電力通信網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)與分析

電力通信網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)與分析

1遠(yuǎn)端局管理相對(duì)落后隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的進(jìn)一步深化和能源系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷提高，目前，江門電網(wǎng)逐漸發(fā)展成為一個(gè)以500kv為中心，以220kv網(wǎng)為骨架的大型供能器。110kv網(wǎng)輻射著所有城市的大型供能器，并也一樣。各變電站內(nèi)的電力通信機(jī)房是混建在站內(nèi)的調(diào)度主控室或?yàn)楠?dú)立機(jī)房,由于通信機(jī)房建設(shè)呈站點(diǎn)多、地域分散、距離遠(yuǎn)和動(dòng)力設(shè)備繁多的特點(diǎn),對(duì)機(jī)房動(dòng)力環(huán)境維護(hù)管理仍停留在人員定點(diǎn)定期現(xiàn)場(chǎng)巡查和手工記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)的落后狀態(tài),缺乏一套有效集中監(jiān)控的管理手段。當(dāng)遠(yuǎn)端局站動(dòng)力及環(huán)境發(fā)生故障,無(wú)法及時(shí)地捕捉異常信息,提示維護(hù)人員采取相應(yīng)措施,防止危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大造成全局甚至電網(wǎng)事故。這種維護(hù)管理上的隱患既不利于電網(wǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,又不利于實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的統(tǒng)一維護(hù),同時(shí)造成人力、物力和財(cái)力浪費(fèi)。此外,電力通信網(wǎng)區(qū)別于其他服務(wù)于公眾業(yè)務(wù)的通信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò),它的主要服務(wù)對(duì)象是電力專網(wǎng),對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)安全性和穩(wěn)定性要求很高,專網(wǎng)客戶往往將網(wǎng)絡(luò)安全、品質(zhì)、響應(yīng)等指標(biāo)契約化,不同于其他電信運(yùn)營(yíng)商提出的通用電信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。因此,盡快建設(shè)電力通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)已成當(dāng)務(wù)之急。2成系統(tǒng),變被動(dòng)為主動(dòng)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是將系統(tǒng)通信網(wǎng)中各分散通信機(jī)房?jī)?nèi)的動(dòng)力設(shè)備和環(huán)境等管理信息集中在一個(gè)智能化的集成系統(tǒng)中,以網(wǎng)控形式,對(duì)通信網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、全程、全網(wǎng)的集中式聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理,形成全網(wǎng)統(tǒng)一指揮、分級(jí)管理的新模式;以“四遙”為手段,變被動(dòng)的搶修模式為主動(dòng)的預(yù)防性維護(hù)模式。動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)工作原理:眾多控制系統(tǒng)從利用可編程控制器(PLC)到集散控制系統(tǒng)(DCS)以及總線控制技術(shù),原理上一般由以下幾個(gè)主要模塊構(gòu)成,如圖1示。3監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)機(jī)房動(dòng)力環(huán)境的監(jiān)控對(duì)象按功能分為動(dòng)力和環(huán)境兩大類,動(dòng)力類包括高、低壓配電設(shè)備、UPS、整流配電設(shè)備、蓄電池組、空調(diào)等:機(jī)房專用空調(diào)設(shè)備;環(huán)境類包括煙霧、火警、門禁、水浸、溫度、濕度。電力通信網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)本著統(tǒng)一規(guī)劃,分步實(shí)施的原則。依據(jù)運(yùn)維體系和業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu),確定監(jiān)控系統(tǒng)的管理結(jié)構(gòu);考慮到江門電力專網(wǎng)規(guī)模較大,系統(tǒng)建設(shè)以500kV核心站點(diǎn)、220kV骨干站點(diǎn)的業(yè)務(wù)匯聚點(diǎn)為重心,分步向覆蓋各市的所有110kV站點(diǎn)和直屬發(fā)電廠延伸,在實(shí)踐中逐步完善。監(jiān)控系統(tǒng)采用逐級(jí)匯接的結(jié)構(gòu),由監(jiān)控中心、監(jiān)控單元和監(jiān)控模塊組成。由于系統(tǒng)建設(shè)為新工程,首期系統(tǒng)均由江門地調(diào)中心監(jiān)控,節(jié)點(diǎn)規(guī)模不大,因此采用二級(jí)結(jié)構(gòu)。即在江門地調(diào)中心設(shè)置一個(gè)監(jiān)控站,下設(shè)15個(gè)監(jiān)控單元(主要包括500kV核心站點(diǎn)1個(gè)、各市縣220kV骨干站點(diǎn)共14個(gè))。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)通過傳輸網(wǎng)連接,15個(gè)監(jiān)控站的物理位置都設(shè)在江門地調(diào)監(jiān)控中心,通過路由器從監(jiān)控中心延伸到各個(gè)區(qū)域監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽及告警處理。4傳輸系統(tǒng)架構(gòu)(1)選用實(shí)時(shí)性及通訊處理能力強(qiáng)和較穩(wěn)定可靠的工控處理主機(jī),結(jié)合類UNIX操作系統(tǒng)來(lái)解決大規(guī)模局站實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集、處理等問題,必須保證傳輸系統(tǒng)的充分可靠性和實(shí)時(shí)性。傳輸系統(tǒng)選擇最關(guān)鍵的是必須與系統(tǒng)架構(gòu)相適應(yīng)。(2)采集設(shè)備采用一體化、模塊化設(shè)計(jì),可監(jiān)控局站所有的動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù),包括智能設(shè)備和非智能設(shè)備。對(duì)于具體的監(jiān)控項(xiàng)目,可根據(jù)監(jiān)控模擬或數(shù)據(jù)的需要量自由選擇。(3)江門電力通信機(jī)房擴(kuò)容快,監(jiān)控系統(tǒng)采用硬件化、模塊化的設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),方便施工與維護(hù),同時(shí)必須擴(kuò)容性較好。(4)江門電力通信網(wǎng)維護(hù)方式為區(qū)域性維護(hù)與專業(yè)管理相結(jié)合,監(jiān)控系統(tǒng)必須能滿足維護(hù)需求。5監(jiān)控系統(tǒng)的功能計(jì)劃針對(duì)電力通信網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際特點(diǎn),監(jiān)控系統(tǒng)能提供四種基本功能:“四遙”、告警管理、配置管理、安全管理。5.1智能化接口所謂“四遙”即遙信、遙測(cè)、遙控和遙調(diào)功能。監(jiān)控中心和監(jiān)控站在正常情況下應(yīng)能正確顯示其監(jiān)控范圍內(nèi)全部被監(jiān)控對(duì)象的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù),并進(jìn)行相應(yīng)的操作。對(duì)于具備智能化接口的被監(jiān)控設(shè)備,應(yīng)采用這些設(shè)備所提供的接口,實(shí)現(xiàn)其軟件提供的功能。系統(tǒng)對(duì)被監(jiān)控設(shè)備應(yīng)具有時(shí)序邏輯控制功能;對(duì)于某些被監(jiān)控設(shè)備可根據(jù)參數(shù)按時(shí)序發(fā)出一系列的控制命令。5.2聲光模式已具備以下方面的功能(1)無(wú)論監(jiān)控系統(tǒng)控制臺(tái)處于任何界面,均應(yīng)及時(shí)自動(dòng)提示告警,顯示并打印告警信息。所有告警一律采用可視、可聞聲光告警信號(hào)。(2)不同等級(jí)?告警信號(hào)應(yīng)采用不同的顯示顏色和告警聲響。緊急告警標(biāo)識(shí)為紅色標(biāo)識(shí)閃爍,重要告警為橙色標(biāo)識(shí)閃爍,一般告警為藍(lán)色標(biāo)識(shí)閃爍。(3)發(fā)生告警時(shí),應(yīng)由維護(hù)人員進(jìn)行告警確認(rèn)。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)(根據(jù)通信線路情況確定)未確認(rèn),可根據(jù)設(shè)定條件自動(dòng)通過電話或?qū)ず魴C(jī)、手機(jī)等通知相關(guān)人員。告警在確認(rèn)后,聲光告警停止,在發(fā)生新告警時(shí),能再次觸發(fā)聲光告警功能。(4)具有多地點(diǎn)、多事件的并發(fā)告警功能,無(wú)丟失告警信息,告警準(zhǔn)確率為100%。(5)系統(tǒng)能根據(jù)需要對(duì)各種歷史告警的信息進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和打印。各種告警信息不能在任何地方進(jìn)行更改。(6)系統(tǒng)除對(duì)被監(jiān)控對(duì)象具有告警功能外,還能進(jìn)行自診斷(例如,系統(tǒng)掉電、通信線路中斷等),能直觀地顯示故障內(nèi)容,從而系統(tǒng)穩(wěn)定具有穩(wěn)定自保護(hù)能力。(7)系統(tǒng)具有根據(jù)用戶的要求,能方便快捷的進(jìn)行告警查詢和處理功能。5.3遠(yuǎn)程配置管理(1)配置管理功能用于監(jiān)控對(duì)象、監(jiān)控系統(tǒng)自身的增加、修改和刪除管理。配置管理要求操作簡(jiǎn)單、方便、擴(kuò)容性好,可在線配置,不中斷系統(tǒng)正常運(yùn)行;監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能,可在中心或遠(yuǎn)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的配置及修改。(2)配置信息呈現(xiàn)是從全網(wǎng)角度反映整理網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),為用戶進(jìn)行日常操作維護(hù)提供方便。配置信息采用圖形和文本相結(jié)合收到。拓?fù)湟晥D允許用戶根據(jù)管理需要靈活定義和修改,其定義和修改要有嚴(yán)格的安全控制機(jī)制。5.4查詢功能(1)系統(tǒng)提供多級(jí)口令和多級(jí)授權(quán),以保證系統(tǒng)安全性。(2)系統(tǒng)對(duì)所有操作進(jìn)行記錄,以備查詢。設(shè)備操作記錄包括操作人員工號(hào)、被操作設(shè)備名稱、操作內(nèi)容、操作時(shí)間、操作人員登錄及進(jìn)出時(shí)間記錄等(3)系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力,不因用戶誤操作等原因使系統(tǒng)出錯(cuò)、退出或死機(jī)。6系統(tǒng)可靠性保障方案可靠性是動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵性能,作為電力通信機(jī)房動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng),其可靠性主要涉及到監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成、監(jiān)控軟件的性能、監(jiān)控系統(tǒng)的通信與數(shù)據(jù)傳輸、電磁干擾、監(jiān)控系統(tǒng)的自檢功能等方面,因此可從以下幾點(diǎn)著手:6.1小板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)前置機(jī)、監(jiān)控單元等設(shè)備是機(jī)房動(dòng)力電源集中監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件設(shè)備,其可靠性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響很大。(1)模塊結(jié)構(gòu)由于監(jiān)控單元均安裝在現(xiàn)場(chǎng),采用小板結(jié)構(gòu)更為合適,因?yàn)樾“褰Y(jié)構(gòu)中各模塊的功能簡(jiǎn)單,易于維護(hù),在發(fā)生故障時(shí)便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障位置,有利于縮短系統(tǒng)的平均維修時(shí)間,提高系統(tǒng)的利用率。小板結(jié)構(gòu)的電路板面積小,使得電路板本身及相應(yīng)機(jī)箱具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,可以提高系統(tǒng)的抗沖擊、抗振動(dòng)的能力。此外小板結(jié)構(gòu)的板上元器件較少,易于散熱。(2)系統(tǒng)電源電源本身的波動(dòng)以及經(jīng)電源進(jìn)入系統(tǒng)的各種干擾對(duì)系統(tǒng)的影響特別嚴(yán)重,因此供電系統(tǒng)必須十分可靠,要保證即使系統(tǒng)其他部分失效電源也應(yīng)正常工作。監(jiān)控電源主要采用48V直流電源,部分采用高質(zhì)量的逆變電源,必要時(shí)還應(yīng)對(duì)某些電源作冗余處理。6.2數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?1)采用分布式考慮到監(jiān)控系統(tǒng)的局部故障不應(yīng)影響整體的正常運(yùn)行,所以監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在局站、區(qū)域分布網(wǎng)絡(luò)的接點(diǎn)處,其監(jiān)控主機(jī)備用方式能提高監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。(2)可靠的通信監(jiān)控系統(tǒng)的通信與數(shù)據(jù)傳輸是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分,如果通信和傳輸出現(xiàn)問題,與此相關(guān)功能就將失控,嚴(yán)重影響監(jiān)控系統(tǒng)可靠性。電力通信監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸依賴電力通信專網(wǎng),所以要選擇較為安全可靠的雙備份傳輸路由來(lái)提高其可靠性。另外,在通信機(jī)制中要充分考慮在通信過程中來(lái)自外界的各種干擾和誤碼的影響,如數(shù)字濾波、通信重發(fā)、安全可靠的數(shù)碼校驗(yàn)方式等。(3)系統(tǒng)自檢功能完善監(jiān)控系統(tǒng)的自檢功能是提高監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的一項(xiàng)重要措施,監(jiān)控系統(tǒng)自檢應(yīng)確立監(jiān)控系統(tǒng)全面的告警點(diǎn),只要監(jiān)控系統(tǒng)任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,均能發(fā)出緊急告警,以便能夠及時(shí)了解和解決監(jiān)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題,并且不論監(jiān)控系統(tǒng)有無(wú)故障發(fā)生,都能夠人為或自動(dòng)生成自檢報(bào)告。7監(jiān)控手段保障電力通信供電和網(wǎng)絡(luò)通暢電力通信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是獨(dú)立于通信業(yè)務(wù)網(wǎng)管系