網(wǎng)絡(luò)背景下電力監(jiān)控中的信息系統(tǒng)應(yīng)用

王偉亞

摘要：隨著IT運維信息化在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用，相關(guān)企業(yè)部門不僅要構(gòu)建完備的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，還要增加一些防御安全系統(tǒng)（防火墻、網(wǎng)絡(luò)版防毒系統(tǒng)），應(yīng)用這些措施保證電力部門的信息安全。對于網(wǎng)絡(luò)背景下電力監(jiān)控中的信息系統(tǒng)應(yīng)用，要不斷優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)，更新電力監(jiān)控系統(tǒng)，積極推進電力監(jiān)控云平臺系統(tǒng)的應(yīng)用，尤其是要進一步優(yōu)化電力運維服務(wù)，才能最終為企業(yè)的技術(shù)管理與運作發(fā)展打好堅實的鋪墊。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；信息技術(shù)；運行維護；技術(shù)管理

中圖分類號：TP3? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）33-0090-03

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：<E：＼2022知網(wǎng)文件＼33＼5xs202233＼Image＼image1_2.jpeg>

隨著電力企業(yè)運維管理信息化不斷提高，需要增加企業(yè)的安全防御系統(tǒng)，以保證企業(yè)各個部門的安全運行。單純的安全防御系統(tǒng)，難以滿足企業(yè)正常運行需求，比如一些平臺，包括各種操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，一旦出現(xiàn)問題，會導致企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，給企業(yè)帶來極大損失。因此這些平臺和系統(tǒng)的運行狀態(tài)和參數(shù)需要被時時監(jiān)控管理，當發(fā)生問題時可以及時通知系統(tǒng)監(jiān)控人員，消除隱患，降低系統(tǒng)故障給企業(yè)帶來的不良影響。

企業(yè)在信息化管理方面普遍存在兩個問題，一是桌面機大量使用，二是電力部門大都使用數(shù)量多且布置分散的PC機。桌面機的主要問題在于容易感染病毒，從而連鎖反應(yīng)，影響整個系統(tǒng)的安全運行，而且桌面機在安全防范方面比較弱，需要技術(shù)管理人員給予技術(shù)指導。大量的PC機最主要的問題在于維護困難，需要大量專業(yè)技術(shù)人員進行維護，這在實際工作中難以有效執(zhí)行，現(xiàn)有技術(shù)人員往往捉襟見肘，導致PC機在問題緊急響應(yīng)方面，難以發(fā)揮有效作用。根據(jù)上述問題，電力企業(yè)部門需要建立完善的IT運維管理系統(tǒng)，不僅能夠幫助相關(guān)部門時時監(jiān)控信息平臺的運行狀態(tài)，而且能夠及時獲取系統(tǒng)故障信息和問題，啟動相關(guān)應(yīng)急預(yù)案，消除故障，降低損失，保證電力系統(tǒng)安全運行。

1 電力網(wǎng)絡(luò)介紹

power network定義為電力系統(tǒng)中除發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備以外的部分[1]。電力網(wǎng)絡(luò)主要有變電、輸電和配電三個流程。它的主要作用在于將電廠和分布廣泛的電戶連接起來，把電力輸入到各個用戶。電力網(wǎng)絡(luò)一般由電力電纜、變電設(shè)備和換流設(shè)備組成[2]，按照其不同的功能，又可以劃分為輸電網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)和聯(lián)絡(luò)線路。聯(lián)絡(luò)線路可以讓區(qū)域間的用戶、電力設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)互通，提高區(qū)域電能的合理調(diào)配和管理，提高供電和用電效率，也能夠保證電力系統(tǒng)的安全運行。聯(lián)絡(luò)線路具有良好的社會效益，很多電力企業(yè)不斷提高電力系統(tǒng)的控制和通信功能，以實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線路，提高電力系統(tǒng)的管理水平和效率。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)是對電力設(shè)備進行時時監(jiān)控和過程控制的專業(yè)軟件，它的優(yōu)點在于通過“組態(tài)方式”而非編程方式實現(xiàn)系統(tǒng)集成[3]，它提供很多已經(jīng)設(shè)計好的軟件模塊，用戶只需要根據(jù)自己業(yè)務(wù)需求，對這些模塊進行選擇并“組態(tài)”，就可以實現(xiàn)企業(yè)需要的各類功能，從而滿足企業(yè)業(yè)務(wù)需求。

某電力部門使用的QDL Integrate電力監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以與國內(nèi)外電力控制設(shè)備、工業(yè)計算機和網(wǎng)絡(luò)進行信息連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時時動態(tài)監(jiān)控和管理的目的，而且能夠向未來擴展的業(yè)務(wù)管理需求提供各類預(yù)留接口，實現(xiàn)與“第三方”軟、硬件更廣泛地業(yè)務(wù)集成和聯(lián)絡(luò)。

2.1 主要功能

本文這里以葛洲壩·龍湖江宸電力監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能。

2.1.1 系統(tǒng)拓撲圖

進入系統(tǒng)后，首頁一般顯示高壓部分的系統(tǒng)拓撲圖，并在拓撲圖上顯示當前回路斷路器的狀態(tài)，當前回路的實時電流、功率、頻率、功率因數(shù)等比較重要的電參量，對于高壓系統(tǒng)，還會顯示比較重要的狀態(tài)信息，比如：閉鎖重合閘狀態(tài)、彈簧儲能狀態(tài)、斷路器分合狀態(tài)、地刀位置、遠方/就地狀態(tài)等；以上數(shù)據(jù)均為實時值；點擊上方導航欄，可以切換畫面，分為兩級，第一層按配電房區(qū)分，第二層按變壓器區(qū)分，可快速定位設(shè)備。

2.1.2 四遙功能

遙測：電力監(jiān)控系統(tǒng)采集并保存現(xiàn)場設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，包括：電壓、電流、有功、無功、視在功率、頻率、功率因數(shù)、累計電能、變壓器溫度等實時電參量；

遙信：電力監(jiān)控系統(tǒng)采集現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)，如斷路器分合狀態(tài)，對于高壓系統(tǒng)，還可以采集彈簧儲能狀態(tài)、地刀位置、遠方/就地、設(shè)備故障等，也可采集過流、過壓、電流速斷等報警事件；

遙控：電力監(jiān)控系統(tǒng)可對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，如遙控斷路器分閘、合閘（需現(xiàn)場設(shè)備支持遙控功能）；

搖調(diào)：電力監(jiān)控系統(tǒng)可設(shè)置現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)，如給綜保設(shè)備授時。

2.1.3 圖表功能

可以顯示：1）高壓配電柜D2H4的實時數(shù)據(jù)和功率曲線、電流曲線；2）變壓器C1T的實時溫度數(shù)據(jù)和溫度曲線；3）電力抄表功能，設(shè)定好起始時間和結(jié)束時間，點擊查詢即可得到該時間段設(shè)備的用電量，查詢完成后還可保存成Excel文檔或直接打印。

2.1.4 報警功能

越限報警：越限報警需要在數(shù)據(jù)庫中設(shè)定報警值，當實際值小于低報警值或?qū)嶋H值大于高報警值時，報警；報警方式可以是彈窗報警、語音報警、聲光報警（需安裝聲光報警器）等方式。

開入量狀態(tài)變化報警：該報警需要在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置，當開入量狀態(tài)變化，如斷路器由合到分或由分到合，此時會報警，報警方式可以是彈窗報警、語音報警、聲光報警（需安裝聲光報警器）等方式。

故障報警：該報警需要在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置，當故障狀態(tài)置1，此時會報警，報警方式可以是彈窗報警、語音報警、聲光報警（需安裝聲光報警器）等方式。下圖1為開入量狀態(tài)變化報警：

2.1.5 權(quán)限管理

具有完善的用戶管理功能，避免越權(quán)操作。每一級權(quán)限對應(yīng)相應(yīng)的控制權(quán)限，最多可設(shè)置多級不同權(quán)限，并記錄權(quán)限用戶的操作。 管理員具有最高的權(quán)限，并可以對其他用戶或者計算機的權(quán)限進行設(shè)置；用戶或者計算機被設(shè)置了權(quán)限之后只能在權(quán)限規(guī)定的范圍內(nèi)操作或者瀏覽，權(quán)限范圍以外的功能都將被禁止；所有用戶的操作都將被系統(tǒng)日志記錄下來，包括操作時間、操作類型、操作對象、操作結(jié)果等信息。

2.1.6 事件記錄

系統(tǒng)檢測到預(yù)定義的故障時，會自動記錄故障發(fā)生前后一段時間內(nèi)的相關(guān)信息，這些信息可供事后進行提取、判斷和分析。

2.2 電力監(jiān)控云平臺系統(tǒng)構(gòu)成

云平臺系統(tǒng)，就是利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算、GIS等先進技術(shù)，提高管理效率，推動信息化建設(shè)，逐步實現(xiàn)信息技術(shù)標準化、信息采集自動化、信息管理集成化、業(yè)務(wù)處理智能化的先進系統(tǒng)平臺[4]。

武漢某公司的云平臺系統(tǒng)，適用于電力監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、預(yù)付費系統(tǒng)、PLC集成系統(tǒng)、電氣火災(zāi)系統(tǒng)、隧道監(jiān)控系統(tǒng)、智能樓宇系統(tǒng)、智慧水務(wù)系統(tǒng)等智能化、自動化的先進管理平臺。

2.3 云平臺的主要功能——以電力監(jiān)控云平臺系統(tǒng)為例

這里以某公司開發(fā)的電力監(jiān)控云平臺系統(tǒng)為例，介紹該云平臺的主要功能。電力監(jiān)控云平臺系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖4。

主要功能有：1）綜合看板：通過綜合看板可整體了解平臺的整體運行情況，并預(yù)設(shè)多個模板供用戶選擇，是平臺對外展示的窗口和集中控制中心；2）電力監(jiān)測：通過矢量配電圖實時監(jiān)測變電所用電情況，畫面響應(yīng)遙信變位、遙測越限報警，點擊某個配電回路后可以查詢該配電回路的各類詳細用電參數(shù)，包括三相電壓、三相電流、功率、頻率、功率因數(shù)、電能值、開關(guān)狀態(tài)、接點溫度、環(huán)境溫度等實時值，還可統(tǒng)計開關(guān)今日用電量、本月用電量、上月用電量等對比功能，電流、電壓、功率還可以以曲線的方式對用戶展現(xiàn)該回路的用電趨勢等；3）環(huán)境監(jiān)測：實時監(jiān)測變電所的運行環(huán)境，包括環(huán)境溫濕度、水浸、門磁、煙感、線纜溫度、紅外對射探測器、雙鑒防盜傳感器等，并可實現(xiàn)視頻監(jiān)視和錄像回放；4）故障報警：可配置遙信變位報警（水浸、煙霧、門磁、開關(guān)跳閘等）、遙測越限報警（過壓、欠壓、過流、線纜溫度過高、繞組溫度過高等）、運行報警（儀表離線、網(wǎng)關(guān)離線等），并將接收到的報警通過短信、網(wǎng)頁推送，報警上下限可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活配置；5）能效分析：系統(tǒng)可配置每個變電所內(nèi)變壓器、進線柜、出線柜、計量柜、高壓電纜等設(shè)備信息，記錄設(shè)備的廠家、型號、投運日期等，并可通過報表統(tǒng)計近期需要保養(yǎng)或更換的設(shè)備；6）巡檢消缺：通過系統(tǒng)編制巡檢計劃，并將計劃下發(fā)到巡檢人員手機上，巡檢人員在變電所現(xiàn)場根據(jù)巡檢要求執(zhí)行巡檢任務(wù)，如果在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)缺陷，可記錄缺陷并在系統(tǒng)中生成消缺任務(wù)；7）用戶報告：系統(tǒng)自動保存變電設(shè)備一個月的狀態(tài)信息，對電力負荷、電力用電量、電力功率波動大小、事故分析問題等進行判斷反饋，并輸出在該工作時段內(nèi)檢查時發(fā)生的各類故障和處理情況。

3 電力監(jiān)控中電力運維服務(wù)的方案、對策

電力運維服務(wù)是指為維護電廠相關(guān)設(shè)備的高效運行和管理，滿足用電需求，根據(jù)供電和用電設(shè)備特點，提供電力規(guī)劃、設(shè)備維護、管理監(jiān)控、運營管理、設(shè)備檢測等相關(guān)服務(wù)[5]，通過這些過程，保證“穩(wěn)定、高效、快捷”的用電需求。在實際中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)電力運維，缺少標準化體系，人員調(diào)配隨意性大、效率不高；缺乏精細化數(shù)據(jù)，為用電分析提供可靠依據(jù)；電力業(yè)務(wù)量大，傳統(tǒng)運維方式效率低；設(shè)備故障檢修周期長、難度大，影響電網(wǎng)安全；傳統(tǒng)運維方式記錄設(shè)備信息工作量大，記錄工作煩瑣。近年來，隨著人力成本上升，業(yè)務(wù)量增大，采用傳統(tǒng)手段進行電力運維服務(wù)已經(jīng)不能滿足“優(yōu)質(zhì)服務(wù)，快速服務(wù)”的目標。因而，需要解決掉許多的客觀問題。國內(nèi)某公司對此提出了自己的方案，某電力運維管理解決方案主要由數(shù)據(jù)采集層、傳輸層、服務(wù)層、應(yīng)用層四大部分組成。結(jié)合在線監(jiān)測、傳感技術(shù)，現(xiàn)場終端采集到電力信息、環(huán)境信息、視頻監(jiān)控信息等數(shù)據(jù)通過通信管理機F-DPU100與網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機F-NVR200傳至中心監(jiān)控室。系統(tǒng)具備多種功能，為用電企業(yè)提供電能質(zhì)量分析、各類用電統(tǒng)計分析、事件監(jiān)控、運維巡檢消缺派單等支持，從而實現(xiàn)“安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)”的用電指標。某公司的電力運維管理解決方案，其系統(tǒng)功能主要實現(xiàn)：1）事件告警：溫度越限、狀態(tài)變化、通信故障等事件發(fā)生時，系統(tǒng)自發(fā)提示告警；2）設(shè)備管理：記錄設(shè)備信息，設(shè)備歸檔；3）用電監(jiān)測：對電力參數(shù)如電流、電壓、用電負荷、漏電、功率因數(shù)、諧波等進行實時監(jiān)測，以圖表的形式直觀展示數(shù)據(jù)；4）運維管理：具備告警事件處理、日常運維日志管理、運維工單處理、運維任務(wù)管理、打卡簽到管理等功能；5）賬號管理：結(jié)合運維管理需求，創(chuàng)建不同權(quán)限的賬號，如管理人員、實施人員、監(jiān)督人員等；6）微信公眾號/App查看：客戶可以通過公眾號/App查看設(shè)備的運行狀態(tài)、告警信息處理進度、日常運維數(shù)據(jù)等。實現(xiàn)這樣的功能，采取這樣的措施方案，其效果是非常理想的，比如，可以實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障，排除故障，將用電損失降到最低；可以綜合一體化的運維管理平臺，提供高效的運維業(yè)務(wù)流程人員配置；可以替代傳統(tǒng)運維模式，簡單、快速精準把握變配電站的運行情況；可以根據(jù)智能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)可能的故障，及時將故障通知管理監(jiān)控人員，實現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)控管理從“被動監(jiān)控”向“主動監(jiān)控”改進，降低事故發(fā)生的概率。

總之，搭建智能云平臺的工作，無論是在前期設(shè)計、施工安裝還是在后期運維，智能云平臺發(fā)揮的作用顯而易見。在提升發(fā)電量、提高設(shè)備利用率、減少停機時間、及時消缺、提供備品備件等方面，智能云平臺和數(shù)據(jù)中心扮演著 “大腦中樞”的角色。

4 結(jié)束語

數(shù)字化技術(shù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，也是“中國制造2025”中所明確的新工業(yè)革命時代技術(shù)發(fā)展的一個方向。隨著IT技術(shù)在電力管理部門的使用，網(wǎng)絡(luò)故障和信息泄露等安全問題也越來越突出。無論是供電企業(yè)還是用電企業(yè)，電力系統(tǒng)信息安全不僅關(guān)系到電力企業(yè)可靠、高效運行，而且關(guān)系到電力系統(tǒng)管理的數(shù)字化、信息化。因此，需要不斷優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)，更新電力監(jiān)控系統(tǒng)，積極推進電力監(jiān)控云平臺系統(tǒng)的應(yīng)用，才能最終為企業(yè)的技術(shù)管理與運作發(fā)展打好堅實的鋪墊。

參考文獻：

[1] 鐘西炎，成綏洲編.電力系統(tǒng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2] 何玉姣，吳棟梁.智能電力運維管理云平臺[J].百科論壇電子，2020（7）.

[3] 陳利洪.基于WebGIS的電力運維管理平臺的研究[D].北京：華北電力大學，2013.

[4] 來驥，馬躍，張輝，等.淺析電力運維管理系統(tǒng)的設(shè)計及開發(fā)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2016，42（S1）：182-184，186.

[5] 楊松林，馬波.電力科技信息化服務(wù)智能化改善方案[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（11）：74.

【通聯(lián)編輯：張薇】