配電站房一體化監測平臺研究

于曉暉

（國網山東省電力公司濟南供電公司，山東濟南250001）

配電站房一體化監測平臺研究

于曉暉

（國網山東省電力公司濟南供電公司，山東濟南250001）

配電室運行的基礎數據采集范圍不足，技術規范不統一，各類設備監測數據沒有綜合平臺接入。通過對配電站房一體化監測平臺的研究，對站房、變壓器等設備的電力數據、環境參數、視頻監控信息進行整合，實現統一采集、存儲，并以平臺化的方式實現對這些數據的集中監測、分析和處理。介紹該系統平臺的設計方案、設計原則和解決的關鍵問題。

一體化監測；數據采集；配電

0 引言

配電站房管理工作是供電公司配網可靠性運行的薄弱環節之一。一些配電房運行環境惡劣直接危及設備可靠運行，造成設備跳閘、設備水浸損壞以及設備被盜等故障，往往被人們忽視。多年來，由于配電網絡缺乏這方面的監測手段，一般都在特定時期由工作人員逐個測量配電裝置及巡檢，結果是費時費工，既不能及時反映真實情況，也不能及時解決實際問題。

計算機及通信技術的迅速發展和廣泛運用使我國電力系統自動化深入到配電、用電領域。為提升供電公司配電房信息自動化水平，共享信息資源，提高生產、管理、經營效益及合理調度，通過建設配電站房一體化監測平臺，對配電站房、變壓器等設備的電網運行數據、環境溫度等進行實時監控、分析和處理，并結合視頻圖像、消防、門禁等實時監控防火災、防漏水、防非法侵入等信息，提升配電自動化運行水平。

1 系統建設思路

配電站房一體化監測平臺建設遵照電力系統實時動態監測系統、工業監控系統、機房監控等相關技術規范，以中低壓網中的開關、配電房溫度、濕度及設備防盜等為監測對象，使配電管理部門及時了解供電設備運行及環境狀況，利用智能化的配電站房監控手段進行實時監測與控制，為配電管理部門提供直接及時的技術支持。監測平臺主要包括電力數據采集管理、環境實時監控、視頻監控三大部分內容。

2 系統設計

2.1 系統架構設計

系統設計以“數據集中采集、分層分析和應用”為原則，滿足不同部門的需求和應用［1］。系統結構設計采用分層、分布式架構模式，充分考慮系統功能、容量的可擴展性，以系統服務為基礎，為用戶實現一體化監控及操作平臺，系統按物理層、系統層、服務層、應用層等分層設計，體系結構如圖1所示。

2.2 系統功能設計

2.2.1 應用層功能設計

數據采集模塊。數據采集模塊包括電力數據采集模塊和環境數據采集模塊。電力數據采集模塊通過接入智能監測裝置或接入配電自動化系統，實時獲取現場裝置的電力數據，供數據處理模塊使用。環境數據采集模塊通過UPS電源等機房裝置及環境感應模板的數據接口，實時獲取配電站房、變壓器的環境數據，如供電電壓和電流、可持續供電時間、環境的溫度濕度、煙火以及漏水等環境數據，供數據處理模塊使用。

圖1 一體化監測平臺體系結構

數據處理模塊。數據處理模塊包括電力數據處理模塊和環境數據處理模塊。電力數據處理模塊對實時采集的電力數據，按照系統設定或用戶給出的時間間隔進行匯總、計算、保存等處理，按照每15 min、0.5 h、1 h進行采集、計算及存儲三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率、有功電量、無功電量等電網運行數據［2］，供實時監控模塊使用。

環境數據處理模塊對實時采集的環境數據，通過與系統設定或用戶給出的報警上下限值進行比較與分析，得出設備運行的環境狀態，供故障報警模塊使用。

實時監控及報警模塊。對采集的電力數據，系統給出或用戶組態與實際相對應的一次主接線模擬圖，顯示實時電力數據及監控畫面，并在屏幕上采用模擬圖方式，實時顯示現場設備運行狀況，顯示當前或歷史事件，包括實時數據列表展示、歷史數據圖表展示、一次主接線圖展示、自定義畫面組態展示（提供基本圖形原語，用戶可方便迅速的編輯和生成所需要的圖形畫面）等。在顯示屏上通過實時彈出報警窗口方式，顯示最新的報警信號，及時反映事故狀態，并產生報警聲音，包括音響報警、語音報警、警鈴報警等。報警聲音一旦發出將按照一定時間間隔持續不斷地觸發，直至值班人員來現場處理并按報警取消或復位鍵為止。報警信號按時間、級別順序排隊，并用閃爍和不閃爍來區別某一報警是否已確認或已處理。對采集的環境數據，通過串口或以太網將環境數據傳送到監控電腦，可實時監測電源及所有探測器的工作狀態。當配電房電源出現故障或探測器檢測到異常情況時，啟動報警聯動并自動切換到相應的畫面，提供越限警示及聲光、推圖報警，實現環境控制設備的遙測、遙信功能。

制表打印模塊。對采集的電力數據，系統提供標準格式或自定義格式的報表打印，包括新建、修改、刪除報表、實時報表、日報表、月報表、年報表、打印預覽等。

對采集的環境數據，提供標準格式或自定義格式的報表打印，包括日報表、月報表、年報表，定時或實時生成事件報表等事故追憶模塊。系統顯示和記錄配電站房前端設備所有動作事件和環境狀況報警信息，如所有報警信號、開關狀態、通信狀況、設備運行狀況等事件以及供電、溫度、濕度、火災、漏水等異常信息，所有動作事件和報警信息均存儲在事件記錄中，作為事故分析依據。提供對存儲的電力和環境的歷史數據進行分類、統計、比較等處理，并提供瀏覽、查詢、分析等功能。

視頻監視模塊。實現站房、變壓器的圖像監視功能，完成周期性視頻巡檢，防非法侵入、防火災、防滲漏；自動推出異常設備、異常部位視頻圖像。系統可以對每個報警探頭制定布防計劃，按計劃進行報警探頭布防及錄像。支持錄像回放功能、事件驅動方式錄像和輸出。系統提供對不同區域設備的監控點進行集中分組設置，便于監控人員巡檢。凡是可以看到圖像的計算機都應進行本地錄像，將視頻數據保存在硬盤上，形成多級錄像體系。系統可以遠程控制攝像機、云臺。系統提供實時監測所有探測器的工作狀態，探測器監測到異常情況，啟動報警聯動，自動切換到報警點攝像機，傳送報警信息和報警圖像，顯示相應的畫面。

2.2.2 服務層功能設計

為了確保系統正常運行，系統服務層應提供相應的支撐軟件、全面的數據管理以及多樣化的信息展示功能。

系統支撐軟件。按照C／S結構設計，系統采用VC語言和.net開發工具，實現“瘦客戶端”的目的。

數據庫管理。采用當前最常用的Windows SQLserver關系型數據庫管理系統，確保數據安全性及兼容性。

用戶數據管理。包括用戶管理、權限管理、告警管理以及報表管理等，其中用戶管理分為普通用戶、管理用戶以及特權用戶，滿足系統配置、數據界限設定以及日常監視等功能需求；權限管理可實現不同用戶對各數據處理模塊的操作權限，確保系統安全、穩定運行；告警管理實現對發生的事件按照分類、時間順序、告警級別、事故狀態等的及時保存，并按照權限提供不同類型用戶使用，以便事故追憶；報表管理實現報表模板管理和報表數據管理，用戶可使用標準報表格式或自定義報表格式輸出各類報表，并實現當前或歷史報表查詢功能。

信息展示。系統為管理用戶和特權用戶提供圖表組態功能，實現信息展示多樣化，如一次主接線圖、故障告警界面、數據的趨勢圖、棒形圖、餅形圖、表格等。

3 系統特點

高度整合的一體化解決方案。針對配電站房監控、防盜與安全防范的需要，提供了整體統一的解決方案，系統設備和功能高度集成，資源共享，可擴展性強，降低了系統建設的復雜性和建設投資。

靈活的圖形監控。平臺提供基于矢量的圖形系統，具備圖元增加、修改、刪除等編輯功能，以及監控畫面放大、縮小、漫游等瀏覽功能，并可在圖上直接進行各種操作。圖元的狀態可通過改變圖元的顏色、閃爍等顯示方式，展示圖元屬性。圖形元素間存在拓撲連接關系，可結合具體應用進行拓撲分析。

支持GPRS無線通信技術。許多現場無法實現光纖通信，為此平臺集成了GPRS無線通信技術。GPRS在現有的GSM網絡基礎上增加一些硬件設備和軟件升級，形成一個新的網絡邏輯實體。它以分組交換技術為基礎，采用IP數據網絡協議，提高了現有GSM網的數據業務傳輸速率，最高可達170 kb／s［3］。

合理的視頻監控技術。結合實際情況很大程度上采用GPRS無線通信方式，監控系統在設計上改變了傳統的全程視頻監控的理念，采用高清攝像頭定時拍照、自定義拍照等功能，將圖像數據上傳到監控中心，既節省了通信流量費，又可達到更好的監控效果。

4 結語

將原來配電站房的被動管理改為主動監視。通過對配電站房的環境數據采集、比較、分析，給出供電系統及環境監測狀況，對超限數據彈出告警窗口和聲光報警，使值班人員能夠及時發現配電站房潛在異常與缺陷，提高配電站房運行安全性、可靠性。本設計方案已在多個供電公司等地區投入運行，建立配電站房一體化監測平臺幾十套，切實提升了配電站房的自動化程度和管理水平，深受用戶好評。

配電站房一體化監測平臺運用經濟、可靠、先進的傳感、通信和控制技術實現配電站房的整體數字化，對配電站房的安全防范、環境狀況管理和自然災害應對等有著重大意義，能切實提高配電房的安全水平和管理水平，進一步推動配電網管理向智能化、信息化、集約化發展。

［1］夏水斌，葉利，李帆.湖北電網配電監控系統設計與實現［J］.湖北電力，2008，12（增刊）：11-14.

［2］王云，賈清寒，胡曉龍.基于無線網的配電變壓器監測系統應用［J］.電力系統自動化，2000，26（16）：75-76.

［3］苗壯.GPRS技術在電力通信中的應用［J］.黑龍江科技信息，2012（3）：41.

Research on Integrated Monitoring Platform of the Distribution Room

The existing power distribution rooms can only collect limited basic data，and the technical specifications are not unified，and various types of equipment monitoring data can not join in a comprehensive platform.Based on the research of the integrated distribution network monitoring platform，the power data，environment parameters and video monitoring information of the station buildings and transformers were integrated，and the unified acquisition and storage were achieved.The data monitoring，analysis and processing on the platform were realized.The design scheme，design principles and key problems of the system platform were introduced in this paper.

integrated monitoring；data collection；distribution

TM734

：B

：1007－9904（2014）05－0057－03

2014-06-03

于曉暉（1975—），女，工程師，主要從事電力營銷、遠程抄表、智能變電站、信息系統設計與應用等方向的研究工作。