基于智能電網(wǎng)的動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

王 琨

（南方電網(wǎng)畢節(jié)供電局通信班，畢節(jié) 551700）

1 引言

傳統(tǒng)的電力行業(yè)設(shè)備多、人力資源短缺，增添了相關(guān)維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，不但需要相關(guān)人員對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行巡邏，還要對(duì)重要設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行抄寫、調(diào)試，使電網(wǎng)能夠高效的運(yùn)行。本文提出了一種電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案，并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可提供每個(gè)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的在線數(shù)據(jù)及相應(yīng)環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便監(jiān)控中心更方便的監(jiān)控通信站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)，為企業(yè)管理人員提供分析優(yōu)化數(shù)據(jù)支持。

2 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用B/S體系結(jié)構(gòu)，即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主界面通過(guò)Web瀏覽器訪問(wèn)，服務(wù)端為Web Service層，事物的邏輯在服務(wù)端，其中也有很少一部分的事務(wù)邏輯是在前端的Web瀏覽器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，前端為客戶端，中間為Web Service層，后端為服務(wù)端，這樣就形成了系統(tǒng)的三層架構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)可以在很大程度上降低客戶端的負(fù)載量，并降低了相關(guān)維護(hù)人員的工作量，減輕系統(tǒng)因維護(hù)和升級(jí)而產(chǎn)生的相關(guān)費(fèi)用，降低了用戶的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的成本。

使用者可以通過(guò)IE內(nèi)核的瀏覽器去訪問(wèn)Internet上的所有監(jiān)控信息，這些信息都是通過(guò)Web服務(wù)器來(lái)進(jìn)行生成的，而每一個(gè)Web服務(wù)器又可以通過(guò)各種各樣的方式與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的連接，根據(jù)接收到的指令來(lái)去數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取和存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。通過(guò)IE內(nèi)核的瀏覽器去訪問(wèn)Internet上的所有東西，這些數(shù)據(jù)都是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。客戶端除了裝有瀏覽器和IIS服務(wù)之外，不需要安裝其他的任何的程序或者服務(wù)端，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從Web服務(wù)器上下載程序到本地來(lái)安裝并運(yùn)行。

圖1 三層B/S體系結(jié)構(gòu)圖

電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)具體所需要監(jiān)控的內(nèi)容可以分為5個(gè)方面，分別是動(dòng)力系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保安系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，各個(gè)檢測(cè)的站點(diǎn)將采集來(lái)的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)的存放在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中具體的通信協(xié)議有RS-232/422/485、LonWorks、SNMP、TCP/IP。通過(guò)客戶端可以實(shí)時(shí)的顯示我們所需要的信息，對(duì)報(bào)警信息可以及時(shí)的發(fā)送短信給相應(yīng)的負(fù)責(zé)人。

通信站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括兩個(gè)部分，即硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括監(jiān)控主機(jī)、采控模塊、檢測(cè)模塊以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。軟件系統(tǒng)包括服務(wù)器端程序、客戶端程序、中心管理程序以及設(shè)計(jì)平臺(tái)等。

3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)，電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)采用綜合管理模式：以滿足信息化需求為目標(biāo)向提高信息化資源的利用效率和規(guī)范企業(yè)IT服務(wù)管理為目標(biāo)，建設(shè)理為目標(biāo)，建設(shè)一個(gè)集中監(jiān)控、維護(hù)管的現(xiàn)代化通信站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

圖2 電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)

圖3 多節(jié)點(diǎn)監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖

圖4 電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

以通信站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)自身的232接口、連接到當(dāng)?shù)氐耐ㄐ旁O(shè)備PCM，最后匯集到電業(yè)局通信機(jī)房的PCM，再通過(guò)串行終端服務(wù)器連接到管理服務(wù)器進(jìn)行集中管理。系統(tǒng)采用分布式采集、集中監(jiān)控的架構(gòu)，大型監(jiān)控中心配備一臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器集中監(jiān)控電網(wǎng)內(nèi)所有供電電源，小型機(jī)房通信的運(yùn)行狀況等通過(guò)AZY-NC816（RS232轉(zhuǎn)TCP/IP）采集到大型監(jiān)控中心服務(wù)器。

（1）前端采集程序的主要功能為：采集設(shè)備和環(huán)境的有關(guān)參數(shù)（運(yùn)行狀態(tài)、工作報(bào)警信息等），并將這些參數(shù)傳遞給監(jiān)控中心程序；對(duì)采集的參數(shù)進(jìn)行判斷分析，如果超出正常范圍，即產(chǎn)生報(bào)警事件，并將報(bào)警事件傳遞給監(jiān)控中心程序；記錄采集的數(shù)據(jù)和發(fā)生報(bào)警事件，并提供查詢、分析表等手段；報(bào)警事件觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)置的聯(lián)動(dòng)控制，啟停有關(guān)備或引相操作；接收并執(zhí)行控制中心軟件下達(dá)的遠(yuǎn)程命令；設(shè)置監(jiān)控備有關(guān)通信及運(yùn)行參數(shù)。

（2）監(jiān)控中心程序?yàn)榻M態(tài)平臺(tái)軟件，主要功能為：接受前端采集程序監(jiān)測(cè)到的設(shè)備和環(huán)境的有關(guān)參數(shù)（運(yùn)行裝填、工作參數(shù)、報(bào)警信息等），并通過(guò)人機(jī)界面直觀動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地顯示給用戶；接受前端采集程序發(fā)送地報(bào)警事件，在界面上以警示地方式告知用戶，同時(shí)將報(bào)警地具體內(nèi)容以語(yǔ)音、電話、收集、短信等方式發(fā)布給有關(guān)管理人員；記錄采集地?cái)?shù)據(jù)和發(fā)生地報(bào)警事件，并提供查詢、分析、報(bào)表等手段；發(fā)送控制命令給前端采集程序，控制有關(guān)設(shè)備地啟停或相關(guān)操作；提供遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能（Web瀏覽）。

4 系統(tǒng)配電監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)

供配電監(jiān)測(cè)模塊主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，分別是三相電量監(jiān)測(cè)和開關(guān)通斷狀態(tài)檢測(cè)。結(jié)構(gòu)如圖5所示：

圖5 供配電檢測(cè)模塊結(jié)構(gòu)圖

4.1 三相電量監(jiān)測(cè)

在供配電線路的主供電回路安裝智能三相電量監(jiān)測(cè)儀，以監(jiān)測(cè)機(jī)房配電柜220V/380V低壓供配電參數(shù)（電流監(jiān)測(cè)需通過(guò)電流互感器接入電量監(jiān)測(cè)儀），通過(guò)通信協(xié)議將參數(shù)傳輸至監(jiān)控主機(jī)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示各參數(shù)，并能以曲線的方式查看。

8路交流開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊D8H，采集交流開關(guān)（下端輸出）的交流電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換為開關(guān)量輸出，接至7053開關(guān)量輸入模塊，以RS485總線傳輸至監(jiān)控管理主機(jī)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)正在向分布式和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，人們不斷對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控的簡(jiǎn)便性、實(shí)時(shí)性、可靠性提出更高的要求。因此，我們有必要把最新的技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中，積極引入監(jiān)控新產(chǎn)品，提高通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，大大有利于電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。通過(guò)以上的電網(wǎng)動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，我們充分利用豐富的電力網(wǎng)絡(luò)資源，利用B/S設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，并配合完善的功能模塊和配電監(jiān)測(cè)模塊，為電網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境的穩(wěn)定，高效提供保障。

圖6 供配電監(jiān)測(cè)模塊的流程圖