開(kāi)關(guān)站后臺監控

1.需求分析

       在城網(wǎng)中的負荷密集區，大多建有開(kāi)閉所(開(kāi)關(guān)站)，再從開(kāi)閉所直接到用戶(hù)供電。開(kāi)閉所是配電網(wǎng)底層基本的單元，電壓等級大多為10KV。對開(kāi)閉所進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，是配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能之一。開(kāi)閉所的數字化和智能化是實(shí)現電網(wǎng)智能化的重要一環(huán)。

       電力供應是整個(gè)社會(huì )生產(chǎn)、人民生活的基本保證之一。提供持續不斷的電力供應服務(wù)和提高運營(yíng)成本是一對相互矛盾的問(wèn)題。開(kāi)關(guān)站后臺監控系統方案幫助電力維護部門(mén)進(jìn)一步解決開(kāi)關(guān)站高效維護、統一管理方面、遠程監控的問(wèn)題。

      電力企業(yè)為保證供電系統的正常運作和集中管理，已對遠程的開(kāi)關(guān)站建立了“四遙”系統，即遙測、遙信、遙控、遙調。開(kāi)關(guān)站綜合系統通過(guò)電力通訊網(wǎng)絡(luò )把開(kāi)關(guān)站的現場(chǎng)情況，包括場(chǎng)景、溫度、濕度等信息集中到電力監控中心，便于管理和指揮排除故障。

      集成化高: QTouch電力監控系統具備各種連接接口，可實(shí)現與開(kāi)關(guān)站綜合自動(dòng)化系統、消防系統等的連接、也可與MIS、EMS、SCADA等系統接口。豐富的接口（比如 Modbus、OPC、CDT、DLT645、DL104、DL103、DISA 等），可以采集不同廠(chǎng)家、不同協(xié)議的綜保、電表、傳感器或遠動(dòng)設備的數據，所有遠動(dòng)數據集中到一臺計算機上，便于分析管理；

      分布式系統架構，實(shí)現遠程管理：采用統一的數據平臺，所有數據共享，維護成本低；支持透過(guò)網(wǎng)閘的功能；支持數據鏡像和系統集群冗余；純分布式的結構平臺，系統擴展十分方便；數據庫支持多種數據壓縮方式；支持歷史回放，再現歷史，方便查找故障及事故原因；設備故障預測大大提高設備的可靠性；無(wú)限擴展的分析工具，有效提高風(fēng)機的運行效率。

2.系統建設的目標及支持說(shuō)明

       開(kāi)關(guān)站后臺監控系統可幫助電力部門(mén)實(shí)現開(kāi)關(guān)站的無(wú)人值守或者少人值守，從而為推動(dòng)電網(wǎng)的管理逐步向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展提供有力的信息技術(shù)保障。

系統支持說(shuō)明：

        QTouch電力監控系統軟件是一套專(zhuān)業(yè)性的電力監控組態(tài)軟件，它基于多進(jìn)程、多任務(wù) Windows XP/WIN7中文操作系統，用戶(hù)界面友好、豐富、方便，所有窗口和操作均為全中文漢字化，*開(kāi)放的智能監控系統；能與第三方通訊支持DDE方式、OPC方式、ODBC接口；支持與能源動(dòng)力監控系統、分級管理系統的數據交換。

3.設計依據

系統配置是根據業(yè)主需求及國家或行業(yè)批準發(fā)布的相關(guān)產(chǎn)品/系統標準而設計的。

       GB/T 2887-2011 《計算機場(chǎng)地通用規范》

　　GB/T 13729-2002  《遠動(dòng)終端設備》

　　B50052-2009  《供配電系統設計規范》

　　DL/T 5430-2009  《無(wú)人值班變電站遠方監控中心設計技術(shù)規程》

　　DL/T 1101-2009  《35kV——110kV變電站自動(dòng)化系統驗收規范》

　　DL/T 634.5101-2002  《遠動(dòng)設備及系統 第5-101部分:傳輸規約基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準》

　　DL/T 634.5104-2009  《遠動(dòng)設備及系統第5-104部分:傳輸規約采用標準傳輸協(xié)議集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)》

　　Q/GDW213-2008  《變電站計算機監控系統工廠(chǎng)驗收管理規程》

　　Q/GDW214-2008  《變電站計算機監控系統現場(chǎng)驗收管理規程》

　　GA/T 75-94《安全防范工程程序與要求》

　　GA/T 70-94《安全防范系統通用圖形符號》

　　GBJ232-82《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》

　　GA16796-97《安全防范報警設備安全要求和實(shí)驗方法》

4.綜合功能

　　開(kāi)關(guān)站后臺監控平臺主要實(shí)現以下三大綜合功能：

　　1)面向報警聯(lián)動(dòng)的協(xié)同指揮調度

　　整個(gè)系統前端發(fā)生報警，同時(shí)傳輸至各級監控中心，在報警點(diǎn)所在的地理位置高亮閃爍，進(jìn)而標示出控制區，報警點(diǎn)會(huì )按照預先設定好的預置位定位到相應的區域。

　　2)面向資源共享的綜合指揮調度

　　監控系統可匯接各種監控資源，各平臺之間也能夠全面互動(dòng)，實(shí)現多種跨區域各類(lèi)監控資源的有效共享，實(shí)現所有機構的上下級調用和協(xié)同作戰，完成聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的級聯(lián)管理、權限管理、控制管理以及應用管理等能力，為各相關(guān)職能部門(mén)和各級決策、指揮調度、qu證提供及時(shí)、可靠的信息，確保電力開(kāi)關(guān)站的安全可靠性。

　　系統按照“數據融合、設備融合、系統融合”的原則，制訂基于控制機制的系統接口規范和XML數據交換格式，可以將客戶(hù)各類(lèi)現有管理子系統、業(yè)務(wù)信息系統整合到平臺下，支持多種型號的多個(gè)設備，每種設備通過(guò)注冊模塊來(lái)連接上平臺，可將不同時(shí)間、不同廠(chǎng)商、不同硬件環(huán)境、不同軟件環(huán)境下建成的各子系統按照統一系統接口規范，平滑地接入平臺系統，實(shí)現與第三方系統的無(wú)縫集成，便于客戶(hù)對原有系統的改造和升級。

　　3)面向網(wǎng)絡(luò )存儲的遠程指揮調度

　　武漢舜通智能提供的開(kāi)關(guān)站后臺監控系統是通過(guò)利用服務(wù)器目錄管理形成各級服務(wù)器的互相訪(fǎng)問(wèn)。同時(shí)支持單點(diǎn)雙機熱備份、上下級互備份和支持冗余錄像，保障數據存儲安全。分布式多轉發(fā)中心架構，zui大限度的分攤網(wǎng)絡(luò )負擔，避免網(wǎng)絡(luò )瓶頸和擁塞，配合中繼轉發(fā)模式，支持應用層路由優(yōu)化，限制無(wú)效網(wǎng)絡(luò )流量的產(chǎn)生。

　　在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上，各級管理部門(mén)的指揮中心可協(xié)同完成各類(lèi)突發(fā)事件的跨區域處置；同時(shí)也將指揮中心指揮調度的功能通過(guò)專(zhuān)網(wǎng)或Internet延伸到各級主管的桌面，便于隨時(shí)掌握各類(lèi)突發(fā)事件的信息、處置過(guò)程、處置結果，實(shí)現遠程指揮調度，真正實(shí)現指揮中心的“網(wǎng)絡(luò )化、桌面化、可視化”。

　　5.工程設計原則

　　5.1有效提高電力系統的監督監管工作

　　對整個(gè)開(kāi)關(guān)站的“運、維、監”管理，要求更為有效的提高，從而利用現有的網(wǎng)絡(luò )資源，迫切適合建立一套遠程聯(lián)網(wǎng)監控智能化的綜合平臺。

　　5.2良好的擴充性

　　考慮到工程的實(shí)際情況，在進(jìn)行系統設計時(shí)，我們充分考慮了系統增容的可擴充性：系統設計均采用模塊化結構，所有設備管理主機均可擴容，以后系統增容時(shí)，只需直接將管理設備與系統進(jìn)行連接，不需對線(xiàn)路進(jìn)行改造；系統主機均采用大容量產(chǎn)品，為將來(lái)的擴充保留充分的冗余空間和設備接口。

　　5.3系統的可操作性

　　設備齊全、功能完善、綜合管理、便于維護、操作簡(jiǎn)便且易于掌握。系統的設計，要求在操作人員與設備之間建立起友好的界面，使操作者無(wú)論對系統的設置還是日常運行，通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作即可完成，即使對沒(méi)有接觸過(guò)此類(lèi)設備的操作者，只需稍加培訓，即能掌握一般操作。

　　5.4系統的安全性

　　雷電發(fā)生時(shí)將產(chǎn)生強大的沖擊電流，如果不采取有效防御措施，極容易造成被雷電擊壞。對系統的防雷擊方面，我們設計采?。核性O備額外供電，配備UPS電源，防止雷擊發(fā)生時(shí)超高壓強電流通過(guò)強電系統破壞弱電系統；所有設施保證良好接地，當強電流通過(guò)時(shí)可以分散電流，室外可安裝避雷針。

　　6.1系統架構

　　6.2用戶(hù)界面層

　　用戶(hù)終端提供給用戶(hù)交互操作接口，供用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)系統。用戶(hù)界面層針對不同的用戶(hù)提供了不同的用戶(hù)應用界面。用戶(hù)界面層從功能上包括了開(kāi)關(guān)站后臺監控系統主界面、系統接線(xiàn)圖、現場(chǎng)布局圖 報警管理、實(shí)時(shí)數據、歷史數據、實(shí)時(shí)報表、歷史報表等幾個(gè)方面；從表現形式上，包括了C/S應用。

　　6.3設備接入層

　    設備接入層主要負責前端設備接入與控制，主要由以下幾種組網(wǎng)方式:

　　1)標準模式

　　適合保護安裝比較集中的場(chǎng)合，裝置與監控計算機距離均不超過(guò)300米。這種組網(wǎng)方

　　簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟實(shí)用，便于擴展，是目前采用普遍的組網(wǎng)方式。

　　2)光纖星型以太網(wǎng)

　　光纖星型以太網(wǎng)適用于面積大、分散的供配電系統，比如大型廠(chǎng)區、商業(yè)廣場(chǎng)的智能配電系統，包含一個(gè)總降變電站或開(kāi)閉所以及多個(gè)10kV的變電所。為了提高系統可靠性，站級控制層以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)都可以采用雙網(wǎng)冗余設計。

　　3)光纖環(huán)網(wǎng)

　　和光纖星型以太網(wǎng)一樣,光纖環(huán)網(wǎng)也適用于大面積的分散的配電網(wǎng)絡(luò )，尤其適用于高速公路、地鐵、隧道監控這樣的直線(xiàn)型分布的智能配電系統。

　　7.1平臺特點(diǎn)

　    各個(gè)技術(shù)子系統完成不同范圍內的任務(wù)，各子系統的信息經(jīng)過(guò)集成的鏈路，采集到開(kāi)關(guān)站后臺監控系統中后，由系統完成開(kāi)關(guān)站監視功能。監視全市范圍內的電力安全態(tài)勢，當發(fā)現異常時(shí)及時(shí)向管理中心報警與提示?？缮蟼髯岆娏芾聿块T(mén)可以看到電力安全管理相關(guān)的各種信息。

　　7.2開(kāi)關(guān)站站儀器儀表狀態(tài)監控

　　監控裝置包括以下幾個(gè)模塊：通信模塊（通訊管理機）、遙測模塊（多功能電能表、狀態(tài)顯示儀）、遙信模塊（微機保護）、遙控模塊（微機保護）、。

　　通信模塊提供一個(gè)以太網(wǎng)接口，在主控模塊的控制下與本地監控中心的通信服務(wù)器通信。還提供4個(gè)RS232/422/485接口，用于與其它的系統通信，如微機保護、狀態(tài)顯示儀、多功能電表）等。

　　遙測模塊主要采集模擬的量包括：開(kāi)關(guān)站工作電流、工作電壓、相位角、有功功率、無(wú)功功率、功率因數。

　　遙信模塊主要采集開(kāi)關(guān)量，主要包括電源跳閘、合閘、各種開(kāi)關(guān)的通斷、設備的投入與推出、進(jìn)水告警、門(mén)窗開(kāi)關(guān)狀態(tài)告警、門(mén)禁系統告警、強行闖入告警、消防系統報警等等。遙信模塊還可以用來(lái)測量電網(wǎng)的頻率。遙信模塊采用光電隔離輸入，抗干擾性能好，容易接線(xiàn)。

　　接口模塊把系統融入監控系統中去，用戶(hù)只要接上數字攝像頭就能工作。

　　主控模塊完成對系統的控制，它由一個(gè)高速的CPU zui小系統，系統有SDRAM,FLASH，采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統，完成數據的采集、運算、判斷和控制;用戶(hù)可以用超級終端進(jìn)行現場(chǎng)維護和設置。

　　系統規模：

　　提供多路的集成、32路遙信量、遙測量和遙控接口。一路以太網(wǎng)接口, 還提供4個(gè)RS232/422/485接口。采用220V交流/24V直流低功耗供電，保證在電源*喪失時(shí)內部的系統在外接UPS可以維持系統工作2小時(shí)以上。在一條網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路被中斷后，另外一路GSM短信機會(huì )通過(guò)報警通道立即告警。

　　7.3監控工作站

　　采用LENLOVO PC，操作系統采用windows server 2003或者 Win7,軟件在至少一臺單獨的計算機上24小時(shí)運行，它不單記錄，而且還同時(shí)記錄各種告警數據，開(kāi)機后24小時(shí)運行。監控軟件與圖像監控軟件可以運行于同一臺計算機上，比如監控工作站；圖像記錄軟件、數據記錄軟件、通信協(xié)議軟件、WEB SERVER 軟件運行于記錄工作站上。記錄工作站兩臺互相備份，保證每天24小時(shí)，每年365天，連續運行。

　　在有緊急的告警信息到來(lái)時(shí)，系統會(huì )立即推出告警信息的開(kāi)關(guān)站的畫(huà)面，發(fā)出聲光報警，可以幫助監控人員找出問(wèn)題，及時(shí)處理。而且可以撥通當值人員的手機或短信通知值班人員。

　　各種數據和運行日志被記錄于標準的數據庫中，支持現有的各種辦公軟件直接生成相應的報表。也給用戶(hù)提供標準的開(kāi)發(fā)接口，容易嵌入到用戶(hù)現有的MIS系統中，組成復雜應用。

　　系統提供接口，可以與設備管理系統接口，為設備管理系統提供原始的設備運行數據。

　　7.4監控中心系統功能描述

　?。?）用戶(hù)權限登錄管理

　　(2)實(shí)時(shí)數據采集與處理

　　用就地安裝的微機保護裝置和多功能電力儀表，采集各回路的電氣參數和狀態(tài)量。采集到開(kāi)關(guān)站后臺監控系統的數據實(shí)時(shí)顯示在主界面圖形或者遙測界面，還可以按照要求進(jìn)行統計分析，并由此產(chǎn)生各種報警、各種合格率的統計計算等

　　管理中心對每個(gè)無(wú)人值守開(kāi)關(guān)站進(jìn)行遙測，每十分鐘進(jìn)行一次數據記錄。

　　管理中心對無(wú)人值守開(kāi)關(guān)站進(jìn)行遙測主要參數如下：

　?、龠b測無(wú)人值守開(kāi)關(guān)站的煙感、溫感、濕度的上限參數，下限平均參數及異常報警參數與時(shí)間。

　?、谶b測無(wú)人值守開(kāi)關(guān)站的主供電系統的交流的電壓，備用供電系統的電壓，交流供電流的上限參數，下限平均參數及異常報警參數時(shí)間。

　?、圻b測無(wú)人值守開(kāi)關(guān)站的直流供電系統中電壓、電流的上限參數，下限參數及異常報警參數與時(shí)間。

　?、苓b測無(wú)人值守開(kāi)關(guān)站的各種設備工作狀態(tài)。正常與否，發(fā)生報警的次數與時(shí)間。

　　(3)事件報警及時(shí)通知

　　將遙測越限、正常遙信變位、事故變位、SOE、保護信息、遙控記錄、操作記錄等信息集中統一管理，激發(fā)事件記錄分類(lèi)別進(jìn)行記錄。重要報警信息，如事故報警、保護動(dòng)作等隨時(shí)彈出文字顯示、即時(shí)打印，并語(yǔ)音通知或者立即短信通知當值人員趕往現場(chǎng)處理。避免延誤事故或者情況處理。

　　(4)控制操作

　　遙控操作在操作對象的顯示畫(huà)面上進(jìn)行，具有操作人、口令、權限和多重內部校核功和操作員登錄等防誤操作措施，保證遙控操作的正確性?？刂萍墑e由高到低依次為就地、站內監控、遠方調度。三種控制級別相互閉鎖，同一時(shí)刻只允許一級控制。

　　(5) 圖形顯示功能

　　圖形顯示：包括電氣主接線(xiàn)圖(總畫(huà)面、分畫(huà)面)、電壓棒圖、負荷曲線(xiàn)圖、餅形圖、表計圖、趨勢圖和表格功能。畫(huà)面種類(lèi)包括主接線(xiàn)圖、操作顯示、組態(tài)顯示、報警及各種表格顯示及有關(guān)打印。軟件把采集的各種數據以數字、文字、圖形和語(yǔ)音等用戶(hù)可以直觀(guān)理解的形式顯示在人機界面。

　　(6) 統計、報表和打印功能

　　本開(kāi)關(guān)站后臺監控系統采用先進(jìn)的圖像壓縮算法，可以在計算機硬盤(pán)上長(cháng)時(shí)間記錄。被存放于一個(gè)文件中。有關(guān)的信息存放在一個(gè)數據庫中，這樣用戶(hù)可以按照各種查找條件進(jìn)行的查找。

　　各種告警信息也分類(lèi)記錄于各種數據庫中，各種信息除了在告警的情況下必須記錄以外，每隔一個(gè)固定的可以設置的時(shí)間間隔，就記錄一次系統的各種信息，目的是為了生成各種日報，也是開(kāi)關(guān)站運行情況的記錄。

　　系統還提供系統運行的各種日志文件。日志文件是只讀的。日志可以分類(lèi)統計。日志文件包括的內容：系統的運行與退出、監控裝置的運行與退出、所有的撥號記錄、用戶(hù)登錄與推出、網(wǎng)絡(luò )的運行情況記錄等等。

　　報表可以導出生成日報、周報、月報、年報。能夠分類(lèi)統計各種告警信息、遙測信息和在線(xiàn)打印，生成報表或數據庫，供人工分析設備的運行性能。