電力動環監控系統升級改造實踐

張磊 李威 劉為

摘? 要：動力環境監控系統是電力通信系統的重要組成部分，對于電力網絡設備安全起著重要的監視和保障作用。為了滿足電力公司通信動環監控平臺的標準化、扁平化、集中監控的建設需求，解決不同動環廠家監控單元在網絡協議和數據采集方面的差異問題，在現有動環系統所存在問題的基礎上重點描述了電力動環監控系統改造的方法，包括接口協議標準化和接口數據標準化，介紹了升級改造后動力環境綜合管理系統平臺的系統架構、部署層級、硬件參數及功能設計要求，并以電力公司監控系統升級改造的案例驗證了動環監控系統升級改造的效果，為其他公司的動環監控系統的改造提供借鑒。

關鍵詞：動力環境監控;動環系統接口標準;智能系統;監控系統改造;動環B接口

中圖分類號：TM73;TP277? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）19-0127-03

Abstract：Power environment monitoring system is the heart of power communication network and plays an important role in monitoring and guaranteeing the safety of power network equipment. In order to meet the construction requirements of standardization，flattening and centralized monitoring of power company’s communication mobile ring monitoring platform，the network protocols and data of monitoring units of different mobile ring manufacturers are solved. On the basis of the problems existing in the current dynamic loop system， this paper mainly describes the transformation methods of the electric power dynamic loop monitoring system，including the standardization of interface protocol and interface data，and introduces the system architecture，deployment level，hardware parameters and work of the upgraded dynamic environment integrated management system platform. It can design requirements and verify the effect of the upgrading and transformation of the dynamic environment monitoring system with the case of the upgrading and transformation of the monitoring system of the power company，which can provide reference for the improvement of the dynamic environment monitoring system of other companies.

Keywords：power environment monitoring;power environment system interface standard;intelligent system;monitoring system reform;power environment B interface

0? 引? 言

通信動力環境集中監控系統，就是把同一通信樞紐內的各種電源設備、空調系統和外圍系統的運行情況集中到一個監控中心，實行統一管理。但是由于機房監控設備的類型、品牌規格、功能參數和數據接口的不統一及業務功能的不斷擴展開發和應用，動環監控系統在系統結構、穩定性和功能性上都存在一定局限性，所以動力環境監控系統的升級改造勢在必行。

1? 現有動環系統存在的問題

缺乏統一的平臺，多套平臺軟件數據分散。機房中的被監控對象（如開關電源、蓄電池、門禁、視頻等），監控設備的品牌、規格、功能參數和數據接口不統一，傳統監控系統采用監控管理中心（CSC）、區域監控中心（LSC）、現場監控單元（FSU）三級架構，每個廠家的前端FSU（Field Supervision Unit，動力環境采集設備）設備只能接入自身平臺進行管理，上級平臺通過C接口（平臺對平臺）對接，省中心部署一套CSC，各地市部署一套LSC平臺，系統的業務處理功能都集中在LSC平臺上，各LSC平臺系統數據分散，均為本地化、分布式管理[1]，如告警分析、告警處理、告警確認等功能都在LSC平臺上操作，相比之下CSC平臺系統的管理較弱，僅有經過LSC系統過濾上送后的數據。此外，現網還存在各地市LSC平臺系統告警門限參數不統一，部分告警在LSC平臺上被人工屏蔽的情況，導致動環管理相關考核指標的數據失真，準確性不足，監控效果受到限制[2]。

2? 動環監控系統改造的方法與措施

2.1? 接口協議標準化

FSU與SC（監控中心）之間通過WebService和FTP方式互聯，二者同時形成完整的B接口協議標準。FSU與SC之間的數據流交互采用基于Soap+XML+文本文件技術的接口[3]。接入雙方的通信需求為SC提供WebService服務，FSU向SC注冊、上報告警信息、上報監控點數據、上報動環設備配置數據。

FSU提供WebService服務，SC主動請求監控點數據、寫監控點設置值、請求監控點門限數據、寫監控點門限數據、獲取FSU注冊信息、設置FSU注冊信息、獲取FSU的FTP信息、設置FSU的FTP信息、時間同步、獲取FSU狀態信息（心跳機制）、更新FSU狀態信息獲取周期、重啟FSU、請求動環設備配置數據、寫動環設備配置數據[4]。FSU提供FTP服務，SC批量獲取監控對象的配置數據、定期獲取監控圖像文件、獲取活動、歷史告警同步文件、獲取監控點性能數據文件、上傳FSU相關文件、獲取日志文件，并通過報文格式的定義、數據流方式定義、FTP接口能力等多方面規范動環監控系統B接口的接入標準[5]。

2.2? 接口數據標準化

遷移現網LSC系統已有的業務數據到新的CSC系統，包含基礎配置、資源管理信息、歷史告警信息、歷史性能數據、門禁事件等，保持監控數據的完整性，割接各地市前置機監控數據，統一將FSU設備監控數據匯聚到CSC監控系統進行集中監控，按照電力公司《動環告警標準化字典表》對現網的告警信息進行梳理，規范站點、機房、設備、測點及告警名稱、告警等級配置信息[6]。部署原有CSC系統、LSC系統與第三方系統配套的外圍異構互聯接口，如綜合告警接口、性能數據接口、EMOS接口等。接口數據標準化后，系統將支持綜合告警接口、話務網管等系統能耗管理接口、性能數據接口、圖像聯動抓拍接口、能耗平臺采集接口，業務功能可實現平滑過渡[7]。

2.3? 系統功能架構配置

在接口標準化的基礎上，通過提供告警處理、告警工程管理、告警屏蔽管理功能項，能夠實時監控各局站產生的各類告警，并能迅速采取相應措施。報表管理功能模塊為各級管理人員、操作人員提供各類報表以供查詢，如告警類報表、動力保障類報表、電量管理類報表、門禁類報表、資產類報表等。此外，系統還提供服務器狀態監控、日志查詢等功能，C/S與B/S架構相結合，對于安全要求較高且專業性較強的系統管理、配置管理、控制管理等，采用C/S架構實現，保證系統的安全性、管理性;對于訪問靈活性要求較高的實時數據查詢、實時視頻查詢、告警查詢、統計分析報表等，采用B/S架構，滿足系統靈活性要求。

2.4? 系統部署架構設計

該監控系統采用二級結構，主調與備調服務器采用雙機熱備、異地容災方式。系統部署架構分4層架構：被控設備層、采集層、傳輸層、系統管理層。被控設備層處于底層的智能設備，采集層主要是由采集模塊、傳感器、控制器組成。傳輸層由嵌入式采集單元、交換機、路由器及傳輸線纜組成。管理平臺層由服務器、管理終端、顯示終端、報警設備和管理軟件組成。

2.5? 系統功能需求設計

動力環境管理平臺功能模塊包括：告警管理、權限管理、報表管理、日志管理、系統安全、開放接口。告警管理包括：告警分級定義、告警呈現、告警處理、告警控制、告警查詢和統計功能。系統的報表管理應能生成并輸出告警記錄報表、告警統計表、交接班日志、操作記錄報表等用戶已定義的標準報表，同時能夠查詢各類測點歷史曲線，以及不同測點組合后的多條曲線，供用戶進行分析比較。系統接口開發性要求向下支持的接口協議包括但不限于：C接口、OPC、SNMP、BACNET、ODBC、API、TCP/IP、Socket等。向上支持的接口協議包括但不限于：C接口、D接口、OPC、SNMP、ODBC、Socket。可以實現多系統數據監控可視化，視頻監控智能化，真正做到融合監控。

2.6? 系統性能參數要求

動力環境管理平臺應支持100個以上客戶端同時訪問，網絡連接端口數至少能滿足50000個設備接入，事件存儲至少200000條，界面數據刷新延時不超過2s，控制延時時間不超過5s，報表展示時間不超過10s，支持監控終端連接至少1000個，告警短信發送延時不超過3s，要求一個信號周期（完成對管轄范圍內所有設備的數據采集、存儲和顯示）應控制在5s內。在排除硬件及監控設備本身的故障時，系統的誤報率要求小于0.1%，歷史數據存儲至少達到3年以上，報表存儲至少達到3年以上，應具備極高的可靠性和穩定性。

3? 電力監控系統升級改造過程實踐

遼寧電力公司針對現網動環監控設備運行情況，采用平臺建設過渡方案，即保留原有三級架構平臺和設備，按照實際需求逐步升級老舊設備，而新增設備按照最新接口規范要求，采用二級架構方式接入平臺統一管理。最終實現全網整體二級架構管理。采用標準的B接口協議實現與上級平臺的互聯互通，為保障整個系統的容災性能，在兩地分別建設一套雙機熱備系統，同時兩地通過專業備份軟件實現異地災備，最大程度上確保整套系統的穩定運行。

在省中心新建設一套集中監控中心CSC平臺，取消現有各地市的LSC平臺，可實現配置管理、權限管理、業務數據的集中化，統一告警規則、統一考核標準，促進省級網管中心對各地市運維管理的績效考核工作更加準確、公平、透明。

4? 結? 論

本文通過對電力動環監控系統的接口標準化建設和實踐，總結了一套有效可靠的動環升級改造標準化建設體系，不僅對電力變電站溫度、視頻、水浸、煙感、供電設備、蓄電池的可視化監控，還支持多廠家系統平臺的統一接入和監控，且滿足動環系統改造的平滑割接過渡，解決了傳統動環系統功能性擴展性弱、平臺多部署分散的問題。改造后的綜合動力環境管理平臺與傳輸設備網絡管理系統、通信資源管理系統等集成應用，構成電力系統監控網絡，從資產、設備、電力環境、管理流程、運行等方面實時監控和統一管理。為電力公司通信管理自動化、運營智能化和科學決策提供強有力的技術支持，同時也為其他單位的動環系統升級改造工作提供參考依據。

參考文獻：

[1] 陳圓，粟欣.動環監控系統中B接口的實現 [J].電子產品世界，2017，24（8）：49-52.

[2] 宋艷，陳少波，郝自飛，等.電力信通站點動環監控標準化建設 [J].電子技術與軟件工程，2017（20）：42-43.

[3] 宗凌.基于物聯網及云計算的廣東電信省級動環監控系統設計思路 [J].電信科學，2017，33（S2）：90-97.

[4] 孫勇鋒.基于雙市電監控裝置創新應用的基站發電成本管控 [J].通信電源技術，2018，35（5）：113-114+116.

[5] 李洪，趙浙業，劉化召.基于SOA的嵌入式動環監控系統分析與設計 [J].電信技術，2018（4）：44-46.

[6] 孫婷，蘆英明，陳中偉.軟件系統性能測試方法及流程規劃 [J].自動化與儀器儀表，2018（1）：166-169.

[7] 汪旸，徐彪，周超凡，等.基于層次分析法的輸電斷面綜合監控方法 [J].中國電力，2019，52（4）：89-95.

作者簡介：張磊（1989-），男，漢族，吉林德惠人，專責，碩士研究生，研究方向：物聯網和無線通信。