CN103199628A - 一种基于osga网格技术的电力设备实时监测系统 - Google Patents

一种基于osga网格技术的电力设备实时监测系统 Download PDF

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张小坚
刘刚
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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，该系统包括智能终端装置、辅助监测装置、数据分级冗余存储装置和智能信号采样装置，所述智能终端装置通过串口或以太网接口与智能信号采样装置和辅助监测装置连接；辅助监测装置对智能信号采样装置收集到的电力设备数据进行汇集并存储在数据分级冗余存储装置中；数据分级冗余存储装置对不同的信息分类存储，数据分级冗余存储装置与智能终端装置连接。本发明采用OSGA网格技术解决监测系统分散、接入困难等问题，形成统一整体，实现变电站各设备的监测。

Description

一种基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统
 
技术领域
本发明涉及一种电力设备实时监测系统，具体地说是一种基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统。
背景技术
随着变电站无人值班应用和推广，及电网的智能化应用增加，变电站各种设备的集中监控变得越来越重要。已有的在线监测及辅助设备监控系统是对变电站内部分辅助设备（消弧线圈、蓄电池等）已建有专业的管理系统，使得部分辅助设备（SF6、开关温度等）就地孤立运行。因此还有大量的设备运行状态信息未能采集利用，对这些设备运行状况判断需靠人员定期到变电所现场进行检查、检测，而验检出设备缺陷的灵敏度和有效性较低。由于变电站运行管理没有构建一套统一的实时监测装置，来满足对各种设备数据进行实时监测管理，因而不能及时判断设备的性能和评价设备情况，提前计划和准备预案，降低发生事故的概率。
发明内容
为了便于运行人员及时发现各种设备存在的问题，方便管理人员对各种设备信息进行统计分析，判断设备的性能和评价设备情况，提前计划和准备预案，降低发生事故的概率。本发明的目的是提供一种基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，该系统采用OSGA网格技术解决监测系统分散、接入困难等问题，形成统一整体，实现变电站各设备的监测。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，其特征在于：该系统包括智能终端装置、辅助监测装置、数据分级冗余存储装置和智能信号采样装置，所述智能终端装置通过串口或以太网接口与智能信号采样装置和辅助监测装置连接；辅助监测装置对智能信号采样装置收集到的电力设备数据进行汇集并存储在数据分级冗余存储装置中；数据分级冗余存储装置对不同的信息分类存储，数据分级冗余存储装置与智能终端装置连接。
本发明中，所述智能终端装置设有电力设备监测的数据和信息的实时显示器。所述辅助监测装置以对设备状况进行诊断，并根据数据进行定时统计，生成报表导出；并对异常信息进行报警提示。数据分级冗余存储装置对告警信息、状态信息、监测数据、统计信息进行分类存储。所述智能信号采样装置对各种电力设备的数据进行变频采集。
开放网格服务体系结构(OGSA)是以服务为中心的“服务结构”。服务是指具有特定功能的网络化实体，它具有更广的含义，可将各种计算资源、存储资源、网络、程序、数据库等等都列为服务。本发明的总体思想是采用OSGA网格技术对各种资源进行有效整合，实现分层存储、分级应用策略对诸多数据进行分类和汇总，针对各种人员和角色提供差异化服务。利用Web Service统一接口和数据交换格式。平台接入所有变电站辅助监测设备，融合视频监控系统、统一认证平台、生产PMS系统、电能质量统一数据平台多个资源，连成一个逻辑整体，最终实现在这个虚拟环境下进行资源共享和协同工作。
本发明的有益效果是：
1、系统的统一集成：系统接入所有变电站在线监测及辅助设备监控系统，以变电站为单位，实现全站辅助设备的集中采集，实现信息共享，提供统一集成服务。
2、坚强的分层式部署架构：平台采用SOA将涉及诸多的资源都抽象为服务，利用Web Service统一接口和数据交换格式，通过服务间的组合和交互形成全面完整的系统应用。各服务间各自独立，分层部署，完全松耦合，各服务可独立升级和维护，不影响其他功能的应用。
3、变电站轮询运行监测：变电站轮询采用图形方式全面显示某一变电站内所有设备的主要运行指标、告警情况、设备运行状况等，以自动轮换的方式显示各站的运行信息。轮询的规则（变电站列表，按告警等级轮询，按告警数量轮询，间隔时间等）可配置。运行人员可通过变电站轮询完成变电站设备巡检，通过图形化的变电站设备图及时发现异常和告警。
4、数据分级冗余存储：为保证数据安全，所有数据都冗余存储在智能终端和主站系统。同时考虑到系统资源的有效利用，所有的数据都分类采集、分类压缩、分类同步。数据存储按实时表、24小时表、历史表表存储，针对不同的信息（告警、状态、监测数据）分类采集，采用不同的采集策略各变电站智能终端和辅助监测系统均可独立运行，任何一端的故障不影响其他节点使用。
5、在变电在线监测领域提出了动态变频采集方式，通过智能分析监测信息、识别异常状态，动态调整智能辅助监测终端的信息采集频率和数据存储密度，优化了信息采集机制。
6、全景智能告警策略，通过基于综合信息的自适应阈值判断、基于平滑异同移动平均线的趋势分析、同类设备相同指标的差异显著性检验等方法，提高了设备状态预警的有效性。 
7、虚拟现场故障分析机制，通过主站系统的第三方应用嵌入平台和智能辅助监测终端的透明传输代理服务，实现了设备监测专业分析工具对站内监测装置进行远程配置、数据分析的功能，提高了设备缺陷、故障诊断的及时性和便利性。
附图说明
图 1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
一种基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，该系统包括智能终端装置1、辅助监测装置2、数据分级冗余存储装置3和智能信号采样装置4，智能终端装置1通过串口5与智能信号采样装置4和辅助监测装置2连接；辅助监测装置2对智能信号采样装置收集到的电力设备数据进行汇集并存储在数据分级冗余存储装置3中；数据分级冗余存储装置3对不同的信息分类存储，数据分级冗余存储装置3与智能终端装置1连接。
在智能终端装置中，支持串口(RS-232,RS-485)和以太网接口RJ45(10/100Mbps)。智能终端装置通过建立监测指标内部标识和映射表，统一和规格化各监测指标；通过提供数据同步和上传服务，为其他高级应用提供站内各监测设备的数据和信息；通过提供Web应用服务，可以在站内或远端进行统一数据查询和设备运行状态监视；通过软、硬件看门狗实现智能辅助监测终端的正常连续运行，保障稳定的设备数据采集；通过软件的自动升级服务，保证智能辅助监测终端最新的软件版本。 变电站智能终端以工控机为载体，部署于变电站内。变电智能终端通过部署设备ADP服务和配置设备规约库进行各监测设备的接入和数据采集，汇总和保存数据并提供Web应用。设备规约库是变电站各厂家的监测设备通信规约的集合，可动态的增加和修改。在变电站智能终端收到或者准备下发消息给监测设备时，设备ADP服务根据预先配置的设备型号和变电站信息在规约库中进行规约查找，匹配到规约后进行消息拆分或封装，实现与设备的通信。对采集数据进行分析，对数据有异常变化的情况（设备产生告警，数据在预先设定范围之外，数据变化率超过预先设定值）动态变化采集频率。
各变电站的数据汇集到辅助监测装置，由辅助监测装置统一存储、汇总和统计。它汇总所有变电站的监测数据，对各个变电站或地区的数据进行统计，提供统一的Web访问入口，针对不同的角色（运行人员、检修人员、管理人员）提供定制的访问页面，也可通过辅助监测系统追溯到某一变电站查看更详细的采集数据。它提供各种专业的专家系统，实现监测数据的专家分析和诊断。变电站智能终端调用辅助监测系统的状态汇集服务进行数据汇总，并抽取专家系统所需的数据单独存放。专家系统是针对特定的某类设备进行专项的数据分析，通过特定的算法得出设备运行状态、设备性能情况等定性和定量的指标，用以对设备健康状况进行诊断。辅助监测系统根据汇总的数据进行定时统计，可生成报表导出。对告警和异常信息通过Web页面自动弹出告警框、短信发送、邮件发送提醒的方式通知相关人员。
在数据分级冗余存储装置中，数据存储按实时表、24小时表、历史表表存储，针对不同的信息（告警、状态、监测数据）分类采集，采用不同的采集策略。告警信息、状态信息、监测数据、统计信息分类存储，分类汇总。各站点独自保存采集数据，状态信息和告警数据实时汇总到省/市平台，历史数据和统计信息定期与省/市平台进行同步。省/市平台可追溯查看变电站的采集数据。针对不同的角色提供不同的应用画面，为实际应用提供方便，为特定的专职和专家人员提供专门的功能访问接入点，方便特定应用需求，各变电站智能终端和市平台均可独立运行，任何一端的故障不影响其他节点使用。
在智能信号采样装置中，为解决信号采集的各种问题和困难，需要建立一种智能信号变频采集方法，来实现对各种单个或多个设备进行统一的数据采集。它支持各种通信接口，构建通信规约库，支持自动加载通信规约实现与设备的交互。对每台设备可配置不同的采集频率，采集任务可自动或人工触发。实现根据信号变化情况动态变化采集频率，数据没有变化时降低采样频率，在发生告警、故障和在数据超过设定阀值或变化率时，自动高频采集数据。针对MODBUS、CDT等各种通信规约，以及嵌套规约、条件判断规约、连续多报文等方式进行自动适应和采集。对采集的数据进行分类处理，告警信息实时触发采集和展现，监测数据智能解析，对单设备不同类信号、多设备混合信号的分类解析等进行智能处理。根据实现智能化的数据采集各功能要求，把智能信号采集分为设备通信插件、设备适配器、状态管理模块、告警管理模块、任务管理模块、排他管理模块。
本发明工作过程如下：
（1）实现设备的动态扩展接入，通过Web界面对设备的参数进行配置完成设备接入。
（2）设备数据接入后进行分级存储，分类汇总统计，利用监测数据和事件信息，可以组织专家在远程（Web界面）进行告警和故障分析诊断。
（3）监测数据按分级存储，按数据类型和应用特性分类存储，实现不同层面和不同人员关注不同的信息。同时各级数据可自上而下进行追溯。

Claims (5)

1.一种基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，其特征在于：该系统包括智能终端装置、辅助监测装置、数据分级冗余存储装置和智能信号采样装置，所述智能终端装置通过串口或以太网接口与智能信号采样装置和辅助监测装置连接；辅助监测装置对智能信号采样装置收集到的电力设备数据进行汇集并存储在数据分级冗余存储装置中；数据分级冗余存储装置对不同的信息分类存储，数据分级冗余存储装置与智能终端装置连接。
2.根据权利要求1所述的基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，其特征在于：所述智能终端装置设有电力设备监测的数据和信息的实时显示器。
3.根据权利要求1所述的基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，其特征在于：所述辅助监测装置以对设备状况进行诊断，并根据数据进行定时统计，生成报表导出；并对异常信息进行报警提示。
4.根据权利要求1所述的基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，其特征在于：所述数据分级冗余存储装置对告警信息、状态信息、监测数据、统计信息进行分类存储。
5.根据权利要求1所述的基于OSGA网格技术的电力设备实时监测系统，其特征在于：所述智能信号采样装置对各种电力设备的数据进行变频采集。
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