition-monitoring integrated management system is developed to integrate GIS, computer network and condition monitoring. This system makes it convenient for the control center of power system to implement classification management and condition maintaining.
The GIS online condition-monitoring integrated management system is operated in Window OS, and is developed with Visual C++, Winsock. The server receives the data form different clients, and classes the data through the two-level map system, implements data processing, saving and display. In this system, different functions are organized into some modules, including network module, graphics module, data processing module, security module and database module.
Object Model and Object Oriented Technique are used in the system to improve the system's applicability and expansibility. On the basis of it, the system will be used to monitor other electric equipment. Long-dated object make it possible to link SCADA, MIS and equipment condition monitoring to share data each other.
In this thesis, the system is a distributed one whose model is client/sever, including server, sampling client and data sharing client. The integrated management software is operated in server and data sharing client. The server and data-sharing client is a pc, and SQL Server is installed in server.
In this thesis, the sampling client is a PC/104 embedded microcomputer that consists of the A/D model and the CPU/Ethnet model. The software for client runs under DOS operation system and is developed with C language. It includes main
program, interruption sub function and functions library. The client implements sampling of data, pre-processing, and data transfer of three kinds of variables.
The online condition-monitoring integrated management system has passed through lab debugging and testing, and can run normally and smoothly. All destined aims of work have been achieved.
引文
[1] 张文生，刘跃年. GIS智能化及PASS技术.电力建设，2000，35(9):26~29
[2] 钱家骊，黄瑜珑，徐国政. 智能化高压开关设备的开发与应用. 高压开关行业通讯，1997， (12):33～36
[3] 平顶山天鹰集团有限责任公司.ZF5系列全封闭组合电器.
[4] 陈振生. 智能化高压电器.第一届智能开关与开关柜技术研讨会文集，1997:13
[5] 徐大可,张元林,王文胜. 变电站电气设备在线监测综述. 电力自动化设备，2001，21(09):54~57
[6] 徐国政,张节容,钱家骊.高压断路器原理和应用.北京:清华大学出版社,2000, 130~150
[7] 菀舜. 高压开关设备状态监测与诊断技术. 北京：机械工业出版社，2001
[8] 郭碧红，杨晓洪.我国电力设备在线监测技术的开发应用状况分析.电网技术，1999，23(8):65~68
[9] 陈维荣,宋永华,孙锦鑫. 电力系统设备状态监测的概念及现状.电网技术，2000，24(11):12~17
[10] 卢毅，濮汉康.变电站综合管理信息系统.电力系统自动化，199721(12):63~64
[11] 胡宪华，杨苹，柳明，等. 电厂管理信息系统与开放实时监测系统的集成.电网技术，1999，23(1):14~16
[12] 王文贤.MIS对 SCADA系统的监测处理.电力系统自动化，1999，21(12):73~75
[13] 李炎新，邢建春.COM技术及其在工业自动化软件中的应用.工业控制计算机，2000，13(1):25~28
[14] 吴剑.MIS系统与SCADA系统的互连及数据处理.浙江电力，1999，6
[15] 张斌，王俏文，陈绪国.SCADA系统实时信息在MIS系统的应用.广东电力，2000，13(3):9~11
[16] 姜磊，李福祺，朱德恒，等.电力设备在线监测系统软件框架的设计.高电压技术，1999，25(4)，35~37
[17] 袁和金，宋雨，王翠茹.基于组件的软件设计及其在电力信息化中的应用.电力情报，2001，(1):12~15
[18] 丁杰，赵金荣，周邺飞.基于组件模型技术的变电站监控软件.电力系统自动化，2001，(5)，51~54
[19] 张明霞,宋玮,米增强. 组件技术在电力系统中的运用.电力情报，2001，(2):63~65
[20] A. L. J. Janssen, W. Degen, C. R. Heising, H. Bruvik, E. Colombo, W. Lanz, P. Fletcher, G. Sanchis. A Summary of the Final Results and Conclusions of the Second International Enquiry on the Reliability of the High Voltage Circuit Breakers(Report on Behalf of WG 13.06). CIGRE Session 1994,13-202:1~11
[21] C.R.Heising, E.Colombo, A.L.J.Janssen, et al. Final Report on High-Voltage Circuit Breaker Reliability Data for Use in Substation and System Studies. CIGRE Session 1994,13-201:1~6
[22] A. L. J. Janssen, W. Degen, C. R. Heising, H. Bruvik, E. Colombo, W. Lanz, P. Fletcher, G. Sanchis. A Summary of the Final Results and Conclusions of the Second International Enquiry on the Reliability of the High Voltage Circuit Breakers(Report on Behalf of WG 13.06), CIGRE Session 1994,13-202
[23] 盛博科技有限公司.SBS PC/104应用注记.北京:盛博科技有限公司, 2000.1~5
[24] 盛博科技有限公司. ADT200/ADT600 技术手册. 北京: 盛博科技有限公司, 2000.14~20
[25] David J. Kruglinski .Visual C++技术内幕（第四版）.清华大学出版社，潘爱民，王国印译，1999.
[26] 罗晓沛.数据库技术.北京：清华大学出版社，1999.
[27] Stephen R. Schach .Classical and object-oriented software engineering with UML and C++. World Press，1999
[28] Robison, Lyn.轻松掌握用Visual C++ 6对数据库编程.北京：清华大学出版社，1999.
[29] Dale Rogerson. Inside Com. Redmond，Washington，U.S.A: Microsoft Press，1997
[30] 周之英.现代软件工程.中，基本方法篇.北京:科学出版社，2000
[31] 周之英.现代软件工程.上，管理技术篇.北京:科学出版社，2000
[32] 周之英.现代软件工程.中，新技术篇.北京:科学出版社，2000
[33] Petkovic, Dusan.SQL Server 2000基础教程.北京:清华大学出版社，2001
[34] Stevens, W. Richard .TCP/IP illustrated. Reading, Mass:Addison-Wesley Pub. Co，1994
[35] Comer, Douglas E. 计算机网络与互联网. 北京：电子工业出版社，1998
[36] 蒋东兴,林鄂华,陈棋德，等.Windows Sockets 网络程序设计大全.北京：清华大学出版社，1999
[37] 沈杰,李乃湖.基于现场总线技术的变电站自动化系统.电力系统自动化,2000, 17:57~59
[38] 谭浩强. C程序设计.北京：清华大学出版社，1991
[39] 张健.文献综述与选题报告，清华大学电机系，2000年
[40] 陈建春.Visual C++开发GIS 系统－开发实例剖析.北京：电子工业出版社，2000
[41] 陈建春.Microsoft Visual C++ 图形系统开发技术基础.北京：电子工业出版社，1997
[42] 胡广书.数字信号处理.北京: 清华大学出版社, 1997.
[2] 钱家骊，黄瑜珑，徐国政. 智能化高压开关设备的开发与应用. 高压开关行业通讯，1997， (12):33～36
[3] 平顶山天鹰集团有限责任公司.ZF5系列全封闭组合电器.
[4] 陈振生. 智能化高压电器.第一届智能开关与开关柜技术研讨会文集，1997:13
[5] 徐大可,张元林,王文胜. 变电站电气设备在线监测综述. 电力自动化设备，2001，21(09):54~57
[6] 徐国政,张节容,钱家骊.高压断路器原理和应用.北京:清华大学出版社,2000, 130~150
[7] 菀舜. 高压开关设备状态监测与诊断技术. 北京：机械工业出版社，2001
[8] 郭碧红，杨晓洪.我国电力设备在线监测技术的开发应用状况分析.电网技术，1999，23(8):65~68
[9] 陈维荣,宋永华,孙锦鑫. 电力系统设备状态监测的概念及现状.电网技术，2000，24(11):12~17
[10] 卢毅，濮汉康.变电站综合管理信息系统.电力系统自动化，199721(12):63~64
[11] 胡宪华，杨苹，柳明，等. 电厂管理信息系统与开放实时监测系统的集成.电网技术，1999，23(1):14~16
[12] 王文贤.MIS对 SCADA系统的监测处理.电力系统自动化，1999，21(12):73~75
[13] 李炎新，邢建春.COM技术及其在工业自动化软件中的应用.工业控制计算机，2000，13(1):25~28
[14] 吴剑.MIS系统与SCADA系统的互连及数据处理.浙江电力，1999，6
[15] 张斌，王俏文，陈绪国.SCADA系统实时信息在MIS系统的应用.广东电力，2000，13(3):9~11
[16] 姜磊，李福祺，朱德恒，等.电力设备在线监测系统软件框架的设计.高电压技术，1999，25(4)，35~37
[17] 袁和金，宋雨，王翠茹.基于组件的软件设计及其在电力信息化中的应用.电力情报，2001，(1):12~15
[18] 丁杰，赵金荣，周邺飞.基于组件模型技术的变电站监控软件.电力系统自动化，2001，(5)，51~54
[19] 张明霞,宋玮,米增强. 组件技术在电力系统中的运用.电力情报，2001，(2):63~65
[20] A. L. J. Janssen, W. Degen, C. R. Heising, H. Bruvik, E. Colombo, W. Lanz, P. Fletcher, G. Sanchis. A Summary of the Final Results and Conclusions of the Second International Enquiry on the Reliability of the High Voltage Circuit Breakers(Report on Behalf of WG 13.06). CIGRE Session 1994,13-202:1~11
[21] C.R.Heising, E.Colombo, A.L.J.Janssen, et al. Final Report on High-Voltage Circuit Breaker Reliability Data for Use in Substation and System Studies. CIGRE Session 1994,13-201:1~6
[22] A. L. J. Janssen, W. Degen, C. R. Heising, H. Bruvik, E. Colombo, W. Lanz, P. Fletcher, G. Sanchis. A Summary of the Final Results and Conclusions of the Second International Enquiry on the Reliability of the High Voltage Circuit Breakers(Report on Behalf of WG 13.06), CIGRE Session 1994,13-202
[23] 盛博科技有限公司.SBS PC/104应用注记.北京:盛博科技有限公司, 2000.1~5
[24] 盛博科技有限公司. ADT200/ADT600 技术手册. 北京: 盛博科技有限公司, 2000.14~20
[25] David J. Kruglinski .Visual C++技术内幕（第四版）.清华大学出版社，潘爱民，王国印译，1999.
[26] 罗晓沛.数据库技术.北京：清华大学出版社，1999.
[27] Stephen R. Schach .Classical and object-oriented software engineering with UML and C++. World Press，1999
[28] Robison, Lyn.轻松掌握用Visual C++ 6对数据库编程.北京：清华大学出版社，1999.
[29] Dale Rogerson. Inside Com. Redmond，Washington，U.S.A: Microsoft Press，1997
[30] 周之英.现代软件工程.中，基本方法篇.北京:科学出版社，2000
[31] 周之英.现代软件工程.上，管理技术篇.北京:科学出版社，2000
[32] 周之英.现代软件工程.中，新技术篇.北京:科学出版社，2000
[33] Petkovic, Dusan.SQL Server 2000基础教程.北京:清华大学出版社，2001
[34] Stevens, W. Richard .TCP/IP illustrated. Reading, Mass:Addison-Wesley Pub. Co，1994
[35] Comer, Douglas E. 计算机网络与互联网. 北京：电子工业出版社，1998
[36] 蒋东兴,林鄂华,陈棋德，等.Windows Sockets 网络程序设计大全.北京：清华大学出版社，1999
[37] 沈杰,李乃湖.基于现场总线技术的变电站自动化系统.电力系统自动化,2000, 17:57~59
[38] 谭浩强. C程序设计.北京：清华大学出版社，1991
[39] 张健.文献综述与选题报告，清华大学电机系，2000年
[40] 陈建春.Visual C++开发GIS 系统－开发实例剖析.北京：电子工业出版社，2000
[41] 陈建春.Microsoft Visual C++ 图形系统开发技术基础.北京：电子工业出版社，1997
[42] 胡广书.数字信号处理.北京: 清华大学出版社, 1997.