1、引言

　　近年來，隨著電動機、變壓器等非線性負載的不斷增加，在運行過程中需向這些設備提供大量的無功功率，否則電網電壓將下降，電能質量降低。同時，無功功率的不合理分配，也將造成線損增加，降低電力系統運行的經濟性。因此需要對電網進行無功補償，以改善系統不平衡、提高負荷功率因數。

　　由于很多高壓靜態無功發生裝置，其現場運行環境惡劣，通常需要實現無人值守，而且對裝置的可靠性有很高的要求，同時也要確保安全方便的對電網運行狀況進行實時監測與控制，因此許多現場采用上位機后臺監控裝置運行狀況。

　　Labview是一個功能完整的虛擬儀器軟件開發環境，但同時它也是一種功能強大的編程語言。由于Labview采用基于流程圖的圖形化編程方式，因此也被稱為G語言(graphicallanguage)。其特色為提供斷點設置，單步調試和數據探針等在內的程序調試工具，在功能完整性和應用靈活性上不遜于任何其他高級語言。另外其自帶了大量函數庫包括數據采集、GPIB、串口控制、數據分析、數據顯示及數據存儲以及功能圖標，用戶只需直接調用，避免自己編寫程序的繁瑣，而且Labview作為開放性的工業標準，提供了各種接口總線和常用儀器的驅動程序，是以個通用的軟件開發平臺。

　　2．高壓靜態無功發生裝置的結構與功能

　　高壓靜態無功發生裝置(StaticVarGenerator)簡稱SVG，又稱為STATCOM。其基本原理是利用可關斷大功率電力電子器件(如IGBT)組成自換相橋式電路，經過電抗器并聯在電網上，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流，就可以使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現動態無功補償的目的。該裝置主要由開關柜、電抗器柜、功率單元柜、控制柜組成。

　　3．上位機系統的系統結構

　　本系統的上位機監控系統由SVG對外通訊接口、串口連接線、串口轉換器、工控機(含顯示器)及監控軟件組成。系統結構如圖1所示。

　　圖1系統結構圖

　　SVG中PLC主要完成系統的邏輯判斷、參數讀寫，數據查詢等。通過其對外接口完成與上位機的數據交換(SVG對外接口為RS485，PC機需要將其轉換成RS232才能與其數據交換)，通過Labview軟件進行處理、顯示和存儲。實時顯示系統中的模塊信息及運行狀態，并對故障信息進行記錄，并能對歷史數據進行查詢。并可進行運行狀態分析，生成電能質量分析報表。

　　4．SVG監控系統的Labview上位機實現

　　應用Labview開發的程序都被稱為VI(虛擬儀器)其擴展名默認為.vi.所有vi的開發都包括前面板和程序框圖兩部分。SVG監控系統的前面板包括主界面、模塊信息和光纖信息查詢界面、故障查詢及事件記錄、參數設定和SVG運行數據。程序框圖主要包括開關量點的配置與連接、故障記錄的儲存觸發保存及事件記錄的查詢。前面板由輸入控件和顯示控件組成，這些控件是VI的輸入輸出端口，用戶通過該面板直接對系統進行操作和數據的查詢。程序框圖由圖形對象共同構造出通常所示的源代碼。框圖(類似于流程圖)與文本編程語言中的文本行相對應，事實上框圖就是可執行的代碼。

　　4.1系統監控前面板

　　（1）主界面：

　　圖2的主界面顯示系統的運行狀態，包括系統電壓、系統電流、無功功率以及模塊母線電壓；通過該界面能對SVG進行啟動、停機同時還能查看SVG一次系統狀態；“待機-充電-就緒-運行-放電”則實時顯示當前SVG操作步驟。用戶可以通過該界面的顯示數據來判定電網、系統及模塊的運行狀態。前面板頂端的操作按鈕，點擊該按鈕可進入相應的子界面。

　　圖2主界面

　　（2）模塊信息、光纖信息查詢界面

　　圖(3)模塊信息、光纖信息查詢界面主要顯示系統運行時候的模塊信息及模塊光纖通訊信息。系統數據位的bit0-bit7分別對應以下狀態信息：模塊正常、模塊旁路、輸入缺相、模塊欠壓、模塊過熱、驅動故障、模塊過壓、通訊故障。光纖通訊狀態顯示則跟其實際位置一一對應，若A相的模塊1通訊故障，則對應的指示燈變紅進行故障顯示。

　　圖3模塊信息、光纖信息查詢截面

　　（3）故障查詢及事件記錄界面

　　圖(4)故障查詢及事件記錄界面實時顯示系統故障信息，故障記錄用于對系統操作及故障信息歷史記錄查詢及顯示。

　　圖4故障查詢及事件記錄界面

　　（4）參數設定、SVG運行數據界面

　　圖（5）參數設定、SVG運行數據界面主要用于對SVG進行參數值得設定及查詢，同時將系統運行時候的數據如PCC電壓、系統電壓、系統電流、裝置無功、環境溫度等實時顯示出來。

　　圖5參數設定、SVG運行數據界面

　　4.2系統監控通訊配置

　　OPC是為了不同供應廠商的設備和應用程序之間的軟件接口標準化，使其間的數據交換更加簡單化而提出的。NILabview軟件可以通過很多種方式與其它系統進行通訊，但利用NIOPCServer來與SVG進行通訊,將大大縮短程序編制周期,提高系統的穩定性和安全性.

　　（1）對NIOPCServer進行配置：選擇通訊驅動、設定通訊參數、添加設備、添加變量等等（見圖6）。完成以上配置后，可以啟動OPC快速客戶端，若配置成功，便可以在OPC客戶端窗口中實時讀取系統中的數據（見圖7）

　　圖6NIOPCServer配置

　　圖7NI快速客戶端

　　（2）通過創建I/O服務器將Labview連接到OPC標簽.

　　（3）建立I/O服務器連接到OPC標簽的共享變量

　　（4）使用OPC標簽數據

　　4.3系統監控程序框圖

　　完成系統通訊配置后，只需要將程序框圖中的變量圖前面板上的控件對應，便能將SVG系統中的數據實時顯示顯示到前面板中。

　　系統中的事件記錄及查詢，借助NILabview中的DatabaseConnectivity工具包,利用其封裝好的VI,很方便的能完成歷史事件觸發保存及查詢。

　　圖8歷史事件保存

　　圖9歷史事件查詢

　　5.結束語

　　基于Labview在SVG裝置下的監控系統，結合NI公司提供的NIOPCServer和數據庫連接工具包(DCT)，具有其程序開發便捷性、高度的靈活性和擴展性，本監控系統現實中的穩定運行也證實了其具備高度的安全性及可靠性。同時也方便了工程師對SVG裝置的維護及操作。