CN103441571A - 一种变电站一体化监控系统信息平台 - Google Patents

Abstract

一种变电站一体化监控系统信息平台，涉及对配电网络情况提供远距离指示以及对配电网络中的开关装置进行远距离控制的电路装置，尤其涉及一种用于智能变电站的一体化监控系统信息平台，包括一体化信息平台和站控层高级应用模块，一体化信息平台包括应用无关的图形基系统，基于统一建模技术的实时数据库，数据归一化模块，数据校验模块，数据服务模块，文件服务模块和历史库存储服务模块，站控层高级应用包括图模库一体化模块，源端维护模块、一次设备状态可视化模块和一键式顺控模块。通过将各类子系统功能整理融合，在统一平台上进行数据结构重构，提高了数据利用率和互动性，提高系统的可靠性、集成性及维护性，便于变电站新的功能子系统的接入。

Description

一种变电站一体化监控系统信息平台

技术领域

本发明涉及对配电网络情况提供远距离指示以及对配电网络中的开关装置进行远距离控制的电路装置，尤其涉及一种用于智能变电站的一体化监控系统信息平台。

背景技术

目前，国内传统变电站信息系统结构松散，全网协调调控水平低。虽然电网的局部自动化程度在不断提高，但是现有各应用系统都是基于本业务或本部门的需求，互相之间缺乏沟通和协作，彼此相对独立，存在信息采集不同步且“各自为政”、信息格式和通信规约没有统一规范等问题，造成信息资源分散，横向不能共享，纵向贯通困难。在全网范围内，尚未建成一体化的电网信息模型和共享支撑平台，难以实现大电网电源、电网和用户资源的一体化分级互动协调控制。

针对这些传统变电站研制的信息系统的技术水平已远远不能满足智能电网数据量大、实时性强、准确性高的特点。现阶段，国内一些厂家在某些智能变电站试点中有所尝试，但是没有建立统一的标准化模型，各个信息源接入比较混乱。国内尚没有统一的一体化平台标准。现有变电站站控层系统缺乏统一设计标准和有效的信息整合，无法实现变电站全景数据平台，变电站内“信息孤岛”现象及系统的异构化程度日趋加重，信息的利用受到极大限制。

智能化变电站成为紧密联系智能电网各个层次、各个环节的关键节点，并对智能电网功能的实现起到有力的支撑作用。建成后的智能电网是可在全网范围内，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的统一坚强智能电网。

中国发明专利申请“一种智能变电站一体化信息平台”（发明专利申请号：201210018957.X公开号：CN102545387A）公开了一种智能变电站一体化信息平台，所述一体化信息平台与调度数据网和间隔层设备进行通信，并接收综合数据网的数据，所述综合数据网的数据通过综合系统传输到所述一体化信息平台；所述一体化信息平台设置服务器单元。该发明的目的是解决现有的智能变电站站控层信息分立,子系统与设备过多的问题，使智能变电站站控层设备配置更加紧凑与合理。然而，该发明专利申请的技术方案并未涉及一体化监控系统平台体系架构、规约转换和数据校验，以及IEC61850数据统一建模等一体化监控系统平台的关键技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种变电站一体化监控系统信息平台，可用于为智能变电站的一体化监控系统信息管理，为智能电网功能的实现提供有力支撑。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种变电站一体化监控系统信息平台，包括基于数据与通讯服务器的一体化信息平台和若干基于一体化信息平台的站控层高级应用模块，其特征在于：

所述的一体化信息平台包括应用无关的图形基系统，基于统一建模技术的实时数据库，数据归一化模块，数据校验模块，数据服务模块，文件服务模块和历史库存储服务模块；

所述的站控层高级应用包括图模库一体化模块，源端维护模块、一次设备状态可视化模块和一键式顺控模块；

所述的一体化信息平台利用图形基系统、数据归一化模块和数据校验模块，完成数据集成和数据标准化，将变电站模型数据和变电站图形数据接入所述的实时数据库；

所述的一体化信息平台还提供基于模型的API/SQL数据存取接口和标准化通信接口；外部系统可通过所述的基于模型的API/SQL数据存取接口，访问所述的历史库存储服务模块，实现历史库存储服务；外部系统通过所述的标准化通信接口，与所述的一体化信息平台进行标准化交互，实现数据服务和文件服务；

所述的站控层高级应用模块，通过图模库一体化模块和源端维护模块，实现源端信息的输入与维护；

所述的站控层高级应用模块，通过一次设备状态可视化模块，实现全站应用功能在站控层后台的一体化配置及可视化展示，实现一次设备状态智能诊断；

所述的一键式顺控模块接收和执行监控中心、上级主站或者本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，顺序控制执行符合运行方式要求的设备控制步骤。

本发明的变电站一体化监控系统信息平台的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的站控层高级应用还包括故障告警模块,所述的故障告警模块基于对全站设备对象信息建模，对全站异常及事故情况下告警信息的信号的分类、筛选、过滤，根据告警信号之间的逻辑关联，基于多事件关联筛选机制，利用推理机技术对相关联时段内的多事件筛选推理，建立该时段内综合事件故障模型信息，在所述的一体化信息平台上实现智能故障告警功能。

本发明的变电站一体化监控系统信息平台的一种更好的技术方案，其特征在于还包括基于一体化信息平台的智能变电站辅助控制系统，所述的智能变电站辅助控制系统，通过所述的一体化信息平台，进行视频监控系统、安全防范系统、消防火灾系统、给排水系统、SF6监测系统、环境监测系统、智能照明系统和/或SCADA系统的信息共享，实现各个系统之间信息互动。

本发明的有益效果是：

本发明的变电站一体化监控系统信息平台，将各类数据集合统一建模、统一处理、统一分窗口展示，并统一上送，改变了变电站各个子系统数据采用不同编码规则、不同数据库平台所形成的若干信息孤岛。通过将原独立设置的各类子系统功能整理融合，并且在统一平台上进行必要的数据结构重构，提高了数据利用率和互动性，提高系统的可靠性、集成性及维护性。一体化平台提供规范统一的数据接口，便于变电站新的功能子系统的接入。

附图说明

图1是本发明的变电站一体化监控系统信息平台的结构示意图；

图2是一体化信息平台与变电站功能子系统和实时状态监测系统的接口示意图；

图3是基于一体化信息平台的智能故障告警、故障综合分析示意图；

图4是基于一体化信息平台的变电站设备互动功能示意图；

图5是基于一体化信息平台的智能变电站辅助控制系统的结构示意图；

图6是本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法流程图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。

本发明的变电站一体化监控系统信息平台的结构如图1所示，包括基于数据与通讯服务器的一体化信息平台100和若干基于一体化信息平台的站控层高级应用模块200。

一体化信息平台100与变电站各功能子系统300和实时状态监测系统500之间的数据接口的实施例如图2所示。一体化信息平台100作为变电站自动化系统的基础，通过规范的信息采集渠道，构建覆盖变电站各个子系统的信息资源共享体系，贯穿变电站的各个环节。一体化信息平台100融合了自动化系统、状态检测、一体化电源、保护等各个子系统，各个子系统在图2中用系统1、系统2、……、系统n表示。将反映变电站各子系统以及运行的稳、暂、动态各类数据通过统一的数据接口接入，在站端完成数据集成和数据标准化。一体化信息平台100对站控层高级应用200提供来源唯一、全面、标准的信息数据源和统一面向模型的数据接口；对变电站开放标准化的全景信息数据，实现全站应用功能在站控层后台的一体化配置及可视化展示。

一体化信息平台100将各类数据集合统一建模、统一处理、统一分窗口展示，并统一上送。标准规范的庞大数据量为高级应用创造了必要基础条件。一体化信息平台100改变了变电站各个子系统数据采用不同编码规则、不同数据库平台所形成的若干信息孤岛。将原独立设置的各类子系统功能，经过整理全部融合，在统一平台上进行必要的数据结构重构，提高了数据利用率和互动性，提高系统的可靠性、集成性及维护性。一体化信息平台100提供规范统一的数据接口，便于变电站新的功能子系统的接入。

一体化信息平台100包括应用无关的图形基系统110，基于统一建模技术的实时数据库120，数据归一化模块130，数据校验模块140，数据服务模块150，文件服务模块160和历史库存储服务模块170；

站控层高级应用模块200包括图模库一体化模块210，源端维护模块220，一次设备状态可视化模块240和一键式顺控模块250；

一体化信息平台100利用图形基系统110、数据归一化模块130和数据校验模块140，完成数据集成和数据标准化，将变电站模型数据和变电站图形数据接入实时数据库120；

一体化信息平台100还提供基于模型的API/SQL数据存取接口180和标准化通信接口190；外部系统可通过基于模型的API/SQL数据存取接口180，访问历史库存储服务模块170，实现历史库存储服务；外部系统通过标准化通信接口190，与一体化信息平台100进行标准化交互，实现数据服务和文件服务；

站控层高级应用模块200，通过图模库一体化模块210和源端维护模块220，实现源端信息的输入与维护；

站控层高级应用模块200，通过一次设备状态可视化模块240，实现全站应用功能在站控层后台的一体化配置及可视化展示。

源端维护使得调度主站的工作压力大大减轻，调度主站只需要在站端通过源端维护软件进行更新并上传，就可以得到更新后的结果。在站端由厂家提供设备能力描述文件（ICD），利用源端维护功能软件进行画图、连接拓扑关系，建立二次设备模型（SCD），经过联库后建立一次设备模型（SSD），SCD和SSD在经过一次二次关联之后得到公共信息模型（CIM），然后利用CIM生成矢量图形模型（SVG）。CIM和SVG与调度主站的数据库无缝连接后，调度主站可以调用建立好的数据库，从界面上可以得到变电站模型、图形的显示。

借助一次设备状态可视化模块240，还可以实现一次设备状态智能诊断。所述的一次设备状态智能诊断，通过一体化信息平台，收集和存储一次设备在线监测的数据，进行预测分析，自动诊断一次设备的状态，并给出设备检修参考决策信息。

一次设备状态智能诊断所诊断的主要一次设备包括变压器、断路器等，首先将一次设备的状态信息由状态采集装置采集，然后将其数据上送到一体化信息平台，一体化信息平台对状态信息进行统一的存储、处理和展示。

一次设备状态智能诊断主要包括5个功能：数据建模，查询显示，诊断分析和预报警专家分析系统，系统管理。一次设备状态智能诊断可对变电站内的各种设备的状态进行实时监测，并利用专家分析系统对各类设备状态监测的数据进行分析，给出其变化趋势，判断设备的健康状态，对其进行预报警。

一键式顺控模块250使用基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，接收和执行监控中心、上级主站或者本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，顺序控制执行符合运行方式要求的设备控制步骤。

根据图1所示的本发明的变电站一体化监控系统信息平台的实施例，为了从根本上解决故障发生时变电站上送信息拥堵的问题，解决推行“调控一体化”大集控的关键技术难题，站控层高级应用200还包括故障告警模块230，故障告警模块230基于对全站设备对象信息建模，对全站异常及事故情况下告警信息的信号的分类、筛选、过滤，根据告警信号之间的逻辑关联，基于多事件关联筛选机制，利用推理机技术对“短时间”内相关联的多事件筛选推理，建立该时段内综合事件故障模型信息，在一体化信息平台100上实现智能故障告警功能。

基于一体化信息平台的智能故障告警、故障综合分析与调度主站或监控中心的互动过程如图3所示，智能故障告警建立变电站故障信息的逻辑和推理模型，给出某个告警信息或某种事故类型的原因、描述、处理方式，甚至硬接点信息的图解（屏柜间接线的描述）。知识库采用标准统一建模，它与故障告警、故障综合分析的高级应用程序是相互独立。改变、完善知识库中的知识内容可以提高系统的功能。当系统发生故障，应在3到10秒的时间窗时间过后即可判断出故障信息，给运行人员以辅助判断，以便即时处理故障。

故障综合分析主要实现故障录波、保护装置信息、事件顺序记录等相关信息进行挖掘、相关功能集成，通过多专业综合分析以简明的界面可视化，并与智能告警系统进行互动。智能故障告警、故障综合分析高级应用程序处理信息后，生成报告上传到调度主站，供调度主站使用。

基于一体化信息平台的智能故障告警主要由主程序、推理机、拓扑接口软件、平台接口软件、数据库快速定义软件、遥信库导入工具、知识库导入工具、历史查询软件等组成。

主程序是生成系统的主运行界面，接受监控平台发来的遥信数据并分类显示。通过推理机进行推理，显示推理结果在推理结果页面中。具备管理功能，包括用户管理与登陆、设置运行参数、调取画面显示程序显示主接线图、调取历史查询软件、调取数据库快速定义软件及知识库导入软件等。

平台接口软件是告警信号智能处理及培训系统与监控平台之间通讯的接口软件。

拓扑接口软件通过网络拓扑技术，获得断路器、刀闸、母线、主变等设备的链接关系和系统的运行方式，供故障智能推理时使用。

数据库快速定义软件用于快速完成对监控信号的分类、知识库的关联、监控信号推理类型的设定等工作。

推理机基于故障智能推理模型设计，完成三个层次的故障推理功能，包括：单事件推理、关联多事件推理、故障智能推理。单事件推理根据每条告警信息做出推理，给出告警信息的描述、发生原因、处理措施以及图解；关联多事件推理对多个关联事件进行综合判断，给出一个综合的判断和处理方案；故障智能推理根据每种故障类型发生的条件，结合接线方式、运行方式、开关变位及开关状态、遥测量、时序等综合判断，给出当前故障的故障类型、相关信息、故障结论及处理方式。

故障推理模型的建立是变电站的故障判断条件复杂，要结合拓扑、逻辑和时序等综合考虑，它难以用精确的数学模型来描述，不可以通过传统的数学方法来求解或得到解决。因此，我们对变电站常见的故障类型及其故障条件进行了归纳总结，制定了一个故障推理模型。该模型针对每一种故障类型，使用单独的故障处理模块进行处理。并根据故障推理的需要，对监控信号做了分类，包括普通遥信、主线路保护动作、母线保护动作、PT电压消失、PT断线、装置异常、开关事故总、开关保护动作、失灵启动、重合闸动作、出口跳闸、故障录波、直流消失、主变主保护动作、电容器保护动作、电抗器保护动作、CT断线、主变PT断线、控制回路断线、主变后备保护动作、开关单相常开位置等。这样，当推理机根据信号类型检测到当前收到的监控信号为某一故障类型的启动信号时，就会立即启动该故障类型的推理模块，并在随后的一个时间窗内不断检测该故障类型的条件是否满足，在时间窗过后给出推理结果。

历史查询软件可以根据历史数据库的信息，按用户的要求进行相关的查询分析。历史查询包括遥信变位、遥测越限、SOE、设备工况、结点工况等多种类型，既可以按厂站、间隔、设备来查询，也可以按厂站、装置、逻辑设备查询。统计的范围包括日、月、年等多种时段，也可根据用户输入的起始、终止时间统计任意时间段的相关的数据和发生的事件。

历史查询软件还可以检索、显示及打印故障报告。对于单个告警信息，还可以在历史查询软件中进行单事件推理，并显示推理结果报告。

知识库及遥信库导入软件主要用于通过文本文件或EXCEL文件快速导入知识库和遥信库。

告警推理分类：

推理方式可以有正向和反向推理两种，正向推理从条件匹配到结论，反向推理则先假设一个结论成立，看它的条件有没有得到满足。推理机类似专家解决问题的思维方式，知识库通过推理机来实现其价值。另外，系统还具备较强的知识获取能力，通过知识获取，进一步扩充和修改知识库中的内容，实现自动学习功能。

智能故障告警专家系统中的推理包括三类：

A．单事件推理

在告警事件发生后，可以根据每条告警信息做出推理，给出告警信息的描述、发生原因、处理措施以及图解。通过将自动化系统采集的每个告警信号与知识库中归纳的告警信号种类建立起关联关系，即定义好每个信号所属的告警信号种类，形成逐一事件推理判断关系。推理判断可以人工灵活干预，关联关系可以逐条定义，也可以通过快速定义软件批量实现，提高关联效率。

B．关联多事件推理

基于多个关联事件综合判断的判别逻辑。在一个“短时间”内，变电站某一间隔设备连续发生多个事故或告警信号，这些连续发生信号是一个存在关联的有机整体，称为一个“综合事件”。这个综合事件中必然是由某个事故或异常引起，综合事件推理逻辑要根据发生的“综合事件”推理出该间隔设备究竟发生了何种异常和事故，给出一个综合的判断和处理方案。

系统设定一个时间窗是考虑变电站现场信号经自动化系统传送到智能告警专家系统存在时间上的偏差，即现场同时发生的几个信号在智能告警专家系统中接收的时序上是存在一定偏差的，这个“时间窗”就是解决躲过自动化系统信息处理时间，但又不能太长，否则没有关联的信号也会被并入这一“综合事件”。一般可以整定为如3～10秒，并可以根据现场时间运行情况灵活调整。

“综合事件”逻辑推理方法至少包括两种：一种是穷举法，即某种事件的组合推理出一个异常事件；另一种是模糊推理法，只要在某间隔设备上找到某个或多个事件，不管还有没有其他事件就推理出一个异常事件。

“穷举法”推理精确度，能有效排除误遥信的影响，但适应性略差，因为变电站设备型号、构造繁多，告警信号不可能完全一致；“模糊推理法”推理精确度不如“穷举法”，偶然会受误遥信的干扰，但适应性很好，能应对不同型号、构造的设备，而且推理精确度也足以满足现场运行的需要。因此，智能告警专家系统需具备综合利用两种方法根据现场实际情况灵活调整的能力。

C．故障智能推理

对变电站的主要故障类型能根据故障发生的关键条件，结合接线方式、运行方式、开关变位及开关状态、遥测量、时序等综合判断，给出当前故障的故障类型、相关信息、故障结论及处理方式。运行方式通过拓扑技术获得。

1）告警信息可按分类分页显示

系统可以根据告警信号重要性，将每个告警信号都进行定义，标注重要等级。系统可提供信息的分层分类信息表，并根据等级显示向调度上送的信息。

2）告警信息过滤功能

告警信息可按间隔进行过滤，即只显示某个间隔的信息。

3）告警信息屏蔽功能

应为用户方便提供屏蔽一个或多个间隔的告警，当某个间隔被屏蔽时此间隔的告警将不再显示，仅保存历史库。为了防止用户屏蔽后忘记，在人机界面上有相应的提示，告知当前有哪些间隔处于屏蔽状态。

4）告警信息暂停刷新功能

告警信息可以方便的通过点击按钮实现暂停刷新和恢复刷新。恢复刷新后信号不会遗漏。

5）对变电站保护、故障录波器、安全自动装置、SOE、相量等测量信息、及自动化系统中的故障信息进行整合、挖掘、相关功能集成融合，和综合分析，给出明确具体的故障信息。

故障信息综合分析决策：

在实现变电站故障智能告警功能基础上，研发智能变电站故障信息综合分析决策功能：通过多专业综合分析以简明的界面可视化，并通过智能告警系统进行互动，研究基于对事故及异常处理方案的提示方法作为辅助决策，研究基于管理、检修和实时运行一体化的告警系统。

通过将开关信息、保护、录波、集成通过对运行状态等在线实时分析等,实现事故及异常处理指导意见及辅助决策，并梳理各信号之间分类、分层等逻辑关联，确定变电站正常故障异常情况下的最终告警和显示方案，并为上级系统提供智能告警、事件信息及事故及异常分析决策支持等。同时研究正常检修、运行、管理一体化信息告警功能等。即通过各类实测信息、自动分析、逻辑推理自动给出故障处理决策，指导和帮助上级调度（或集控中心监控人员）快速处理故障。

故障点的关联关系可以通过故推理模型得出，故障推理模型的建立是变电站的故障判断条件复杂，要结合拓扑、逻辑和时序等综合考虑，它难以用精确的数学模型来描述，不可以通过传统的数学方法来求解或得到解决。因此，我们对变电站常见的故障类型及其故障条件进行了归纳总结，制定了一个故障推理模型。该模型针对每一种故障类型，使用单独的故障处理模块进行处理。并根据故障推理的需要，对监控信号做了分类，包括普通遥信、主线路保护动作、母线保护动作、PT电压消失、PT断线、装置异常、开关事故总、开关保护动作、失灵启动、重合闸动作、出口跳闸、故障录波、直流消失、主变主保护动作、电容器保护动作、电抗器保护动作、CT断线、主变PT断线、控制回路断线、主变后备保护动作、开关单相常开位置等。这样，当推理机根据信号类型检测到当前收到的监控信号为某一故障类型的启动信号时，就会立即启动该故障类型的推理模块，并在随后的一个时间窗内不断检测该故障类型的条件是否满足，在时间窗过后给出推理结果。

本发明的变电站一体化监控系统信息平台，通过建立变电站一体化信息平台标准通信协议，实现与上级调度系统的一致性通信功能。首先，基于厂站、主站的两大标准体系IEC61850和IEC61970，通过梳理IEC61850九十二个数据类及IEC61970两百多个数据类，根据模型的共同性和差异性，确定两模型的关联方法，实现语义融合；借助两模型的双向映射，解决多对一的映射难题，实现组态模型融合，为调度主站与变电站实现互动提供数据共享渠道。经过转换后的变电站模型，以CIM XML的形式描述变电站的设备模型，包括间隔、母线、开关、刀闸、接地刀闸、交流线段、容抗器、发电机、负荷、终端设备等，并包含了设备间的完整拓扑关系。为了实现前置数据的自动接入，对IEC61970标准的CIM进行扩展，在扩展模型中包括上/下行点号、极性、系数、基值等信息，以实现前置数据的自动接入。借助图形基系统110和数据归一化模块130，站控层高级应用模块200借助图模库一体化模块210和源端维护模块220，在主站侧提供模型接入工具，实现变电站模型数据接入。该工具能够识别符合IEC61970标准的CIM模型文件，从中获得厂站的设备模型并对其进行校验，保证获得的模型文件符合IEC61970标准，并满足电力系统的一般要求；然后将验证通过的模型与数据库中相应厂站的设备模型进行比较，分析出两者之间的差异并展示出来；经过用户确认无误后，将其更新到主站系统中。

变电站侧提供支持W3C SVG标准，并满足IEC61970-453的SVG厂站图。图形对象不能独立存在，必须基于CIM模型。图形交互的目的并不是用于显示，而是以SVG为载体描述电气信息，变电站侧传送图形时，同步传送CIM模型信息，或者先于图形信息传送CIM模型信息，从而确保图形和模型是匹配的。站控层高级应用模块200通过图模库一体化模块210，在主站侧提供图形接入程序，自动导入变电站侧上送的SVG厂站图，实现变电站图形数据接入。

前置的相关信息通过CIM扩展的方式，体现在CIM文件中，完成CIM模型同步后，主站侧的前置信息同时也做了相应的更新，因此，无须用户做任何操作，可以自动将前置数据接入实时数据库120，实现实时数据接入。

图4展示了基于一体化信息平台的变电站设备互动功能。在“调控一体化”中，基于一体化信息平台的高级应用为监控中心或调度主站上传全面及时的信息，同时平台的实时通信保证调度主站对变电站的可控性。变电站设备互动功能的一个实施例是异地变电站多次复操作互动，站控层高级应用在做出应用控制策略并上传至调度主站之后，调度主站对策略进行修改后将其返回给变电站，由变电站再对策略进行审核，然后经过一体化信息平台的控制命令进行控制。

一体化信息平台对以标准通信协议IEC60870-5-104上传至变电站自动化系统的一次设备的在线状态检测结果信息，在系统后台实现在线可视化显示和预警，并可上送到上级调度主站（集控中心）。上级主站可根据一次设备的在线状态情况实现与变电站进行信息互动（根据决策建议进行人工干预下达跳、停设备等操作命令）。上级系统或变电站后台调看被监测设备状态信息，从而实现变电站关键设备与电网调度的协同互动。

根据本发明的变电站一体化监控系统信息平台的一种更好的实施例，还包括基于一体化信息平台的智能变电站辅助控制系统，所述的智能变电站辅助控制系统，通过一体化信息平台100，进行视频监控系统、安全防范系统、消防火灾系统、给排水系统、SF6监测系统、环境监测系统、智能照明系统和/或SCADA系统的信息共享，实现各个系统之间信息互动。一个基于一体化信息平台的智能变电站辅助控制系统的实施例如图5所示。

智能化辅助系统以视频系统为核心，完成站端音视频采集和监控，并将音视频信息远传到监控中心或监控中心。在视频系统中采用智能视频分析技术，从而完成对现场特定监视对象的状态分析，并可以把分析的结果上送到统一信息平台，分析的结果可以是标准信息、图片或视频图像；通过划定警戒区域，配合安防装置，完成对各种非法入侵和越界行为的警戒和告警；通过和站内自动化系统以及辅助子系统的通讯，并采集现场的辅助数字量、模拟量信息，实现用户自定义的视频联动，包括现场操作联动，火灾、消防、门禁、SF6监测、环境监测、报警联动。在辅助系统中根据用户需求，完成自动化的闭环控制和告警，如自动启动空调、自动启动风机、自动启动排水系统等。

一体化信息平台在智能变电站辅助控制系统主要作用包括；

基于一体化信息平台的辅助系统联动功能；实现消防与视频、环境监测与视频、安防与视频、SCADA与视频等各辅助子系统之间的联动；

基于一体化信息平台的设备操作视频互动功能；实现设备操作的可视化操作；

统一的数据模型设计，使辅助系统的信息模型化为61850模型，符合智能变电站的技术规范，实现全站的信息共享；

可编程的联动模块，实现在线的联动规则的编辑；

实现统一的设备的管理以及设备状态监视；

支持智能视频技术，包括：区域警戒、越界告警、人员安全行为识别告警、人员自动跟踪；

支持专用存储设备集中存储，备份、检索、管理功能；

支持流媒体转发功能，支持TCP、UDP、组播转发，支持多级结构转发；

支持不同厂家的辅助系统的接入，并模型化为统一格式数据；

支持不同厂家的视频站端处理单元，包括不同厂家DVR、DVS、NVR、网络摄像机；

支持多级电子地图功能；

支持分级告警功能，支持告警联动功能；

支持辅助数据报表功能。

图5所示的基于一体化信息平台的智能辅助控制系统主要功能如下：

(1)视频监控

系统将变电站一次接线图显示在界面上，操作人员只需了解相关电力设备，而不需要关心该设备旁边有没有摄像机，有几个摄像机，操作人员可以通过点击图上的相关设备直接显示出能够监视到该设备的图像，如果有多个摄像机能够监视到此区域，则显示可观测此设备的摄像头提示，可以选择其中一个摄像头的图像，也可将所有可观测此设备的摄像头图像同时显示或拼接。在界面上可以返回到一次接线图。

实时监视同一变电站多路（1、4、9、16）实时视频并实现一机同屏同时监视。

根据变电站平面布置图上布防、撤防、告警状态直接查看相关视频。

视频自动巡视功能，对系统的监控点进行视频巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同变电站的视频、同一变电站的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置，完成轮巡任务的摄像机可自动复位。

设置站端系统录像规则，实现站端系统的手动录像、定时录像、告警触发录像、画面异动检测、移动侦测录像等。

(2)环境监测

通过有线或无线的传输手段进行温湿度信息采集、水浸信息采集、风速采集等，并设立微气象系统进行变电站区域的微气象监测；

(3)安全防范

系统配置门禁系统，电子围栏，红外对射，红外双鉴等安全防范设备，实现变电站的全面的安全防范，并实现安全防范子系统与视频系统的智能联动。

(4)智能联动

根据SCADA的信息以及其它辅助系统的告警信息是实现了SCADA与视频联动、二次设备操作的操作与视频联动，门禁与视频联动、空调与环境监测联动、风机与环境监测联动、给排水与水浸联动，消防系统与门禁及视频联动等。

顺序控制是智能变电站必须具备的基本功能之一。顺序控制也称程序化操作，是指在变电站原有标准化操作的前提下，由变电站自动化系统自动按照操作票规定的顺序执行相关运行方式变化的操作任务，每执行一步操作前自动检查防误闭锁逻辑，一次性地自动完成多个控制步骤的操作。

本发明的变电站一体化监控系统信息平台，采用基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，实现一键式顺控操作。电网监控中心或调度主站600通过一体化信息平台100对智能变电站实现远程控制，在常规顺序控制功能的基础上，包括以下智能化操作功能的步骤：

A：建立统一化、标准化的顺序控制模型的步骤，所述的顺序控制模型符合IEC61850标准；

B：电网监控中心或调度主站600与智能变电站内的视频监控系统或智能巡视系统互动的步骤，电网监控中心或调度主站600通过一体化信息平台100实现控制端的可视化操作；

C：智能变电站与电网监控中心或调度主站600互动的步骤，电网监控中心或调度主站600，通过一体化信息平台100，实现对顺序控制操作的实时监视，控制整个顺序控制的操作过程。

所述的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，还包括根据网络拓扑和操作规则自动生成顺控操作任务的步骤：

D：通过一体化信息平台100获取网络拓扑、通讯协议和操作规则数据，调用站控层高级应用模块200的控制功能，自动生成顺控操作任务。顺序控制必须满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求，可接收和执行监控中心、调度主站或者本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制，同时规范程控机与调度员之间的通讯过程，建立通用、标准的通讯协议。自动生成顺控操作任务的步骤可以大大减轻顺序控制的组态调试工作量。

图6所示的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法的实施例，包括以下步骤：

S1：监控中心或调度主站通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送顺控操作遥控选择命令；

S2：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站回传遥控选择确认信息；

S3：变电站自动化系统根据遥控选择命令读取操作票；

S4：变电站自动化系统通过一体化信息平台，将操作票文件传送至监控中心或调度主站；

S5：监控中心或调度主站对操作票进行安全校验；

S6：监控中心或调度主站根据通过校验的操作票，通过一体化信息平台向变电站自动化系统发送遥控执行命令；

S7：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程信息，所述的单步骤过程信息包括单步骤成功或者失败等待信号；

S8：如果操作步骤需要等待监控中心或调度主站确认，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程等待信息；

S9：监控中心或调度主站接收到单步骤过程等待信息后，通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送继续执行确认命令，或者发送中止命令，中断本次顺控操作执行过程；

S10：变电站自动化系统如果接收到继续执行确认命令，则重复步骤S7至S10，继续执行本次顺控操作；

S11：本次顺控操作的全部单步骤过程执行完成后，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站返回操作结果信息，所述的操作结果信息包括顺控总成功或失败信号。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种变电站一体化监控系统信息平台，包括基于数据与通讯服务器的一体化信息平台和若干基于一体化信息平台的站控层高级应用模块，其特征在于：

所述的一体化信息平台包括应用无关的图形基系统，基于统一建模技术的实时数据库，数据归一化模块，数据校验模块，数据服务模块，文件服务模块和历史库存储服务模块；

所述的站控层高级应用包括图模库一体化模块，源端维护模块、一次设备状态可视化模块和一键式顺控模块；

所述的一体化信息平台利用图形基系统、数据归一化模块和数据校验模块，完成数据集成和数据标准化，将变电站模型数据和变电站图形数据接入所述的实时数据库；

所述的一体化信息平台还提供基于模型的API/SQL数据存取接口和标准化通信接口；外部系统可通过所述的基于模型的API/SQL数据存取接口，访问所述的历史库存储服务模块，实现历史库存储服务；外部系统通过所述的标准化通信接口，与所述的一体化信息平台进行标准化交互，实现数据服务和文件服务；

所述的站控层高级应用模块，通过图模库一体化模块和源端维护模块，实现源端信息的输入与维护；

所述的站控层高级应用模块，通过一次设备状态可视化模块，实现全站应用功能在站控层后台的一体化配置及可视化展示，实现一次设备状态智能诊断；

所述的一键式顺控模块接收和执行监控中心、上级主站或者本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，顺序控制执行符合运行方式要求的设备控制步骤。

2.根据权利要求1所述的变电站一体化监控系统信息平台，其特征在于所述的站控层高级应用还包括故障告警模块,所述的故障告警模块基于对全站设备对象信息建模，对全站异常及事故情况下告警信息的信号的分类、筛选、过滤，根据告警信号之间的逻辑关联，基于多事件关联筛选机制，利用推理机技术对相关联时段内的多事件筛选推理，建立该时段内综合事件故障模型信息，在所述的一体化信息平台上实现智能故障告警功能。

3.根据权利要求1或2所述的变电站一体化监控系统信息平台，其特征在于还包括基于一体化信息平台的智能变电站辅助控制系统，所述的智能变电站辅助控制系统，通过所述的一体化信息平台，进行视频监控系统、安全防范系统、消防火灾系统、给排水系统、SF6监测系统、环境监测系统、智能照明系统和/或SCADA系统的信息共享，实现各个系统之间信息互动。

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