CN103107601A - 物联网智能电网运维系统 - Google Patents

Abstract

一种物联网智能电网运维系统，包括前端一体化监测设备、供电设备、监控主机、监控中心；监控主机负责接收前端监测设备发回的采集数据，并对接收到的数据进行过滤、暂存、上传到监控中心的数据库服务器，同时负责接收、解析、分发监控中心发布的指令；监控中心的数据库服务器、流媒体服务器、应用服务器均通过无线网关与监控主机进行通讯，应用终端上运行物联网智能电网运维平台，该平台包括电子地图模块、监控报警模块、设备故障报警模块、报警联动模块、设备管理模块、统计分析模块。本发明的优点在于：体积小、重量轻、安装方便、超低功耗、自动化、智能化程度更高。

Description

物联网智能电网运维系统

技术领域

本发明涉及物联网领域，具体是一种物联网智能电网运维系统。

背景技术

目前国内主要利用数字视频压缩技术、远距离GPRS/CDMA/3G/WIFI无线通讯技术、低功耗技术及太阳能新能源技术等实现对高压输变电线路/塔基情况进行在线实时监测，既能支持告警实时抓拍图片，也能支持实时视频。同时通过自身太阳能供电，完成全天候工作，达到实时监控的效果。

这些产品虽然很好地满足了当前的高压输电线路、塔基安全等故障监控与故障报警的监控实际需求，提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平，但是其自动化程度较低、智能化程度不高、互动性较差，无法从根本上解决大跨距输电线路巡检、检修、安全监控等的实际应用需要，无法从根本上满足当前智能电网后续发展与建设要求。

目前市场在用产品总起来说有以下问题：首先，产品可靠性差，据南方电网2011年5月对2008年至2010年底安装的产品进行统计，产品在线运行率不足40%；其次，产品功能实用化程度不高，如应用量较大的覆冰在线监测，通过测量导线及金具在覆冰状况下的拉力来分析导线的覆冰状况，从原理上来说是完全可行的，但由于各厂家覆冰计算模型不统一，造成计算误差过大，产生误报警等现象；第三，设备体积、重量过大，造成现场安装、维护困难，设备重量普遍达到50㎏以上。

针对目前市场产品存在的问题，有必要提供一种满足实际应用的物联网智能电网运维系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具备体积小、重量轻、安装方便、超低功耗、自动化、智能化程度更高等优点的物联网智能电网运维系统。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种物联网智能电网运维系统，包括前端一体化的监测设备、供电设备、监控主机、监控中心；

供电设备对各监测设备和监控主机供电；

监控主机负责接收前端监测设备发回的采集数据，并对接收到的数据进行过滤、暂存、上传到监控中心的数据库服务器，同时负责接收、解析、分发监控中心发布的指令；

所述监控中心包括数据库服务器、流媒体服务器、应用服务器以及应用终端，所述数据库服务器、流媒体服务器、应用服务器均通过无线网关与所述监控主机进行通讯，所述应用终端上运行物联网智能电网运维平台，该物联网智能电网运维平台包括电子地图模块、监控报警模块、设备故障报警模块、报警联动模块、设备管理模块、统计分析模块。

具体的，所述电子地图模块将用户各实际线路的具体情况虚拟出来，电子地图模块主要包括线路运行状态预览单元、地图监控单元、图层控制单元、属性查询单元。

具体的，所述监控报警模块主要包括警情处理单元、报警数据导出单元、报警信息定位单元、报警信息查询单元。

具体的，所述设备故障报警模块主要包括故障处理单元、故障数据导出单元、故障设备定位单元、故障信息查询单元。

具体的，所述报警联动模块是指当前端监测数据超过用户设置的上限或者下限阀值时，系统将启动对应的报警通知功能；包括监控中心的声光报警通知、移动设备报警通知；

当包括监控中心的声光报警通知时，需要在监控中心安装声光报警设备；

监控中心的声光报警通知是指所述监控主机在接收到各监测设备的数据后，首先进行干扰数据过滤，然后对经过过滤的数据与监控中心下发的上下线阀值进行对比，对于正常数据以常规数据发送到监控中心，对于越界数据，则以报警数据包的形式发回给监控中心，监控中心对接收到常规数据直接做入库保存操作，对报警数据则在做入库保存的同时启动对应的声光报警设备；

移动设备报警通知是指监测主机在判断出越界数据后直接通过无线网络的方式将告警信息直接发送到用户预设的各种移动终端设备，同时可根据客户需要，提供移动终端设备的警情接收、远程查看功能。

具体的，所述设备管理模块实现对接入系统的设备进行统一的管理、配置和维护，并对设备运行工作状态进行实时监控，显示设备运行状态、故障原因，并能远程设置前端设备的运行参数，主要包括设备信息单元、设备配置单元、监测点位单元、设备监控单元、故障维护单元。

具体的，所述统计分析模块包括设备在线率统计单元、设备故障统计单元、报警数据统计单元，所述统计分析模块的实现流程如下：

步骤1：在查询条件区域点击选择或者手动输入查询条件；

步骤2：将选择的条件作为参数进行统计分析；

步骤3：将统计结果显示在报表控件中，用户根据需要选择显示方式。

本发明的优点在于：

1、自动化，通过在线监测设备，能够监测输电线路实时运行状态，利用无线网络来传递数据信息，能够及时、快速地发现、诊断和消除故障隐患，提高电网运行的可靠性；同时将故障信息、报警信息与专家库数据进行比对，继续自动判断、自动预警。

2、互动化，在先进的信息化技术下实现人机交互的实时性和数据的完整性，实现与前端各数据采集设备的互动。

3、智能化，通过对空间数据统计和分析，并与专家知识库进行对比，为用户提供输电线路的总体情况，如塔杆分布、险情布等；输电线路运行状态的智能化监控能够降低输电成本，优化输电网络运行条件，充分发挥现有输电线路的效率；提高电力系统稳定水平，促进智能电网的发展和互联；实现状态评估、故障诊断、状态检修和风险预警，实现对线路运行状态的可控、能控和在控。

4、重量轻、体积小 产品重量轻、体积小，有利于现场安装、施工方便。

附图说明

图1是本发明的硬件结构原理框图。

具体实施方式

请参阅图1所示，物联网智能电网运维系统包括前端一体化监测设备、风光互补供电设备、监控主机、监控中心。

所述前端一体化监测设备包括一体化高清摄像机、微气象监测设备、温湿度传感器、导线张力、应力传感器等数据采集设备；前端监测设备既可独立使用，也可以配合使用，已达到对输电线路状态监测的需要。当然，前端一体化监测设备不仅仅局限于上述设备，可以根据需要进行扩展。

风光互补供电设备：风光互补供电设备包括太阳能电池板、风力发电机、高性能蓄电池，太阳能电池板和风力发电机对高性能蓄电池进行浮充充电，然后由蓄电池对各前端监测设备和监控主机供电。高性能蓄电池在一次充电情况下可以连续供电15天以上，以保证对输电线路运行状态的不间断、实时数据采集。

监控主机：监测主机负责接收前端监测设备发回的采集数据，并对接收到的数据进行过滤、暂存、上传到监控中心的数据库服务器，同时负责接收、解析、分发监控中心发布的指令，达到对远端设备的控制能力。

所述监控中心包括数据库服务器、流媒体服务器、应用服务器以及应用终端。可选择的，所述监控中心还可以包括声光报警装置。所监控中心的所有设备通过无线网关与所述监控主机进行通讯，当应用声光报警装置时，声光报警装置也通过无线网关与所述监控主机进行通讯。所述应用终端上运行物联网智能电网运维平台，该软件平台是本项目物联网智能电网运维系统的核心平台，该物联网智能电网运维平台包括电子地图模块、监控报警模块、设备故障报警模块、报警联动模块、设备管理模块、统计分析模块。

所述电子地图模块利用已经成熟的GPS、GIS等技术将用户各实际线路的具体情况虚拟出来，是数据动态化、立体化的具体应用体现，令用户有身临其境之感。电子地图模块主要包括线路运行状态预览单元、地图监控单元、图层控制单元、属性查询单元等。

所述线路状态预览单元是根据用户选择在电子地图上加载指定的线路，用户可以很直观的了解到各条线路的实时允许情况；并以不同颜色来区分各线路中不同点位的允许状态信息。同时右击线路可以查看当前线路实时允许情况、历史运行记录与维护记录；单击具体线路中的各个点位可以对当前点位中的点位信息、设备信息、设备状态、设备维护记录等信息进行查看；对于可以进行交互的设备，可与前端设备进行交互，比如前端的相机，可以对其中的云台进行控制、可以对设备启用与否进行控制（考虑到功耗问题，对应功耗过高的设备，只在指定的时间段内启用，或者后台手动启动）。

所述地图监控单元是在电子地图上直接浏览到各线路的允许状态。

所述图层控制单元用来选定或去除电子地图中的图层信息，以方便其他单元进行查询。去除的图层在电子地图中不再显示。通过勾选/去掉勾选切换来动态加载用户关注的图层。图层是指电子地图中的各种图表，比如相机、张力传感器、拉力传感器、前端监测主机、微气象传感器等。

所述属性查询单元分为属性查询和空间查询。属性查询是指输入查询条件，将查询出符合条件的各线路与设备，在列表中显示设备的状态，可以对每个设备记录查看详细信息和定位设备空间位置。空间查询是指在电子地图上根据选定图层，从空间角度查询线路、设备等的信息。

同时电子地图模块提供常规的鹰眼、平移、放大/缩小、漫游、、图表清理、全图显示等功能。

所述监控报警模块主要包括警情处理单元、报警数据导出单元、报警信息定位单元、报警信息查询单元。

所述警情处理单元的具体执行过程是：单击处于报警状态的线路或者设备，可以对报警信息进行处理，包括录入处理的具体方式与内容、处理时间、处理人、处理结果等，右击警情可以查看报警的具体内容、状态等信息。

所述报警数据导出单元的具体执行过程是：选择需要导出的报警信息，可以将这些信息导出到Excel中，以便运维人员进行进一步的分析处理。

所述报警信息定位单元的具体执行过程是：右击处于报警状态的信息可以在电子地图中定位当前报警信息所在线路及具体位置，以便直观的查看当前线路及设备所处的位置与环境信息。

所述报警信息查询单元的具体执行过程是：根据查询分类(线路、设备、状态)及相关查询条件（未作标识项均为可选）进行查询，支持模糊、组合查询。查询结果显示在报警和故障记录列表中，单击每条记录，查看报警和故障详情。

所述设备故障报警模块主要包括故障处理单元、故障数据导出单元、故障设备定位单元、故障信息查询单元。

所述故障处理单元的具体执行过程是：单击处于故障状态的线路或者设备，可以对故障信息进行处理，包括录入处理的具体方式与内容、处理时间、处理人、处理结果等。右击故障设备可以查看故障的具体内容、查看历史状态信息、历史维护信息等。

故障数据导出单元的具体执行过程是：选择需要导出的报警与故障信息，可以将这些信息导出到Excel中，以便运维人员进行进一步的分析处理。

故障设备定位单元的具体执行过程是：右击故障设备可以在电子地图中定位当前设备，以便直观的查看当前设备所处的位置与环境信息。

故障信息查询单元的具体执行过程是：根据查询分类(线路、设备、状态)及相关查询条件（未作标识项均为可选）进行查询，支持模糊、组合查询。查询结果显示在故障记录列表中，单击每条记录，查看故障详情。

所述报警联动模块是指当前端监测数据超过用户设置的上限或者下限阀值时，系统将启动对应的报警通知功能；包括监控中心的声光报警通知、移动设备报警通知等。当包括监控中心的声光报警通知时，需要在监控中心安装声光报警设备，。当包括移动设备报警通知时，需要有与监控主机进行无线通讯的移动终端设备，如手机。

监控中心的声光报警通知是指所述监控主机在接收到各监测设备的数据后，首先进行干扰数据过滤，然后对经过过滤的数据与监控中心下发的上下线阀值进行对比，对于正常数据以常规数据发送到监控中心，对于越界数据，则以报警数据包的形式发回给监控中心，监控中心对接收到常规数据直接做入库保存操作，对报警数据则在做入库保存的同时启动对应的声光报警设备。

移动设备报警通知是指监测主机在判断出越界数据后直接通过无线网络的方式在前端或者后端将告警信息直接发送到用户预设的各种移动终端设备，同时可根据客户需要，提供手机等移动终端设备的警情接收、远程查看功能。

所述设备管理模块实现对接入系统的设备进行统一的管理、配置和维护，并对设备运行工作状态进行实时监控，显示设备运行状态、故障原因，并能远程设置前端设备的运行参数，以便于维护人员实时掌握设备工作情况。主要包括设备信息单元、设备配置单元、监测点位单元、设备监控单元、故障维护单元。

所述设备信息单元的具体执行过程是：：设备查询、设备基本信息的管理维护；设备相关其他信息的管理，包括：设备厂商管理、设备报警通知人员管理、设备部件信息管理。

设备配置单元包括：设备新增向导功能，用户输入设备编号、设备名称、设备类型、所属机构、安装点位即可快速接入一个设备。

监测点位单元包括：点位查询导出、点位信息管理；点位所属线路、线路信息管理。；

设备监控单元包括：设备信息查询、导出；设备工作状态（状态、状态更新时间）实时监控；设备详细状态（服务器网络情况、状态详情）；设备参数的获取、设置；设备校时、重启、抓拍等设备远程控制操作。

故障维护单元包括：设备故障查询、导出；故障处理操作（提交维护、无需维护）；新增设备故障；设备维护单查询、导出；维护单新增、分派（重新分派）、处理（维护完成、退回维护、延期维护）、关闭操作；维护单维护情况统计。

所述统计分析模块包括设备在线率统计单元、设备故障统计单元、报警数据统计单元。

所述统计分析模块的实现流程如下：

步骤1：在查询条件区域点击选择或者手动输入查询条件，查询条件包括：线路编号、线路名称、点位、报警类型、设备状态、设备编码、设备名称等条件进行查询；

步骤2：将选择的条件作为参数进行统计分析；

步骤3：将统计结果显示在报表控件中，用户可根据需要选择饼状图、柱状图、折线图等显示方式。

通过在线率统计单元，可以在查询权限下统计设备的在线率数据，并通过报表控件显示统计结果。

通过设备故障统计单元，可以在查询权限下统计设备的故障状况，并通过报表控件显示统计结果。

通过报警数据统计单元，可以在查询权限下根据线路、点位、报警类型等统计报警数据，并通过报表控件显示统计结果。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物联网智能电网运维系统，其特征在于：包括前端一体化的监测设备、供电设备、监控主机、监控中心；

供电设备对各监测设备和监控主机供电；

监控主机负责接收前端监测设备发回的采集数据，并对接收到的数据进行过滤、暂存、上传到监控中心的数据库服务器，同时负责接收、解析、分发监控中心发布的指令；

所述监控中心包括数据库服务器、流媒体服务器、应用服务器以及应用终端，所述数据库服务器、流媒体服务器、应用服务器均通过无线网关与所述监控主机进行通讯，所述应用终端上运行物联网智能电网运维平台，该物联网智能电网运维平台包括电子地图模块、监控报警模块、设备故障报警模块、报警联动模块、设备管理模块、统计分析模块。

2.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述监测设备包括一体化高清摄像机、微气象监测设备、温湿度传感器、导线张力、应力传感器，各前端监测设备独立使用或者配合使用。

3.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述供电设备为风光互补供电设备，所述风光互补供电设备包括太阳能电池板、风力发电机、高性能蓄电池，太阳能电池板和风力发电机对高性能蓄电池进行浮充充电，然后由蓄电池对各前端监测设备和监控主机供电。

4.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述电子地图模块将用户各实际线路的具体情况虚拟出来，电子地图模块主要包括线路运行状态预览单元、地图监控单元、图层控制单元、属性查询单元。

5.如权利要求4所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述线路状态预览单元是根据用户选择在电子地图上加载指定的线路，并以不同颜色来区分各线路中不同点位的允许状态信息，同时右击线路查看当前线路实时允许情况、历史运行记录与维护记录；单击具体线路中的各个点位对当前点位中的点位信息、设备信息、设备状态、设备维护记录信息进行查看；对于可以进行交互的设备，能够与前端的监测设备进行交互；

所述地图监控单元是在电子地图上直接浏览到各线路的允许状态。

所述图层控制单元用来选定或去除电子地图中的图层信息，去除的图层在电子地图中不再显示；

所述属性查询单元分为属性查询和空间查询，属性查询是指输入查询条件，将查询出符合条件的各线路与设备，在列表中显示设备的状态，能够对每个设备记录查看详细信息和定位设备空间位置，空间查询是指在电子地图上根据选定图层，从空间角度查询线路、设备的信息。

6.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述监控报警模块主要包括警情处理单元、报警数据导出单元、报警信息定位单元、报警信息查询单元。

7.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述设备故障报警模块主要包括故障处理单元、故障数据导出单元、故障设备定位单元、故障信息查询单元。

8.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述报警联动模块是指当前端监测数据超过用户设置的上限或者下限阀值时，系统将启动对应的报警通知功能；包括监控中心的声光报警通知、移动设备报警通知；

当包括监控中心的声光报警通知时，需要在监控中心安装声光报警设备；

监控中心的声光报警通知是指所述监控主机在接收到各监测设备的数据后，首先进行干扰数据过滤，然后对经过过滤的数据与监控中心下发的上下线阀值进行对比，对于正常数据以常规数据发送到监控中心，对于越界数据，则以报警数据包的形式发回给监控中心，监控中心对接收到常规数据直接做入库保存操作，对报警数据则在做入库保存的同时启动对应的声光报警设备；

移动设备报警通知是指监测主机在判断出越界数据后直接通过无线网络的方式将告警信息直接发送到用户预设的各种移动终端设备，同时可根据客户需要，提供移动终端设备的警情接收、远程查看功能。

9.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述设备管理模块实现对接入系统的设备进行统一的管理、配置和维护，并对设备运行工作状态进行实时监控，显示设备运行状态、故障原因，并能远程设置前端设备的运行参数，主要包括设备信息单元、设备配置单元、监测点位单元、设备监控单元、故障维护单元。

10.如权利要求1所述的物联网智能电网运维系统，其特征在于：所述统计分析模块包括设备在线率统计单元、设备故障统计单元、报警数据统计单元，所述统计分析模块的实现流程如下：

步骤1：在查询条件区域点击选择或者手动输入查询条件；

步骤2：将选择的条件作为参数进行统计分析；

步骤3：将统计结果显示在报表控件中，用户根据需要选择显示方式。

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