CN104503417A - 一种水电站监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站监测系统，该系统包括数据上传装置、数据存储装置和数据获取装置。其中，数据上传装置与数据存储装置连接，其采集水电站的运行数据和水文数据，并根据预设网络模型，采用相应的数据上传模式将水电站数据上传到数据存储装置。该数据上传装置能够有效确保各种数据的有效、稳定地上传到数据存储装置，从而提高了系统的可靠性和实用性。

Description

一种水电站监测系统

技术领域

本发明涉及水电站监测技术领域，具体地说，涉及一种水电站监测系统。

背景技术

随着技术的进步，水电站的自动化程度越来越高，水电站的日常运行维护由多人值守逐步转变为少人、无人值守，因此水电站运行监控系统对水电站安全稳定运行至关重要。

然而，水电站通常坐落于交通不便、人迹稀少的山区，工作、生活条件艰苦，各类通讯设施配套不齐全。受制于水电站站现场通讯网络基础条件及天气状况，数据传输稳定性较差，传统的水电站监测系统难以满足客户对监测数据稳定、可靠传输的需求。

基于上述情况，亟需一种能够稳定、可靠地对水电站进行监测的系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于水电站监测的数据上传装置，所述数据上传装置与数据存储装置连接，其采集水电站数据，并根据第一网络状态，采用相应的数据上传模式将所述水电站数据上传到所述数据存储装置。

根据本发明的一个实施例，所述数据上传装置根据第一网络状态和历史数据，构建所述预设网络模型，其中，

所述数据上传装置向所述数据存储装置发送网络侦测命令，并接收所述数据存储装置反馈的应答信号，根据网络侦测命令的发送时间以及应答信号的接收时间，得到所述第一网络状态；

在上传数据时，所述数据上传装置计算水电站数据的发送时间与反馈信号的接收时间之间的时差，得到所述历史数据。

根据本发明的一个实施例，所述数据上传装置与所述数据存储装置定时进行对时操作。

本发明还提供了一种用于水电站监测的数据存储装置，所述数据存储装置根据数据量大小将接收到的水电站数据划分为多种数据模式，并进行管理，其中，所述数据模式包括第一数据模式、第二数据模式和第三数据模式，其中，所述第三数据模式的数据量大于第二数据模式的数据量，所述第二数据模式的数据量大于第一数据模式的数据量。

根据本发明的一个实施例，所述数据存储装置还根据所述水电站数据判断水电站的状态，如果水电站的状态出现异常，则发出相应的告警信息。

本发明还提供了一种用于水电站监测的数据获取装置，所述数据获取装置与数据存储装置连接，用于检测第二网络状态，并根据所述第二网络状态，采用相应的数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据。

根据本发明的一个实施例，所述数据获取装置通过调用相应的进程得到得到所述第二网络状态。

根据本发明的一个实施例，所述第二网络状态包括2G状态、3G状态、4G状态和WiFi状态，所述数据获取模式包括第一数据获取模式、第二数据获取模式和第三数据获取模式，其中，

如果所述第二网络状态为2G状态，所述数据获取装置采用第一数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据，得到第一数据；

如果所述第二网络状态为3G状态，所述数据获取装置采用第二数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据，得到第二数据；

如果所述第二网络状态为4G状态或WiFi状态，所述数据获取装置采用第三数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据，得到第三数据；

其中，所述第三数据的数据量大于第二数据的数据量，所述第二数据的数据量大于第一数据。

根据本发明的一个实施例，所述数据获取装置还通过所述数据存储装置向水电站的相关设备发送控制命令，在发送控制命令的过程中，所述数据获取装置独占通讯接口资源。

本发明还提供了一种水电站监测系统，所述系统包括以下所列项中的至少一项：如上所述的数据上传装置、如上所述的数据存储装置和如上所述的数据获取装置。本发明所提供的水电站监测系统通过数据获取装置获取水电站的相关运行数据，从而实现水电站相关管理人员、维护人员对水电站运行的无地域、无时间限制的实时监控与管理，这样大大降低了监控及维护成本，社会、经济效益显著提高。

同时，数据上传装置向数据存储装置发送的数据按照数据重要程度划分为次要、一般、重要等多种数据等级。数据上传装置向数据存储装置发送数据时，数据上传装置会自动侦测当前网络状态，并根据当前网络状态自动调整所发送的数据，从而优先确保水电站重要监控数据的有效稳定的传输。数据存储装置将接收到的运行数据和水文数据按照数据量大小分为多种数据类型。数据获取装置访问数据存储装置来获取相关数据时，会自动检测其与数据存储装置之间的网络状态，并根据该网络状态自动选择相应的数据获取模式来获取数据。这样便保证了数据上传装置与数据获取装置之间数据传输的稳定性和可靠性，使得整个系统的运行效率和稳定性大大提高。

此外，本发明所提供的数据存储装置具备报警推送功能。如果水电站有紧急事故(如发电机故障等)或者预先设定报警事件发生，数据存储装置会及时主动向数据获取装置发送告警信息，从而使得用户能够及时、有效的对出现或将要出现的异常进行反应，以保证水电站的正常运行。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的水电站监测系统的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的数据上传装置构建预设网络模型的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的数据获取装置从数据存储装置获取数据的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

图1示出了本实施例所提供的水电站监测系统的结构示意图。该水电站监测系统100能够实现对水电站中的水轮机、发电机、励磁装置、调速、变压器和输电线路等器件进行数据监控、信息采集以及运行控制。

如图1所示，该水电站监测系统100包括数据上传装置101、数据存储装置102和数据获取装置103，数据存储装置102连接在数据上传装置101和数据获取装置103之间。其中，数据上传装置101设置在水电站现场，其配置有水电站现地监控软件，能够采集水电站的运行数据和水文数据，并根据预设的网络模型，采用相应的数据上传模式将采集到的运行数据和水文数据上传到数据存储装置102。

本实施例中，水电站的运行数据包括发电机组运行数据，当然，在本发明的其他实施例中，水电站的运行数据还可以包括其他合理数据，本发明不限于此。

数据上传装置101将采集到的运行数据和水文数据按照重要程度划分为三个等级，即“次要”、“一般”和“重要”。对于不同等级的数据，数据上传装置101将按照不同的数据上传模式将这些数据上传到数据存储装置102。

图2示出了本实施例中数据上传装置构建预设网络模型的流程图。

如图2所示，数据上传装置101在步骤S201中与数据存储装置102进行定时对时。本实施例中，数据存储装置101与数据存储装置102进行对时的周期为1小时，当然，在本发明的其他实施例中，该周期还可以为其他合理值，例如0.5～2小时中的值等，本发明不限于此。

在步骤S202中，数据上传装置101向数据存储装置102发送网络侦测命令，并开始计时，并在步骤S203中持续检测是否接收到应答信号。数据存储装置102接收到网络侦测命令后，会立即向数据上传装置101反馈应答信号。

如果数据上传装置101接收到应答信号，则在步骤S204中停止计时，并统计计时时长(即网络侦测命令的发送时间与应答信号的接收时间之间的时差)，得到第一网络状态。

如果数据上传装置101没有接收到应答信号，则返回步骤S202以重新发送网络侦测命令并计时。

在步骤S205中，数据上传装置101在上传水电站数据时会检测数据的发送时间与数据存储装置102所反回的反馈信号的接收时间之间的时差，从而得到历史数据。

在步骤S206中，根据第一网络状态和历史数据，构建得到预设网络模型。具体地，数据上传装置101将数据传输时间、数据长度、数据传输时刻等相关信息进行整理、统计、分析、挖掘，确定出各个时段数据的传输状态。例如晚上12：00，数据传输最为稳定等。同时，数据上传装置101还能够确定出预设数据量的数据成功发送所需要的最长时间以及最短时间等大量信息。根据这些信息，数据上传装置101便可以构建当前水电站数据传输网络性能模型(即预设网络模型)，从而为选择最佳数据传输策略(如数据长度、发送时刻等)提供依据。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，数据上传装置还可以通过其他合理方式来构建预设网络模型，本发明不限于此。

数据上传装置101根据预设网络模型，采用相应的数据上传模式将采集到的水电站运行数据和水文数据上传到数据存储装置102。

本实施例中，在网络状态较为繁忙的时段内，数据上传装置101将次要数据上传到数据存储装置102；在网络状态正常的时段内，数据上传装置101将次要数据和一般数据上传到数据存储装置102；在网络状态较为空闲的时段内，数据上传装置101将次要数据、一般数据和重要数据上传到数据存储装置102。

从上述描述中可以看出，本实施例所提供的水电站监测系统能够按照数据重要程度对采集到的数据进行划分，在向数据存储装置传输数据时，会根据不同的状态来选择需要上传的数据类型，这样也就有效确保了各种数据的有效、稳定地上传，提高了系统的可靠性和实用性。

数据存储装置102接收到数据上传装置101传输来的数据后，会按照数量大小将这些数据划分为“精简”、“正常”和“全信息”等多种数据类型，并进行管理。本实施例中，数据存储装置102包括Web服务器，而需要说明的是，在本发明的其他实施例中，数据存储装置102还可以由其他合理装置构成，本发明不限于此。

水电站在运行的过程中会产生大量的各种类型的信息及数据，本实施例中，这些信息及数据可以按照种类可以分为遥测数据、遥信数据、遥控数据、事故数据、故障数据和报警数据等。对于各类信息及数据，在能够准确表达相应状态的情况下，可以存在“精简”、“正常”和“全信息”等多种表达方式。以“事故信息”为例，“发电机跳闸”便是一个精简信息，“*年*月*日*时*分*秒*毫秒发动机跳闸”便是一个正常信息，“*年*月*日*时*分*秒*毫秒发动机跳闸，发动机速断保护动作，动作电流*A”便是一个全信息。当然，在本发明的其他实施例中，全信息也可以包括故障录波波形、音频数据和现场视频等数据。

数据获取装置103在注册通过后，通过访问数据存储装置102(即登录Web服务器)，可以查询、浏览相关数据和信息，从而得到例如主接线图、发电量、水流量等与水电站有关的各类参数及信息。

随着移动通讯技术的发展，具有Android系统的智能手机等数据获取装置得到了迅猛地发展以及广泛地应用。Andriod智能手机的操作系统功能强大、使用方便，借助无处不在的无线通讯网络便可以不受时间、地域的限制，随时浏览、查询各类信息机数据。所以本实施例中，数据获取装置采用安装有水电站远程监控软件的Android智能手机，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，数据获取装置还可以为其他合理设备，例如安装有相应软件的平板电脑或笔记本电脑等，本发明不限于此。

图3示出了本实施例中数据获取装置从数据存储装置获取数据的具体流程图。

如图3所示，本实施例中，数据获取装置103在注册完成后，首先在步骤S301中调用Connectivity Manager和NetworksInfo进程，从而获取到数据获取装置103与数据存储装置102之间的网络连接状态(即第二网络状态)。本实施例中，第二网络状态包括2G、3G、4G和WiFi。

在步骤S302中，数据获取装置103根据第二网络状态确定相应的数据获取模式，即数据获取装置103从数据存储装置102获取的数据的方式。本实施例中，数据获取模式包括第一数据获取模式、第二数据获取模式和第三数据获取模式。

在步骤S303中，数据获取装置103访问数据存储装置102，按照相应的数据获取模式获取数据。

具体地，如果第二网络状态为2G，这表明当前数据获取装置103与数据存储装置102之间的网络状态不适于传输大量的数据。所以此时数据获取装置103采用第一数据获取模式从数据存储装置102获取相应的数据，从而仅从数据存储装置102获取精简数据，即数据上传装置101上传到数据存储装置102的数据中的重要数据。

如果第二网络状态为3G，这表明当前数据获取装置103与数据存储装置102之间的网络状态能够适量传输数据。所以此时数据获取装置103采用第二数据获取模式从数据存储装置102获取相应的数据，从而从数据存储装置102获取正常数据。

如果第二网络状态为4G或WiFi，这表明当前数据获取装置103与数据存储装置102之间的网络状态能够传输大量数据。所以此时数据获取装置103采用第三数据获取模式从数据存储装置102获取相应的数据，从而从数据存储装置102获取全信息数据，即数据上传装置101上传到数据存储装置102的所有数据。本实施例中，当数据获取装置103采用第三数据获取模式获取数据时，所获取的数据中包括音频数据和/或视频数据。

如果用户对水电站的运行进行操作或者修改运行参数，用户可以利用数据获取装置103通过数据存储装置102向水电站的相关设备发送相应的控制命令。而在发送控制命令的过程中，数据获取装置103将独占通讯接口资源，直至控制命令发送完毕。通过这种数据发送方式，能够确保控制命令传输的及时性和完整性，从而保证对水电站相关设备的可靠控制。

本实施例中，数据存储装置102还能够根据接收到的运行数据和水文数据判断水电站的运行状态，如果水电站的状态出现或将要出现异常，例如水电站的发电机出现故常或预先设定的报警事件发生，数据存储装置103会及时主动地向数据获取装置103发送告警信息，并由数据获取装置进行显示，从而使得用户能够及时、有效的对出现或将要出现的异常进行反应，以保证水电站的正常运行。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的水电站监测系统通过数据获取装置获取水电站的相关数据，从而实现水电站相关管理人员、维护人员对水电站运行的无地域、无时间限制的实时监控与管理，这样大大降低了监控及维护成本，社会、经济效益显著提高。

同时，数据上传装置向数据存储装置发送的数据按照数据重要程度划分为次要、一般、重要等多种数据等级。数据上传装置向数据存储装置发送数据时，数据上传装置会自动侦测当前网络状态，并根据当前网络状态自动调整所发送的数据，从而优先确保水电站重要监控数据的有效稳定的传输。数据存储装置将接收到的运行数据和水文数据按照数据量大小分为多中数据类型。

数据获取装置访问数据存储装置来获取相关数据时，会自动检测其与数据存储装置之间的网络状态，并根据该网络状态自动选择相应的数据获取模式来获取数据。这样便保证了数据上传装置与数据获取装置之间数据传输的稳定性和可靠性，使得整个系统的运行效率和稳定性大大提高。

此外，本发明所提供的数据存储装置具备报警推送功能。如果水电站有紧急事故(如发电机故障等)或者预先设定报警事件发生，数据存储装置会及时主动向数据获取装置发送告警信息，从而使得用户能够及时、有效的对出现或将要出现的异常进行反应，以保证水电站的正常运行。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元和/或组成单元可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种用于水电站监测的数据上传装置，其特征在于，所述数据上传装置与数据存储装置连接，其采集水电站数据，并根据预设网络模型，采用相应的数据上传模式将所述水电站数据上传到所述数据存储装置。

2.如权利要求1所述的数据上传装置，其特征在于，所述数据上传装置根据第一网络状态和历史数据，构建所述预设网络模型，其中，

所述数据上传装置向所述数据存储装置发送网络侦测命令，并接收所述数据存储装置反馈的应答信号，根据网络侦测命令的发送时间以及应答信号的接收时间，得到所述第一网络状态；

在上传数据时，所述数据上传装置计算水电站数据的发送时间与反馈信号的接收时间之间的时差，得到所述历史数据。

3.如权利要求1或2所述的数据上传装置，其特征在于，所述数据上传装置与所述数据存储装置定时进行对时操作。

4.一种用于水电站监测的数据存储装置，其特征在于，所述数据存储装置根据数据量大小将接收到的水电站数据划分为多种数据模式，并进行管理，所述数据模式包括第一数据模式、第二数据模式和第三数据模式，其中，所述第三数据模式的数据量大于第二数据模式的数据量，所述第二数据模式的数据量大于第一数据模式的数据量。

5.如权利要求4所述的数据存储装置，其特征在于，所述数据存储装置还根据所述水电站数据判断水电站的状态，如果水电站的状态出现异常，则发出相应的告警信息。

6.一种用于水电站监测的数据获取装置，其特征在于，所述数据获取装置与数据存储装置连接，用于检测第二网络状态，并根据所述第二网络状态，采用相应的数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据。

7.如权利要求6所述的数据获取装置，其特征在于，所述数据获取装置通过调用相应的进程得到所述第二网络状态。

8.如权利要求7所述的数据获取装置，其特征在于，所述第二网络状态包括2G状态、3G状态、4G状态和WiFi状态，所述数据获取模式包括第一数据获取模式、第二数据获取模式和第三数据获取模式，其中，

如果所述第二网络状态为2G状态，所述数据获取装置采用第一数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据，得到第一数据；

如果所述第二网络状态为3G状态，所述数据获取装置采用第二数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据，得到第二数据；

如果所述第二网络状态为4G状态或WiFi状态，所述数据获取装置采用第三数据获取模式从所述数据存储装置获取相应的数据，得到第三数据；

其中，所述第三数据的数据量大于第二数据的数据量，所述第二数据的数据量大于第一数据。

9.如权利要求6～8中任一项所述的数据获取装置，其特征在于，所述数据获取装置还通过所述数据存储装置向水电站的相关设备发送控制命令，在发送控制命令的过程中，所述数据获取装置独占通讯接口资源。

10.一种水电站监测系统，其特征在于，所述系统包括以下所列项中的至少一项：

如权利要求1～3中任一项所述的数据上传装置；

如权利要求4或5所述的数据存储装置；

如权利要求6～9中任一项所述的数据获取装置。