變電站通信電源綜合監控系統

占永紅

（國網安徽省電力有限公司安慶供電公司，安慶 246003）

目前，計算機及通信設備都在向智能化方向發展，具有良好的網絡管理系統，在數據中心都能監視甚至監控到各個站點的設備運行狀態，可以及時發現并解決設備出現問題。但是這些設備的供電系統及運行環境孤立運行，無法在中心站對其進行監視。從通信及計算機系統的運行分析中發現，設備供電系統及運行環境已經成為制約通信及計算機網絡安全運行的關鍵因素，因此對供電系統運行及環境進行實時集中的監控尤為重要。

1 系統建設

變電站通信電源監控系統是指通過對分布在各變電站通信機房內的通信電源設備包括高頻開關電源、直流電源、直變電源、逆變電源等，進行運行數據及狀態采集，并將數據上傳到中心監控平臺。在通信電源監控系統中，運維值班人員可根據實際需要設定對監測電壓、電流、功率等數據的正常值范圍，當監測數據值超出或低于正常值范圍，系統會發出報警信號，提醒運維值班人員，采取及時必要的處理措施。

圖1 系統整體架構圖圖

圖2 變電站通信電源設備監測網絡示意圖

1.1 前置采集層

前置采集層集成了各類設備的通訊采集協議，主要進行實時數據的采集與處理，電源設備和環境傳感器通過智能數據接口（RS232、RS485、RS422）或者增加采集傳感設備接入前置采集系統，實現設備運行正常狀態監測、異常狀態預測、在線智能故障診斷等功能。

其主要功能如下：

1.1.1 通信電源監測

實時監測高頻開關電源、直變電源等輸入、整流、逆變、輸出各個模塊的實時運行參數，包括對輸入電壓、輸出電壓、母排電壓、電池電壓、電流、頻率、溫度、充放電狀態、模塊輸出電源、模塊狀態、欠壓過壓、過流、接地狀態等各類實時數據和狀態，通過系統監控客戶端實時查看實時的配電參數，顯示相應配電參數的曲線圖并可查詢相關的歷史記錄（列表、曲線）。當出現相應的報警時，系統會根據設定的報警級別及職責權限劃分情況將報警信息通過電話語音、短信通知等方式告知相應的管理人員，以便其及時做出處理。

1.2 中間件服務層

中間件技術是解決分布異構問題的一種主要手段。中間件位于應用系統與應用系統之間，提供相互之間的通信服務。這些服務具有特定的程序接口和協議，針對特殊的應用環境，提供符合要求的通信接口和數據規范格式。

1.2.1 實時數據庫

圖3 實時庫功能示意圖

圖4 系統平臺架構圖

實時數據庫是匯聚整個通信電源監控系統實時數據和告警的基礎平臺，前置采集單元將實時采集的通信電源實時數據實時上傳到實時數據庫，中心監控系統平臺將實時數據庫中的有效數據及時準確轉化成有效業務數據呈現給運維值班管理人員，使得監控系統中各個環節有效銜接，構建一致、安全、完整的數據環境，是整個監控系統各環節之間信息溝通的橋梁。

由于項目設計的采集點比較多，為提高系統整體性能，確保數據的實時性、準確性、完整性，因此選擇實時數據庫作為系統核心數據庫。

1.3 通信電源綜合監控系統

系統軟件平臺分布式部署安裝，由管理服務器、前置服務器、語音短信報警模塊等構成。前置服務器可分區域管理獨立監控。各區域配置短信報警模塊對本區域的各類報警進行管理，按照設定的策略下發給指定的管理員。系統支持辦公網電腦的Web瀏覽器登錄訪問系統。

系統對分布在各變電站的高頻開關電源、直流電源等通信電源設備進行遙測、遙信數據的采集，實時監測通信設備供電系統的運行狀態，實時上傳、存儲通信電源設備運行數據，及時發現故障，并作必要的遙控、遙調操作，適時通知人員處理；提高了通信電源供電系統的可靠性和穩定性，實現了對變電站通信設備穩定運行的遠程監控和無人值守，為變電站通信系統管理自動化、運行智能化和決策科學化提供有力支撐。

1.3.1 報警管理

（1）系統對實時采集到的通信電源數據與數據庫中設定的閾值、越限值進行比較，當高于或低于限值的系統發生告警信息，及時通過多種方式通知管理人員。

（2）系統內的告警信息按等級劃分成嚴重告警、一般告警、自定義告警等，用戶可根據實際需要對系統內的某一類告警進行統一劃分。

（3）告警信息查詢檢索：中心軟件平臺提供對過往不同變電站、不同通信電源設備各類告警信息的統一查詢檢索，方便事后回溯查找問題。

（4）通道設備狀態報警：當主站中心與變電站通信主機或通信電源設備通信異常時，會產生通道、設備通信異常告警提醒管理人員。1.3.2 集中管理平臺

（1）集中管理服務器可通過TCP/IP網絡對變電站、機房通信網電源的嵌入式服務器的集中管理，實時接收由本地嵌入式服務器傳來的監控數據和報警信息，并可進行集中的數據二次處理、系統聯動、遠程控制、告警過濾（通過策略，優化關聯服務同時發出告警信息，僅針對根源故障服務告警，避免告警信息阻塞）、遠程集中報警、機房運行狀況報表（可按機房區域、服務種類、告警信息級別等自定義，按每日、每周、每月生成機房運行狀況報表）等功能。

（2）NTP網絡時鐘同步，用于同步網絡內多臺監控主機的系統時鐘。一臺監控主機作為服務器提供標準時鐘，其它主機作為客戶端。

2 系統意義及經濟效益

通信電源監控系統的建設實現了對變電站通信電源系統的實時遠程監控和管理，提高對通信設備供電的穩定性、可靠性，為管理自動化、運行智能化和決策科學化提供有力的技術支持。減少運維人員運維工作量，準確及時發現通信電源設備運行的異常情況。有效提高管理運維水平，達到對通信電源設備少人、無人值守，提高運維效率，降低運維成本。

從主站中心到站端前置等一整套及高實時性、高可靠性、高開發性，易維護易操作于一體的現代化通信電源綜合監控系統，主要有以下幾點意義：

（1）提升變電站通信電源設備管理水平和運行穩定性。

（2）提升變電站通信電源設備管理科學化、智能化、自動化水平。

（3）實現對變電站通信電源設備的少人、無人運維值守。

從經濟效益角度分析，通信電源監控系統主要有以下幾點意義：

（1）提高通信電源供電質量，使供電系統有更高的可靠性和經濟性。有效保障變電站各傳輸設備正常工作，進而保障整個變電站的一次、二次設備網絡通道正常。

（2）運維班組人員可直接遠程查看各個變電站通信電源設備的運行狀況，達到無人值守目的，減少人工成本。

（3）運維管理人員可通過通信電源監控系統提供的數據及告警信息針對性的進行通信電源及通信設備維護檢修工作，減少進站工作次數提高工作效率，減少車輛使用、本品庫存的數量大大降低運維費用成本。