一、应用原因及背景

随着某公司电网新增7座集成自动化变电站，现有的模拟板系统在功能和技术层面已不足以支撑这些新型变电站的需求。现有系统无法展现新增变电站的设备和操作模式，且已无法进行改造升级。为确保电网调度人员能实时直观地了解电网运行状况，保障电网系统的安全稳定，迫切需要建设一套新的电力调度模拟板系统。

二、模拟板整体构想

1、屏体结构：模拟板主体结构采用坚固的金属框架设计，配有与地面固定连接的组件，并在屏体上设置了显著的安全接地装置。

2、屏面组成：模拟板的表面由25毫米×25毫米的高强度塑料方块组成，形成镶嵌式的马赛克布局。所有线条符号、文字刻印、颜色及尺寸严格遵循国家标准：110千伏使用大红色、35千伏采用黄色、10千伏为浅红色、6千伏为深蓝色。变电设施标识如变电站、分接变压器（PT）等的颜色与对应的电压等级一致。线路名称以黑色正楷清晰标记，确保每个字符均匀分布在各自的塑料块上。线路交汇处以圆弧形式平滑过渡，避免混淆。开关和隔离开关指示灯平面安装，编号使用黑色阿拉伯数字。模拟板内的各变电站和电厂以凹陷式仿真雕刻标识，颜色与对应电压等级一致，文字颜色为黑色，字体为楷书。

3、遥信指示：开关指示灯采用双色的智能型17毫米×17毫米LED平面发光灯，能够显示三种颜色，亮度可调。隔离开关指示采用单色φ16毫米圆形智能灯。智能型平面发光灯基于单片机系统，通过串行总线直接与微机接口连接，无需复杂的逻辑控制和地址译码线路，这使得系统布线简洁、故障率低、维护便捷，具有高性能价格比。每个指示灯和显示器均为独立的智能单元，由微机直接控制，单元间相互独立，不会相互干扰，便于直接进行维护和故障排查，从而简化日常维护工作。
4、遥测量
1、遥测显示单元
该单元由1英寸和0.8英寸的红色LED数字显示管构成。数字显示管安装在两种规格的标准外壳中，尺寸分别为125毫米×50毫米和100毫米×25毫米，允许用户进行无需现场操作的远程监测。

2、大型信息显示器
- 系统频率显示器：搭建了一套显示系统频率的大屏。
- 系统总功率加和显示器：设置一套用于展示系统总功率的大型显示屏。
- 系统时钟（时分秒）显示器：安装了一套显示系统当前时间（小时、分钟、秒）的大型显示设备。
- 系统日历（年月日）显示器：建设了一套显示系统日期（年、月、日）的大屏。
- 系统功率显示器：配置了一套大型显示屏用以显示系统功率信息。


5、流水光带
模拟板主要供电线路及厂站主变采用专用 LED 流水光带显示器
件，能实时模拟显示电网运行方向。线条颜色符合电力行业标准规定，
即：110kV 红色、35kV 黄色、6KV 蓝色。
6、系统设计

采纳了国际市场上较先进的电子控制组件，使得每个显示组件都转化为一个可编程的独立智能设备。所有的显示组件通过单一串行总线与微处理器接口相连，这样就无需繁琐的逻辑控制和地址解码电路。这意味着在安装时，遥信和遥测显示器可以根据实际需要进行灵活扩展，无需考虑固定地址（其中显示开关量的控制能力达到了16384路，遥测量能力为2048路），并且每个遥测显示单元能展示多条遥测信息。模拟板与调度中心主机系统之间的通讯接口采用串行RS232端口，并通过异步通信模式，其中通信波特率较高可达9600比特每秒。每个遥信指示灯和遥测显示单元都能根据通信协议接收来自主机的信息，实时模拟所有设备的运行状态，详见图1。 7、控制系统
模拟板实现了远程自动化的直接数据上屏功能。整个控制系统通过远程自动化设备（远动）使用标准的232接口进行通信，传输速率设定为9600bps。系统的总加值、无功值、日期、时间、频率以及安全运行数据均通过系统总线接收远程自动化信号。模拟板能够实时接收、处理、展示和记录各类远动数据，并允许远动控制微机执行诸如开闭开关、刀闸状态切换的键盘操作；对于遥测显示单元，应支持键盘输入设置。此外，模拟板还具备亮屏和暗屏控制、手动输入状态与数据、系统自检、状态恢复等操作功能。

新型模拟板与远动系统之间的连接是通过串行端口实现的，而接口单元设计有防雷、抗电涌和抵御强磁冲击的特性。

三、系统分析

1. 技术先导性：采用了国际前沿技术的产品。
2. 技术成熟度：采纳的技术属于行业内较为成熟的，制造商拥有多年在各个领域提供解决方案的丰富经验，其产品已在多个行业中取得成功应用。
3. 系统成本效益：在系统设计过程中，性能与价格的平衡是一个关键考量。所选择的设备在保证性能的同时，也很大地顾及到成本效益，展现出优秀的性价比。
4. 系统安全稳定性：所选产品在确保操作员安全和设备长期稳定运作方面进行了充分考虑，可实现连续不断的运行。
5. 系统扩容与维护性：系统设计具备高度的扩展性和维护性，模块替换简便迅速，且易于拆装和扩展。

此方案旨在改进当前电力网络自动化模拟系统的不足之处，提升电力调度的自动化程度，增强电力调度技术管理的专业性，提高电网模拟数据的准确性和响应速度。此举将促进电力调度综合自动化系统多功能的全面发挥，并在很大程度上延长设备的使用寿命。

四、实施的方法

本项目的研究方法采取逐步分解与阶段性实施的策略，涉及以下关键技术问题的解决：视频数据的传输，视频的拆分与重组保障，传输过程中的数据堵塞问题，数据异常突出表示，以及现有远程自动化数据与模拟系统数据的传输对接。

详细的实施步骤如下：
1. 需求分析：通过广泛的市场调研，精确捕捉现场的具体需求，确保项目的针对性和实用性。
2. 系统设计：利用验证过的技术手段，以降低项目失败的可能性。
3. 文档管理：严格遵守开发规范，确保项目文档的完整性及其有效性，所有技术细节和流程都应当有详细记录。
4. 系统模块化：对系统进行细致拆分，并采取并行开发的方式，实现有效的团队合作。
5. 测试验证：在系统集成完成后，执行全面而严格的测试程序，以确保系统的稳定性和可靠性。

五、实际应用情况

1. 该方案致力于彻底解决原有电力调度模拟系统中的不足，显著增强了系统的实用性。
2. 优化了电力调度模拟系统中的数据传输机制，显著提升了数据传输的精确性和连续性。
3. 为电网的数字化和信息化管理奠定了坚实的基础，提供了强有力的支持。