一、應用原因及背景
隨著某公司電網新增7座集成自動化變電站，現有的模擬板系統在功能和技術層面已不足以支撐這些新型變電站的需求。現有系統無法展現新增變電站的設備和操作模式，且已無法進行改造升級。為確保電網調度人員能實時直觀地了解電網運行狀況，保障電網系統的安全穩定，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。線路名稱以黑色正楷清晰標記，確保每個字符均勻分布在各自的塑料塊上。線路交匯處以圓弧形式平滑過渡，避免混淆。開關和隔離開關指示燈平面安裝，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。
3、遙信指示：開關指示燈采用雙色的智能型17毫米×17毫米LED平面發光燈，能夠顯示三種顏色，亮度可調。隔離開關指示采用單色φ16毫米圓形智能燈。智能型平面發光燈基于單片機系統，通過串行總線直接與微機接口連接，無需復雜的邏輯控制和地址譯碼線路，這使得系統布線簡潔、故障率低、維護便捷，具有高性能價格比。每個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，不會相互干擾，便于直接進行維護和故障排查，從而簡化日常維護工作。
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，允許用戶進行無需現場操作的遠程監測。
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。
- 系統時鐘（時分秒）顯示器：安裝了一套顯示系統當前時間（小時、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
模擬板主要供電線路及廠站主變采用專用 LED 流水光帶顯示器
件，能實時模擬顯示電網運行方向。線條顏色符合電力行業標準規定，
即：110kV 紅色、35kV 黃色、6KV 藍色。
6、系統設計
采納了國際市場上較先進的電子控制組件，使得每個顯示組件都轉化為一個可編程的獨立智能設備。所有的顯示組件通過單一串行總線與微處理器接口相連，這樣就無需繁瑣的邏輯控制和地址解碼電路。這意味著在安裝時，遙信和遙測顯示器可以根據實際需要進行靈活擴展，無需考慮固定地址（其中顯示開關量的控制能力達到了16384路，遙測量能力為2048路），并且每個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，并通過異步通信模式，其中通信波特率較高可達9600比特每秒。每個遙信指示燈和遙測顯示單元都能根據通信協議接收來自主機的信息，實時模擬所有設備的運行狀態，詳見圖1。
7、控制系統
模擬板實現了遠程自動化的直接數據上屏功能。整個控制系統通過遠程自動化設備（遠動）使用標準的232接口進行通信，傳輸速率設定為9600bps。系統的總加值、無功值、日期、時間、頻率以及安全運行數據均通過系統總線接收遠程自動化信號。模擬板能夠實時接收、處理、展示和記錄各類遠動數據，并允許遠動控制微機執行諸如開閉開關、刀閘狀態切換的鍵盤操作；對于遙測顯示單元，應支持鍵盤輸入設置。此外，模擬板還具備亮屏和暗屏控制、手動輸入狀態與數據、系統自檢、狀態恢復等操作功能。
新型模擬板與遠動系統之間的連接是通過串行端口實現的，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. 技術先導性：采用了國際前沿技術的產品。
2. 技術成熟度：采納的技術屬于行業內較為成熟的，制造商擁有多年在各個領域提供解決方案的豐富經驗，其產品已在多個行業中取得成功應用。
3. 系統成本效益：在系統設計過程中，性能與價格的平衡是一個關鍵考量。所選擇的設備在保證性能的同時，也很大地顧及到成本效益，展現出優秀的性價比。
4. 系統安全穩定性：所選產品在確保操作員安全和設備長期穩定運作方面進行了充分考慮，可實現連續不斷的運行。
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，模塊替換簡便迅速，且易于拆裝和擴展。
此方案旨在改進當前電力網絡自動化模擬系統的不足之處，提升電力調度的自動化程度，增強電力調度技術管理的專業性，提高電網模擬數據的準確性和響應速度。此舉將促進電力調度綜合自動化系統多功能的全面發揮，并在很大程度上延長設備的使用壽命。
四、實施的方法
本項目的研究方法采取逐步分解與階段性實施的策略，涉及以下關鍵技術問題的解決：視頻數據的傳輸，視頻的拆分與重組保障，傳輸過程中的數據堵塞問題，數據異常突出表示，以及現有遠程自動化數據與模擬系統數據的傳輸對接。
詳細的實施步驟如下：
1. 需求分析：通過廣泛的市場調研，精確捕捉現場的具體需求，確保項目的針對性和實用性。
2. 系統設計：利用驗證過的技術手段，以降低項目失敗的可能性。
3. 文檔管理：嚴格遵守開發規范，確保項目文檔的完整性及其有效性，所有技術細節和流程都應當有詳細記錄。
4. 系統模塊化：對系統進行細致拆分，并采取并行開發的方式，實現有效的團隊合作。
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，顯著增強了系統的實用性。
2. 優化了電力調度模擬系統中的數據傳輸機制，顯著提升了數據傳輸的精確性和連續性。
3. 為電網的數字化和信息化管理奠定了堅實的基礎，提供了強有力的支持。
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