變電站通信電源綜合監(jiān)控系統(tǒng)

占永紅

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司安慶供電公司，安慶 246003）

目前，計(jì)算機(jī)及通信設(shè)備都在向智能化方向發(fā)展，具有良好的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)中心都能監(jiān)視甚至監(jiān)控到各個(gè)站點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。但是這些設(shè)備的供電系統(tǒng)及運(yùn)行環(huán)境孤立運(yùn)行，無(wú)法在中心站對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視。從通信及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行分析中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備供電系統(tǒng)及運(yùn)行環(huán)境已經(jīng)成為制約通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素，因此對(duì)供電系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)集中的監(jiān)控尤為重要。

1 系統(tǒng)建設(shè)

變電站通信電源監(jiān)控系統(tǒng)是指通過(guò)對(duì)分布在各變電站通信機(jī)房?jī)?nèi)的通信電源設(shè)備包括高頻開關(guān)電源、直流電源、直變電源、逆變電源等，進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)及狀態(tài)采集，并將數(shù)據(jù)上傳到中心監(jiān)控平臺(tái)。在通信電源監(jiān)控系統(tǒng)中，運(yùn)維值班人員可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定對(duì)監(jiān)測(cè)電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)的正常值范圍，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值超出或低于正常值范圍，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒運(yùn)維值班人員，采取及時(shí)必要的處理措施。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖圖

圖2 變電站通信電源設(shè)備監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)示意圖

1.1 前置采集層

前置采集層集成了各類設(shè)備的通訊采集協(xié)議，主要進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與處理，電源設(shè)備和環(huán)境傳感器通過(guò)智能數(shù)據(jù)接口（RS232、RS485、RS422）或者增加采集傳感設(shè)備接入前置采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行正常狀態(tài)監(jiān)測(cè)、異常狀態(tài)預(yù)測(cè)、在線智能故障診斷等功能。

其主要功能如下：

1.1.1 通信電源監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高頻開關(guān)電源、直變電源等輸入、整流、逆變、輸出各個(gè)模塊的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，包括對(duì)輸入電壓、輸出電壓、母排電壓、電池電壓、電流、頻率、溫度、充放電狀態(tài)、模塊輸出電源、模塊狀態(tài)、欠壓過(guò)壓、過(guò)流、接地狀態(tài)等各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和狀態(tài)，通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)控客戶端實(shí)時(shí)查看實(shí)時(shí)的配電參數(shù)，顯示相應(yīng)配電參數(shù)的曲線圖并可查詢相關(guān)的歷史記錄（列表、曲線）。當(dāng)出現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定的報(bào)警級(jí)別及職責(zé)權(quán)限劃分情況將報(bào)警信息通過(guò)電話語(yǔ)音、短信通知等方式告知相應(yīng)的管理人員，以便其及時(shí)做出處理。

1.2 中間件服務(wù)層

中間件技術(shù)是解決分布異構(gòu)問(wèn)題的一種主要手段。中間件位于應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)之間，提供相互之間的通信服務(wù)。這些服務(wù)具有特定的程序接口和協(xié)議，針對(duì)特殊的應(yīng)用環(huán)境，提供符合要求的通信接口和數(shù)據(jù)規(guī)范格式。

1.2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

圖3 實(shí)時(shí)庫(kù)功能示意圖

圖4 系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)圖

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是匯聚整個(gè)通信電源監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和告警的基礎(chǔ)平臺(tái)，前置采集單元將實(shí)時(shí)采集的通信電源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，中心監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的有效數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化成有效業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給運(yùn)維值班管理人員，使得監(jiān)控系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)有效銜接，構(gòu)建一致、安全、完整的數(shù)據(jù)環(huán)境，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間信息溝通的橋梁。

由于項(xiàng)目設(shè)計(jì)的采集點(diǎn)比較多，為提高系統(tǒng)整體性能，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性，因此選擇實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.3 通信電源綜合監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件平臺(tái)分布式部署安裝，由管理服務(wù)器、前置服務(wù)器、語(yǔ)音短信報(bào)警模塊等構(gòu)成。前置服務(wù)器可分區(qū)域管理獨(dú)立監(jiān)控。各區(qū)域配置短信報(bào)警模塊對(duì)本區(qū)域的各類報(bào)警進(jìn)行管理，按照設(shè)定的策略下發(fā)給指定的管理員。系統(tǒng)支持辦公網(wǎng)電腦的Web瀏覽器登錄訪問(wèn)系統(tǒng)。

系統(tǒng)對(duì)分布在各變電站的高頻開關(guān)電源、直流電源等通信電源設(shè)備進(jìn)行遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)的采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信設(shè)備供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)上傳、存儲(chǔ)通信電源設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并作必要的遙控、遙調(diào)操作，適時(shí)通知人員處理；提高了通信電源供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站通信設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守，為變電站通信系統(tǒng)管理自動(dòng)化、運(yùn)行智能化和決策科學(xué)化提供有力支撐。

1.3.1 報(bào)警管理

（1）系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)采集到的通信電源數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的閾值、越限值進(jìn)行比較，當(dāng)高于或低于限值的系統(tǒng)發(fā)生告警信息，及時(shí)通過(guò)多種方式通知管理人員。

（2）系統(tǒng)內(nèi)的告警信息按等級(jí)劃分成嚴(yán)重告警、一般告警、自定義告警等，用戶可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的某一類告警進(jìn)行統(tǒng)一劃分。

（3）告警信息查詢檢索：中心軟件平臺(tái)提供對(duì)過(guò)往不同變電站、不同通信電源設(shè)備各類告警信息的統(tǒng)一查詢檢索，方便事后回溯查找問(wèn)題。

（4）通道設(shè)備狀態(tài)報(bào)警：當(dāng)主站中心與變電站通信主機(jī)或通信電源設(shè)備通信異常時(shí)，會(huì)產(chǎn)生通道、設(shè)備通信異常告警提醒管理人員。1.3.2 集中管理平臺(tái)

（1）集中管理服務(wù)器可通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)變電站、機(jī)房通信網(wǎng)電源的嵌入式服務(wù)器的集中管理，實(shí)時(shí)接收由本地嵌入式服務(wù)器傳來(lái)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和報(bào)警信息，并可進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)二次處理、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制、告警過(guò)濾（通過(guò)策略，優(yōu)化關(guān)聯(lián)服務(wù)同時(shí)發(fā)出告警信息，僅針對(duì)根源故障服務(wù)告警，避免告警信息阻塞）、遠(yuǎn)程集中報(bào)警、機(jī)房運(yùn)行狀況報(bào)表（可按機(jī)房區(qū)域、服務(wù)種類、告警信息級(jí)別等自定義，按每日、每周、每月生成機(jī)房運(yùn)行狀況報(bào)表）等功能。

（2）NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步，用于同步網(wǎng)絡(luò)內(nèi)多臺(tái)監(jiān)控主機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘。一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)作為服務(wù)器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，其它主機(jī)作為客戶端。

2 系統(tǒng)意義及經(jīng)濟(jì)效益

通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站通信電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，提高對(duì)通信設(shè)備供電的穩(wěn)定性、可靠性，為管理自動(dòng)化、運(yùn)行智能化和決策科學(xué)化提供有力的技術(shù)支持。減少運(yùn)維人員運(yùn)維工作量，準(zhǔn)確及時(shí)發(fā)現(xiàn)通信電源設(shè)備運(yùn)行的異常情況。有效提高管理運(yùn)維水平，達(dá)到對(duì)通信電源設(shè)備少人、無(wú)人值守，提高運(yùn)維效率，降低運(yùn)維成本。

從主站中心到站端前置等一整套及高實(shí)時(shí)性、高可靠性、高開發(fā)性，易維護(hù)易操作于一體的現(xiàn)代化通信電源綜合監(jiān)控系統(tǒng)，主要有以下幾點(diǎn)意義：

（1）提升變電站通信電源設(shè)備管理水平和運(yùn)行穩(wěn)定性。

（2）提升變電站通信電源設(shè)備管理科學(xué)化、智能化、自動(dòng)化水平。

（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站通信電源設(shè)備的少人、無(wú)人運(yùn)維值守。

從經(jīng)濟(jì)效益角度分析，通信電源監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下幾點(diǎn)意義：

（1）提高通信電源供電質(zhì)量，使供電系統(tǒng)有更高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。有效保障變電站各傳輸設(shè)備正常工作，進(jìn)而保障整個(gè)變電站的一次、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通道正常。

（2）運(yùn)維班組人員可直接遠(yuǎn)程查看各個(gè)變電站通信電源設(shè)備的運(yùn)行狀況，達(dá)到無(wú)人值守目的，減少人工成本。

（3）運(yùn)維管理人員可通過(guò)通信電源監(jiān)控系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)及告警信息針對(duì)性的進(jìn)行通信電源及通信設(shè)備維護(hù)檢修工作，減少進(jìn)站工作次數(shù)提高工作效率，減少車輛使用、本品庫(kù)存的數(shù)量大大降低運(yùn)維費(fèi)用成本。