CN102361354A - 无人值班变电站自动化系统的远程集约化管控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法，所述集约化管控系统包括：远程虚拟化终端、远程虚拟化巡视模块、规约自适应接入模块；工作时，远程虚拟化终端通过远程虚拟化巡视模块巡视整个变电站自动化系统，并自动将被巡视设备的状态信息实时显示；当发现设备异常时，通过所述远程虚拟化终端远程对相应的设备进行软、硬件的启停，即实现远程管控；同时对被巡视设备的状态信息写入轮巡日志；在进行所述远程管控时，对多个采用不同的通讯规约的设备，根据各通讯规约中的特征码，自动识别各种通讯规约并将各种通讯规约的转换成一种通讯规约，然后进行软、硬件的启停。

Description

无人值班变电站自动化系统的远程集约化管控系统
技术领域
 本发明涉及无人值班变电站远程管控的技术领域，具体是一种无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法。
背景技术
现有的无人值班变电站安装有综合自动化系统后台设备、故障录波信息系统等设备，能采集所有接入的设备的详细信息、工作状况、事件信息等情况，但通信方面只局限于本变电站，没有做到远传。因此，一些系统后台设备的运行情况缺乏有效监视，故障或死机后往往长时间得不到发现和及时处理，为其发挥应有作用带来了隐患。一旦设备异常时，通常主站监控收到的信号过于简单，详细的故障信息只有等运维人员赶到现场才能获得，无法第一时间作出判断分析。一旦涉及到220kV主网的故障，上级调度要求快速提交事件详细信息报告，在涉及多个变电站有事故情况下，给运维单位的带来较大的压力。同时由于主站监控收到的故障或异常信息有限，对自动化设备是否有问题难以判断，给抢修备品件的准备工作带来一定的盲目性，往往影响到抢修的工作效率。
采用去现场工作的方式对站内自动化系统进行定期巡检、核对定值、运行状态评估也占用了大量人力、车辆、时间资源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法，以提高对无人值班变电站自动化设备异常、电力系统故障分析和处理的工作效率，缩短异常及事故设备的停役时间。
为解决上述技术问题，本发明提供的无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法，所述集约化管控系统包括：
远程虚拟化终端：用于实现无人值班变电站自动化系统的远程仿真，以及远程对变电站自动化系统进行软、硬件的启停；
远程虚拟化巡视模块：用于模拟值班人员按预设的轮巡计划巡视整个变电站自动化系统；在巡视过程中，自动将被巡视设备的状态信息实时通过所述远程虚拟化终端的显示器显示；对于巡视过程中的异常状况，控制所述远程虚拟化终端进行声光告警；同时对被巡视设备的状态信息写入轮巡日志；
规约自适应接入模块：用于在远程管控变电站自动化系统中的多个采用不同的通讯规约的设备时，根据各通讯规约中的特征码，自动识别各种通讯规约并将各种通讯规约的转换成一种通讯规约。变电站中需要远程管控的设备众多，涉及到不同的厂家，不同的规约。为了适应各种不同规约的设备，本系统研发出了规约自适应模块。模块具备解析变电站配置语言（SCL）文本的能力，同时也具备界面设备信息入库功能，可以将设备属性及其通信元素注册进入模型配置库。然后将存在模型配置库中的智能电子设备配置信息读入内存，并且按照IEC61850规则组织其信息，对其进行建模。在以前，这种不同规约设备的接入是通过硬件模块来实现的，本系统利用软件实现硬件的功能。
所述集约化管控系统的工作方法包括：远程虚拟化终端通过远程虚拟化巡视模块巡视整个变电站自动化系统；在巡视过程中，自动将被巡视设备的状态信息实时通过所述远程虚拟化终端的显示器显示；当发现变电站自动化系统中的设备异常时，通过所述远程虚拟化终端远程对相应的设备进行软、硬件的启停，即实现远程管控；同时对被巡视设备的状态信息写入轮巡日志；在进行所述远程管控时，对多个采用不同的通讯规约的设备，根据各通讯规约中的特征码，自动识别各种通讯规约并将各种通讯规约的转换成一种通讯规约，然后进行软、硬件的启停。
所述远程虚拟终端模块适于将变电站自动化系统的物理设备，虚拟成计算机上的模拟设备，监测得的所述物理设备的各种数据直接通过显示器显示。
所述集约化管控系统还包括：就地设备自动登入登出模块，用于在设备的远程管控中，正常情况下，登录到远程设备的时候，需要输入用户名称和登录密码。该模块将Windows系统中的Isa私密文件植入被管控的就地设备中，并使用标准的256位SSLv3技术加密所述被管控的就地设备的键盘和鼠标信号，通过与所述Isa私密文件进行通信，实现就地设备的自动登录。在本系统中，通过技术手段，利用事先配置好的登录帐号和密码（该用户名和密码与使用者在系统中的帐户名称绑定），实现远程设备的自动登录。另外，当退出某设备的时候，提供自动锁定该设备屏幕的功能，有效保证了被监管设备的信息安全。
本发明具有的技术效果：（1）本发明的无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法，采用先进的IP-Based KVM技术，根据无人值班变电站自动化系统远程运维需求，结合二次系统安全防护要求，提供了基于广域网和远程虚拟化终端技术的无人值班变电站的自动化系统的远程运维系统，制定了变电站自动化系统远程运维的相关管理标准、工作流程等。提高了对无人值班变电站自动化设备异常、电力系统故障分析和处理的工作效率，为主设备健康状况、公用系统和辅助系统的分析提供了详实的数据，利于变电站自动化系统状态检修工作的全面深入开展。减少了采用去现场工作的方式对站内自动化系统进行定期巡检、核对定值、运行状态评估所占用的大量人力、车辆、时间资源。（2）本发明的基于广域网和远程虚拟化终端技术的变电站自动化远程运维系统，实现了变电站自动化系统集中化、平台化的统一管理，有效的简化了由于设备分散而带来的管理混乱的问题；提供了对远端设备的“本地化”管理模式，大大提高了问题的响应速度，降低维护成成本，降低了人员无谓的劳动强度。系统提供安全的管理手段，保证了操作安全，规范运维人员的操作行为，保证自动化系统安全可靠运行。远程运维系统的使用可极大提高变电站自动化系统运维的效率，降低了人力成本，系统的广泛使用也将促进运行规程、修改规程进一步发展。采用远程运维系统后，巡检、操作远方被控设备、信息核对和修改等等都将与以往的工作流程有较大的不同，需要编制有关运行、检修规程，满足新情况下的设备安全。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
本实施例的无人值班变电站自动化系统的远程管控系统包括：
远程虚拟化终端（具体实施时，该远程虚拟化终端为一台安装有远程虚拟终端系统软件的计算机）：提供类似于Internet的Telnet协议的远程终端仿真，可以嵌入到无界面的服务系统中，允许用户通过远程登录到虚拟终端中，连接到目标服务系统。通过该技术的应用可以实现无人值班变电站自动化系统的远程仿真，远程对自动化系统进行软、硬件的启停。
远程虚拟化巡检模块：提供类似于值班人员巡视行为的管理模块，模拟值班人员巡视的整个过程，按照值班人员的巡视要求，定制出符合规程要求的轮巡计划。在轮巡的过程中，自动将被巡视设备的状态信息以实时桌面的方式展现在值班人员的面前。对于轮巡过程中的异常状况，提供声光等告警方式。所有轮巡时候的设备信息写入轮巡日志。
就地设备自动登入登出模块：在设备的远程管控中，正常情况下，登录到远程设备的时候，需要输入用户名称和登录密码。在本系统中，通过技术手段，利用事先配置好的登录帐号和密码（该用户名和密码与使用者在系统中的帐户名称绑定），实现远程设备的自动登录。另外，当退出某设备的时候，提供自动锁定该设备屏幕的功能，有效保证了被监管设备的信息安全。
规约自适应接入模块：变电站中需要远程管控的设备众多，涉及到不同的厂家，不同的规约。为了适应各种不同规约的设备，本系统研发出了规约自适应模块。对于某种需要接入的设备，如果该设备的规约在系统的规约库中没有申明，则进行简单的规约配置，然后就可以方便的接入该设备。在以前，这种不同规约设备的接入是通过硬件模块来实现的，本系统利用软件实现硬件的功能。
上述远程虚拟终端模块中，核心是通过仪表板，或者监控场景展示被检测设备的信息。将变电站自动化系统统一按照用户的意愿排列着多个虚拟终端仪表盘，每个显示某自动化系统采集的关键信息，每个虚拟终端界面可以缩放，可以移动换位，显示运行值班人员关注的内容，并提供丰富的虚拟终端信息定制功能。
上述远程虚拟化巡检模块中，其核心在于通过计算机画面，主动调用设备的各种被关注信息，按照重要程度，主动“推送”到管理人员面前，使得管理人员不需要到变电站设备现场，也能够完成设备的巡视工作。对于异常的状况，还能够自动记录和上报，免除了管理人员为异常处理所进行的各种工作。
上述就地设备自动登入登出模块中，其核心在于分析并且记录各种服务器设备的登陆模式，结合系统的功能权限认证和设备权限认证，建立用户、设备、登陆者之间的匹配关系，并利用服务器设备的底层通信规则，向服务器发送锁屏和解屏的指令。从而有效地避免了安全风险。
上述规约自适应接入中模块，其核心在于基于电力自动化通讯规约的特征码，自动识别并完成各种规约的转换，以便以一种统一的形式处理各种规约。当不同厂商的设备与本系统对接时，可自动识别该厂商设备所使用规约，自动加载并配置该规约。免去了繁杂的人工配置，降低系统布署成本，避免因配置出现错误导致系统无法正常运行。
 
无人值班变电站远程集中监管平台的实施，不仅使得KVM over IP和互联网等技术在电力系统中得到具体实现，而且其优势在电力系统的系统管理上也得到了充分体现：
（1）单点技术管理过渡到全面集中管理
各级别变电站以及各类设备的数量日益增加，，对变电站管理提出了更高的要求。采用了远程集中监管平台后，管理方式由原来的每台台变电站设备一套鼠标键盘显示器的单点技术管理过渡到了只需要一个控制终端就可以管理全局变电站设备的全面集中管理的方式。
（2）普通系统管理过渡到安全系统管理
健全了操作授权管理机制：在目前的管理模式中，参与管理的技术人员的授权管理机制不健全，大多数系统管理是建立在对管理人员基本的信任基础上，但客观上是不科学的。而采用了集中控制管理软件后，可以对每个用户的管理和操作权限进行详细的划分，按照不同管理人员职责设定不同的管理权限，遵循“权限最小”原则，提高了系统安全性。
（3）区域本地管理过渡到远程控制管理
在电力企业普遍采用开放IT构架的今天，管理上的孤岛现象依旧是普遍存在的，并且是影响电力企业信息化系统技术支持能力的一个主要原因，这主要是没有全面解决远程技术支持问题。采用了这套平台之后，就解决了远程控制管理的问题。
（4）“被动”系统监控管理过渡到“主动”系统监控管理
目前中心的技术支持人员在很多时候扮演的是一个救火队员的角色。当分布在各变电站的网络、工作站或者应用出现各种突发故障时，技术人员必须快速地发现并解决问题，否则生产业务就会受到影响，甚至会产生严重的后果。由于有太多潜在的随机因素会影响业务的可用性和性能，系统维护人员不得不以“问题驱动”的方式来开展工作，在管理系统的同时也被系统所管理，很难确保整个业务系统的“服务等级”或“服务品质”。造成这一问题的原因是对系统实施监控管理的方式滞后。传统的系统监控管理工具一般采用“被动式”工作模式：监测各种系统的特征参数，根据监控管理策略（Policy）对情况做出判断和处理。显然，“出现问题后再解决”是很难适应“业务关键型”要求的。     解决该类问题的途径就是引入智能化的手段，从而能够“主动”地监控管理系统。而引入了远程运维系统后，管理人员随时都可以监控被管理的服务器，一但发现问题就可以通过远程管理来马上解决，从而保障了调控中心业务的正常运作。
远程运维系统主站硬件主要包括应用服务器、数据库服务器和认证服务器3个部分，部署在市公司调度中心机房。在应用服务器上运行基于C/S架构的远程运维服务，数据库服务器上运行DB2数据库，认证服务器上运行用户身份认证服务。
系统中的远程运维设备主要有IP-Based KVM Server和IP-Based KVM Client。IP-Based KVM Server部署在市公司调度中心机房，在接入监控的变电站中部署IP-Base KVM Client设备，KVM Server与KVM Client之间通过光纤专网连接，形成从调度中心到各个变电站的带外远程运维网络。变电站中的综合自动化系统、交换机、远程电源管理、后台保护装置、视频监控将接入IP-Base KVM终端，实现对这些设备与系统的远程维护。
通过控制主台登陆远程运维系统需通过物理安全认证装置，保证了操作安全，规范运维人员的操作行为，保证自动化系统安全可靠运行。
应用远程电源管理装置对变电站监控主站、交换机等设备进行电源管理，当主站系统出现宕机情况时，可通过远程电源管理重启服务器，大大提高了问题的响应速度，降低维护成本，降低了人员无谓的劳动强度。
在图二所示的软件架构图中,
视图层主要以ExtJs结合JSP来实现。在展现方式上，通过CSS来规范页面样式。控制层用Struts框架来实现与页面的控制流转。业务逻辑层由一系列Service组成，主要进行业务处理，每个Service是一组紧密关联的业务功能，这些业务功能调用数据服务层接口完成持久化。
业务逻辑层关心业务逻辑。设计成线程安全，且是单实例模式，用JavaBean来实现。
数据访问层主要负责访问关系数据库等数据源，并把数据转换为Java对象供应用程序使用。这里通过ibatis与数据库进行交互，用JavaBean定义数据对象，并结合spring框架实现对数据的访问与操作。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1. 一种无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法，其特征在于：
所述集约化管控系统包括：
远程虚拟化终端：用于实现无人值班变电站自动化系统的远程仿真，以及远程对变电站自动化系统进行软、硬件的启停；
远程虚拟化巡视模块：用于模拟值班人员按预设的轮巡计划巡视整个变电站自动化系统；在巡视过程中，自动将被巡视设备的状态信息实时通过所述远程虚拟化终端的显示器显示；对于巡视过程中的异常状况，控制所述远程虚拟化终端进行声光告警；同时对被巡视设备的状态信息写入轮巡日志；
规约自适应接入模块：用于在远程管控变电站自动化系统中的多个采用不同的通讯规约的设备时，根据各通讯规约中的特征码，自动识别各种通讯规约并将各种通讯规约的转换成一种通讯规约；
所述集约化管控系统的工作方法包括：
远程虚拟化终端通过远程虚拟化巡视模块巡视整个变电站自动化系统；在巡视过程中，自动将被巡视设备的状态信息实时通过所述远程虚拟化终端的显示器显示；当发现变电站自动化系统中的设备异常时，通过所述远程虚拟化终端远程对相应的设备进行软、硬件的启停，即实现远程管控；同时对被巡视设备的状态信息写入轮巡日志；
在进行所述远程管控时，对多个采用不同的通讯规约的设备，根据各通讯规约中的特征码，自动识别各种通讯规约并将各种通讯规约的转换成一种通讯规约，然后进行软、硬件的启停。
2.根据权利要求1所述的无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法，其特征在于：所述远程虚拟终端模块适于将变电站自动化系统的物理设备，虚拟成计算机上的模拟设备，监测得的所述物理设备的各种数据直接通过显示器显示。
3.根据权利要求1所述的无人值班变电站自动化系统的远程管控系统的工作方法，其特征在于：所述集约化管控系统还包括：就地设备自动登入登出模块，该模块将Windows系统中的Isa私密文件植入被管控的就地设备中，并使用标准的256位SSLv3技术加密所述被管控的就地设备的键盘和鼠标信号，通过与所述Isa私密文件进行通信，实现就地设备的自动登录。
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