電力動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)升級改造實踐

張磊 李威 劉為

摘? 要：動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是電力通信系統(tǒng)的重要組成部分，對于電力網(wǎng)絡設備安全起著重要的監(jiān)視和保障作用。為了滿足電力公司通信動環(huán)監(jiān)控平臺的標準化、扁平化、集中監(jiān)控的建設需求，解決不同動環(huán)廠家監(jiān)控單元在網(wǎng)絡協(xié)議和數(shù)據(jù)采集方面的差異問題，在現(xiàn)有動環(huán)系統(tǒng)所存在問題的基礎上重點描述了電力動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)改造的方法，包括接口協(xié)議標準化和接口數(shù)據(jù)標準化，介紹了升級改造后動力環(huán)境綜合管理系統(tǒng)平臺的系統(tǒng)架構、部署層級、硬件參數(shù)及功能設計要求，并以電力公司監(jiān)控系統(tǒng)升級改造的案例驗證了動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)升級改造的效果，為其他公司的動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的改造提供借鑒。

關鍵詞：動力環(huán)境監(jiān)控;動環(huán)系統(tǒng)接口標準;智能系統(tǒng);監(jiān)控系統(tǒng)改造;動環(huán)B接口

中圖分類號：TM73;TP277? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）19-0127-03

Abstract：Power environment monitoring system is the heart of power communication network and plays an important role in monitoring and guaranteeing the safety of power network equipment. In order to meet the construction requirements of standardization，flattening and centralized monitoring of power company’s communication mobile ring monitoring platform，the network protocols and data of monitoring units of different mobile ring manufacturers are solved. On the basis of the problems existing in the current dynamic loop system， this paper mainly describes the transformation methods of the electric power dynamic loop monitoring system，including the standardization of interface protocol and interface data，and introduces the system architecture，deployment level，hardware parameters and work of the upgraded dynamic environment integrated management system platform. It can design requirements and verify the effect of the upgrading and transformation of the dynamic environment monitoring system with the case of the upgrading and transformation of the monitoring system of the power company，which can provide reference for the improvement of the dynamic environment monitoring system of other companies.

Keywords：power environment monitoring;power environment system interface standard;intelligent system;monitoring system reform;power environment B interface

0? 引? 言

通信動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)，就是把同一通信樞紐內的各種電源設備、空調系統(tǒng)和外圍系統(tǒng)的運行情況集中到一個監(jiān)控中心，實行統(tǒng)一管理。但是由于機房監(jiān)控設備的類型、品牌規(guī)格、功能參數(shù)和數(shù)據(jù)接口的不統(tǒng)一及業(yè)務功能的不斷擴展開發(fā)和應用，動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)在系統(tǒng)結構、穩(wěn)定性和功能性上都存在一定局限性，所以動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造勢在必行。

1? 現(xiàn)有動環(huán)系統(tǒng)存在的問題

缺乏統(tǒng)一的平臺，多套平臺軟件數(shù)據(jù)分散。機房中的被監(jiān)控對象（如開關電源、蓄電池、門禁、視頻等），監(jiān)控設備的品牌、規(guī)格、功能參數(shù)和數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)采用監(jiān)控管理中心（CSC）、區(qū)域監(jiān)控中心（LSC）、現(xiàn)場監(jiān)控單元（FSU）三級架構，每個廠家的前端FSU（Field Supervision Unit，動力環(huán)境采集設備）設備只能接入自身平臺進行管理，上級平臺通過C接口（平臺對平臺）對接，省中心部署一套CSC，各地市部署一套LSC平臺，系統(tǒng)的業(yè)務處理功能都集中在LSC平臺上，各LSC平臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)分散，均為本地化、分布式管理[1]，如告警分析、告警處理、告警確認等功能都在LSC平臺上操作，相比之下CSC平臺系統(tǒng)的管理較弱，僅有經(jīng)過LSC系統(tǒng)過濾上送后的數(shù)據(jù)。此外，現(xiàn)網(wǎng)還存在各地市LSC平臺系統(tǒng)告警門限參數(shù)不統(tǒng)一，部分告警在LSC平臺上被人工屏蔽的情況，導致動環(huán)管理相關考核指標的數(shù)據(jù)失真，準確性不足，監(jiān)控效果受到限制[2]。

2? 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)改造的方法與措施

2.1? 接口協(xié)議標準化

FSU與SC（監(jiān)控中心）之間通過WebService和FTP方式互聯(lián)，二者同時形成完整的B接口協(xié)議標準。FSU與SC之間的數(shù)據(jù)流交互采用基于Soap+XML+文本文件技術的接口[3]。接入雙方的通信需求為SC提供WebService服務，F(xiàn)SU向SC注冊、上報告警信息、上報監(jiān)控點數(shù)據(jù)、上報動環(huán)設備配置數(shù)據(jù)。

FSU提供WebService服務，SC主動請求監(jiān)控點數(shù)據(jù)、寫監(jiān)控點設置值、請求監(jiān)控點門限數(shù)據(jù)、寫監(jiān)控點門限數(shù)據(jù)、獲取FSU注冊信息、設置FSU注冊信息、獲取FSU的FTP信息、設置FSU的FTP信息、時間同步、獲取FSU狀態(tài)信息（心跳機制）、更新FSU狀態(tài)信息獲取周期、重啟FSU、請求動環(huán)設備配置數(shù)據(jù)、寫動環(huán)設備配置數(shù)據(jù)[4]。FSU提供FTP服務，SC批量獲取監(jiān)控對象的配置數(shù)據(jù)、定期獲取監(jiān)控圖像文件、獲取活動、歷史告警同步文件、獲取監(jiān)控點性能數(shù)據(jù)文件、上傳FSU相關文件、獲取日志文件，并通過報文格式的定義、數(shù)據(jù)流方式定義、FTP接口能力等多方面規(guī)范動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)B接口的接入標準[5]。

2.2? 接口數(shù)據(jù)標準化

遷移現(xiàn)網(wǎng)LSC系統(tǒng)已有的業(yè)務數(shù)據(jù)到新的CSC系統(tǒng)，包含基礎配置、資源管理信息、歷史告警信息、歷史性能數(shù)據(jù)、門禁事件等，保持監(jiān)控數(shù)據(jù)的完整性，割接各地市前置機監(jiān)控數(shù)據(jù)，統(tǒng)一將FSU設備監(jiān)控數(shù)據(jù)匯聚到CSC監(jiān)控系統(tǒng)進行集中監(jiān)控，按照電力公司《動環(huán)告警標準化字典表》對現(xiàn)網(wǎng)的告警信息進行梳理，規(guī)范站點、機房、設備、測點及告警名稱、告警等級配置信息[6]。部署原有CSC系統(tǒng)、LSC系統(tǒng)與第三方系統(tǒng)配套的外圍異構互聯(lián)接口，如綜合告警接口、性能數(shù)據(jù)接口、EMOS接口等。接口數(shù)據(jù)標準化后，系統(tǒng)將支持綜合告警接口、話務網(wǎng)管等系統(tǒng)能耗管理接口、性能數(shù)據(jù)接口、圖像聯(lián)動抓拍接口、能耗平臺采集接口，業(yè)務功能可實現(xiàn)平滑過渡[7]。

2.3? 系統(tǒng)功能架構配置

在接口標準化的基礎上，通過提供告警處理、告警工程管理、告警屏蔽管理功能項，能夠實時監(jiān)控各局站產生的各類告警，并能迅速采取相應措施。報表管理功能模塊為各級管理人員、操作人員提供各類報表以供查詢，如告警類報表、動力保障類報表、電量管理類報表、門禁類報表、資產類報表等。此外，系統(tǒng)還提供服務器狀態(tài)監(jiān)控、日志查詢等功能，C/S與B/S架構相結合，對于安全要求較高且專業(yè)性較強的系統(tǒng)管理、配置管理、控制管理等，采用C/S架構實現(xiàn)，保證系統(tǒng)的安全性、管理性;對于訪問靈活性要求較高的實時數(shù)據(jù)查詢、實時視頻查詢、告警查詢、統(tǒng)計分析報表等，采用B/S架構，滿足系統(tǒng)靈活性要求。

2.4? 系統(tǒng)部署架構設計

該監(jiān)控系統(tǒng)采用二級結構，主調與備調服務器采用雙機熱備、異地容災方式。系統(tǒng)部署架構分4層架構：被控設備層、采集層、傳輸層、系統(tǒng)管理層。被控設備層處于底層的智能設備，采集層主要是由采集模塊、傳感器、控制器組成。傳輸層由嵌入式采集單元、交換機、路由器及傳輸線纜組成。管理平臺層由服務器、管理終端、顯示終端、報警設備和管理軟件組成。

2.5? 系統(tǒng)功能需求設計

動力環(huán)境管理平臺功能模塊包括：告警管理、權限管理、報表管理、日志管理、系統(tǒng)安全、開放接口。告警管理包括：告警分級定義、告警呈現(xiàn)、告警處理、告警控制、告警查詢和統(tǒng)計功能。系統(tǒng)的報表管理應能生成并輸出告警記錄報表、告警統(tǒng)計表、交接班日志、操作記錄報表等用戶已定義的標準報表，同時能夠查詢各類測點歷史曲線，以及不同測點組合后的多條曲線，供用戶進行分析比較。系統(tǒng)接口開發(fā)性要求向下支持的接口協(xié)議包括但不限于：C接口、OPC、SNMP、BACNET、ODBC、API、TCP/IP、Socket等。向上支持的接口協(xié)議包括但不限于：C接口、D接口、OPC、SNMP、ODBC、Socket。可以實現(xiàn)多系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控可視化，視頻監(jiān)控智能化，真正做到融合監(jiān)控。

2.6? 系統(tǒng)性能參數(shù)要求

動力環(huán)境管理平臺應支持100個以上客戶端同時訪問，網(wǎng)絡連接端口數(shù)至少能滿足50000個設備接入，事件存儲至少200000條，界面數(shù)據(jù)刷新延時不超過2s，控制延時時間不超過5s，報表展示時間不超過10s，支持監(jiān)控終端連接至少1000個，告警短信發(fā)送延時不超過3s，要求一個信號周期（完成對管轄范圍內所有設備的數(shù)據(jù)采集、存儲和顯示）應控制在5s內。在排除硬件及監(jiān)控設備本身的故障時，系統(tǒng)的誤報率要求小于0.1%，歷史數(shù)據(jù)存儲至少達到3年以上，報表存儲至少達到3年以上，應具備極高的可靠性和穩(wěn)定性。

3? 電力監(jiān)控系統(tǒng)升級改造過程實踐

遼寧電力公司針對現(xiàn)網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控設備運行情況，采用平臺建設過渡方案，即保留原有三級架構平臺和設備，按照實際需求逐步升級老舊設備，而新增設備按照最新接口規(guī)范要求，采用二級架構方式接入平臺統(tǒng)一管理。最終實現(xiàn)全網(wǎng)整體二級架構管理。采用標準的B接口協(xié)議實現(xiàn)與上級平臺的互聯(lián)互通，為保障整個系統(tǒng)的容災性能，在兩地分別建設一套雙機熱備系統(tǒng)，同時兩地通過專業(yè)備份軟件實現(xiàn)異地災備，最大程度上確保整套系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

在省中心新建設一套集中監(jiān)控中心CSC平臺，取消現(xiàn)有各地市的LSC平臺，可實現(xiàn)配置管理、權限管理、業(yè)務數(shù)據(jù)的集中化，統(tǒng)一告警規(guī)則、統(tǒng)一考核標準，促進省級網(wǎng)管中心對各地市運維管理的績效考核工作更加準確、公平、透明。

4? 結? 論

本文通過對電力動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的接口標準化建設和實踐，總結了一套有效可靠的動環(huán)升級改造標準化建設體系，不僅對電力變電站溫度、視頻、水浸、煙感、供電設備、蓄電池的可視化監(jiān)控，還支持多廠家系統(tǒng)平臺的統(tǒng)一接入和監(jiān)控，且滿足動環(huán)系統(tǒng)改造的平滑割接過渡，解決了傳統(tǒng)動環(huán)系統(tǒng)功能性擴展性弱、平臺多部署分散的問題。改造后的綜合動力環(huán)境管理平臺與傳輸設備網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、通信資源管理系統(tǒng)等集成應用，構成電力系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡，從資產、設備、電力環(huán)境、管理流程、運行等方面實時監(jiān)控和統(tǒng)一管理。為電力公司通信管理自動化、運營智能化和科學決策提供強有力的技術支持，同時也為其他單位的動環(huán)系統(tǒng)升級改造工作提供參考依據(jù)。

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作者簡介：張磊（1989-），男，漢族，吉林德惠人，專責，碩士研究生，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)和無線通信。