配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)研究

程 霖，袁浩森，曾 俊

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

0 引 言

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，基于信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的并行要求，配電房站端要積極建立合理可控的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性管理平臺(tái)，從而保證配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行效能，減少安全隱患問(wèn)題對(duì)電網(wǎng)綜合效益造成的影響。

1 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要秉持監(jiān)控模式和數(shù)據(jù)采集模式并行的設(shè)計(jì)原則，將自主開(kāi)發(fā)監(jiān)控產(chǎn)品作為核心，實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)信息管理和交互共享控制。該系統(tǒng)確保動(dòng)力環(huán)境設(shè)備監(jiān)控內(nèi)容、門(mén)禁監(jiān)控內(nèi)容、安防報(bào)警內(nèi)容以及視頻監(jiān)控內(nèi)容等都能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，在有效維持獨(dú)立分系統(tǒng)功能的同時(shí)建立有機(jī)整體，保證系統(tǒng)維護(hù)和管理工作都能按照自動(dòng)化管控標(biāo)準(zhǔn)全面落實(shí)。

此外，配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中還要秉持協(xié)調(diào)運(yùn)行和詳細(xì)評(píng)估的管理原則，整合具體的子模塊分析處理模式，保證監(jiān)控子系統(tǒng)功能集成效果的最優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)集成和日常維護(hù)工作效能，真正意義上實(shí)現(xiàn)可用性目標(biāo)[1]。

2 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)具有擴(kuò)展性特點(diǎn)，當(dāng)需要配置開(kāi)放接口時(shí)，其應(yīng)用模式能實(shí)現(xiàn)較為平滑的擴(kuò)容和升級(jí)，滿足移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展和管理的相關(guān)需求，建立較為可控的后續(xù)接入應(yīng)用模式，提高系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)效性。

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)具有可實(shí)時(shí)性維護(hù)的特點(diǎn)，能夠減少日常維護(hù)工作量，并且保證設(shè)備選型處理工序的合理性，最大程度上提高應(yīng)用效能。

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)能結(jié)合節(jié)點(diǎn)或設(shè)備應(yīng)用要求建立相應(yīng)的控制模式，其中某一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障不會(huì)對(duì)其他設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生影響。選型設(shè)備本身的穩(wěn)定性和應(yīng)用效能較好，能夠有效降低故障率。結(jié)合配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用要求，能在短時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)的安裝和調(diào)試工作[2]。

3 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)具體方案

3.1 總體框架

依據(jù)監(jiān)控管理要求，在建設(shè)配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，配電房?jī)?nèi)安裝的監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備等構(gòu)成硬件基礎(chǔ)。按照分層、分布式設(shè)計(jì)保證通信系統(tǒng)能夠滿足質(zhì)量要求，建設(shè)以系統(tǒng)數(shù)據(jù)與監(jiān)控中心為核心的通信系統(tǒng)，配合對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)單元實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)涮幚怼Ｅ潆姺空径嗽诰€監(jiān)控系統(tǒng)總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.2 硬件組成

3.2.1 主站系統(tǒng)

主站系統(tǒng)主要包括服務(wù)器、通信通道等，利用DELL服務(wù)器作為主站硬件設(shè)施，配合外網(wǎng)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)通道與站端設(shè)備的通信連接，保證應(yīng)用控制的合理性。

3.2.2 站端系統(tǒng)

站端監(jiān)控主機(jī)主要是帶電浪涌保護(hù)的輸入設(shè)備，采取交流220 V輸入。站端系統(tǒng)包括8路模擬量輸入接口、8路開(kāi)關(guān)量輸入接口、4路RS232接口以及4路RS485接口，并配合遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)聲光警報(bào)輸出接口、遠(yuǎn)程供電輸出接口、Internet網(wǎng)絡(luò)接口的并行管理。利用遠(yuǎn)程輸出端口連接外部設(shè)備，完成遠(yuǎn)程監(jiān)控處理。除此之外，站端系統(tǒng)能兼容各種模擬量模式，并且配合開(kāi)關(guān)量輸入設(shè)備和RS485信號(hào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及門(mén)禁系統(tǒng)等的監(jiān)控處理[3]。

3.2.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用DS-7604H-S混合網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息視頻的實(shí)時(shí)性錄入管理，同時(shí)配合IT高新技術(shù)搭建完整的技術(shù)控制體系，從而完成相應(yīng)功能的處理。同時(shí)，建立相應(yīng)的視頻監(jiān)控控制系統(tǒng)，完成主控單元、通信單元以及顯示單元等的控制。

3.3 軟件組成

3.3.1 主站層

作為配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的核心，主站層主要安裝站端監(jiān)控軟件的監(jiān)控主機(jī)和服務(wù)器，并且能實(shí)現(xiàn)通信層數(shù)據(jù)的解包處理。通過(guò)對(duì)通信層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性分析和管理，結(jié)合站端的實(shí)際情況落實(shí)相應(yīng)的操作內(nèi)容，確保配電房智能化管控工作的及時(shí)性和科學(xué)性。

主站借助外網(wǎng)服務(wù)層能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器和站端的實(shí)時(shí)性通信，有效搭建完整的信息傳遞模式，保證信息管理工作和信息交互處理效果的最優(yōu)化。

主站系統(tǒng)不僅包括通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，GPRS）模塊的二次開(kāi)發(fā)程序，也包括基于GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸體系，能夠?qū)崿F(xiàn)配電房遠(yuǎn)端環(huán)境和電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)故障就能及時(shí)進(jìn)行故障判定和故障報(bào)警[4]。配合系統(tǒng)的應(yīng)用要求，建立滿足應(yīng)用控制的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作管理控制的目標(biāo)，為整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化管理工作的落實(shí)提供保障，最大程度上提高實(shí)時(shí)性管理效果。

3.3.2 間隔層

間隔層主要完成站端設(shè)備和主站結(jié)構(gòu)之間的通信管理，配合相應(yīng)的應(yīng)用模式保證在線監(jiān)控系統(tǒng)的連接樞紐得以聯(lián)動(dòng)，維持在線監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)范性。借助間隔層實(shí)現(xiàn)通信總線到各個(gè)通信子站的信息傳遞，實(shí)現(xiàn)本站監(jiān)控信號(hào)和運(yùn)行參數(shù)的管理，配合本站監(jiān)控模式實(shí)現(xiàn)主站層上傳信息管控的目標(biāo)[5]。主站遠(yuǎn)程控制模式中，控制指令借助通信總線下行傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的配電房遠(yuǎn)端控制主機(jī)。

除此之外，在間隔層完成通信處理的環(huán)節(jié)中，借助GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)相融合的方式實(shí)現(xiàn)傳輸控制協(xié)議（Transmission Control Protocol，TCP）的數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)，為總線通信工作的落實(shí)提供支持。

3.3.3 遠(yuǎn)端設(shè)備層

在整個(gè)配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)中，遠(yuǎn)端設(shè)備層是重要的執(zhí)行環(huán)節(jié)，能夠保證相應(yīng)工作運(yùn)行的合理性，配合執(zhí)行監(jiān)測(cè)等工作保證相關(guān)監(jiān)控實(shí)時(shí)性效果滿足應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。在遠(yuǎn)端設(shè)備層中，主要包括濕度監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、視頻監(jiān)控模塊以及主控監(jiān)控模塊等，針對(duì)配電房運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)督管理，在完成監(jiān)控信息上傳的同時(shí)，為主站遠(yuǎn)程控制指令管理工作的落實(shí)予以保障[6]。

3.4 功能模塊

在配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用管控體系中，整合具體功能要求和功能模式，確保相關(guān)工作都能在規(guī)范要求內(nèi)逐步落實(shí)。

3.4.1 數(shù)據(jù)采集功能模塊

配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)能利用相應(yīng)的模式完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性采集處理，通過(guò)配電房電氣設(shè)備運(yùn)行模式在信息匯總收集后直接傳輸?shù)街髡緦?，維持系統(tǒng)應(yīng)用管理的規(guī)范性。配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)能在匯總相關(guān)數(shù)據(jù)的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)分析和關(guān)聯(lián)性評(píng)估，并據(jù)此開(kāi)展相關(guān)工作，最大程度上發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用價(jià)值，提高配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效能[7]。通過(guò)聯(lián)網(wǎng)管理進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性更新，結(jié)合數(shù)據(jù)應(yīng)用管理要求和標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)表處理，提高配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

3.4.2 報(bào)表管理模塊

為了保證配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的合理性，結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用控制標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展相關(guān)工作，并發(fā)揮其功能價(jià)值。在主站層遠(yuǎn)端設(shè)備應(yīng)用中，對(duì)時(shí)標(biāo)信息進(jìn)行集中管理，保證數(shù)據(jù)整理分析和存儲(chǔ)環(huán)節(jié)的規(guī)范性?；跇?biāo)準(zhǔn)格式的存儲(chǔ)和管理，結(jié)合對(duì)應(yīng)要求完成報(bào)表處理，滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用需求。

3.4.3 報(bào)警模塊

優(yōu)化完善實(shí)時(shí)性監(jiān)控系統(tǒng)管理機(jī)制，及時(shí)了解相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行情況，根據(jù)其異?，F(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的告警管理，以采取更加科學(xué)規(guī)范的控制措施，減少安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。報(bào)警模塊檢測(cè)出配電房遠(yuǎn)端故障問(wèn)題后，在主站層顯示相關(guān)信息，為工作人員提供較為直觀的告警提示，結(jié)合故障信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)性主站層信息管理，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行有效處理。告警信息會(huì)集中存儲(chǔ)在相關(guān)事件簿中，輔助工作人員開(kāi)展系統(tǒng)的后續(xù)管理。通過(guò)報(bào)警模塊實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，保證報(bào)警事故分析和處理工作順利開(kāi)展，提高統(tǒng)籌管理的效能[8-10]。

3.4.4 事件信息功能處理模塊

事件信息功能處理模塊在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，能結(jié)合具體工作需求完成配電房所有終端的信息匯總，在記錄和顯示并行處理的基礎(chǔ)上結(jié)合開(kāi)關(guān)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、通信狀態(tài)以及報(bào)警信號(hào)管理狀態(tài)等開(kāi)展后續(xù)工作，提高綜合管理的效能。

4 結(jié) 論

綜上所述，配電房站端在線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高智能電網(wǎng)建設(shè)水平，結(jié)合配電應(yīng)用管理要求和規(guī)范更好地開(kāi)展信息化管理工作，促進(jìn)企業(yè)供電穩(wěn)定性的提升，為電力事業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。