CN104617668A - 变电站蓄电池远程监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变电站蓄电池远程监控系统及监控方法，该系统包括三个层级，装置层、接入层和主站层，装置层连接接入层，接入层连接主站层。本发明的总体目标是面向公司坚强智能电网建设要求，建立统一的直流设备远程监控系统，规范各类直流设备状态监测装置的数据处理、接入和控制，实现直流设备状态和关键运行环境等的实时监测、预警、分析、诊断、评估和预测等应用功能，并将监测状态数据远程传输至设备状态评价大厅监控，为落实直流设备状态运行管理提供支撑。

Description

变电站蓄电池远程监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及一种变电站蓄电池远程监控系统及监控方法，其建立的变电站蓄电池远程监控系统采用智能化、远程化、模块化的设计，实现变电站蓄电池的日常维护监测、综合分析、智能管理、自动报警等功能，该系统将蓄电池状态远程传输至设备状态评价大厅的PMS（生产管理系统）状态监测模块，实现辽宁省变电站蓄电池状态信息的规范化接入。

背景技术

目前虽然变电站直流系统均配置在线监测装置但数据只能当地监测并不能远程监控。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种变电站蓄电池远程监控系统及监控方法，其目的是解决目前在线监测装置只能当地监测并不能远程监控的问题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种变电站蓄电池远程监控系统，其特征在于：该系统包括三个层级，装置层、接入层和主站层，装置层连接接入层，接入层连接主站层。

接入层内设置有状态接入控制器，状态接入控制器一方面通过I2接口连接至主站层，另一方面通过I1接口连接至装置层。

装置层内设置有状态监测装置，状态监测装置通过I1接口连接至接入层的状态接入控制器。

状态监测装置连接至状态监测代理装置，状态监测代理通过I1接口连接至接入层的状态接入控制器。

利用权利要求上述的变电站蓄电池远程监控系统所实施的变电站蓄电池远程监控方法，其特征在于：该方法将状态监测装置通过光纤传输方式接入状态信息接入控制器的I1接口，实现全站直流蓄电池状态监测数据的规范化接入，将系统实时采集的各站点的蓄电池组数据，传输到主站系统即设备状态评价大厅生产管理系统状态监测模块，建立蓄电池状态监测数据库，经过专业化的蓄电池组数据分析管理平台，完成对于上传的各个站点蓄电池组数据的综合分析处理，自动显示和分析各组蓄电池组的运行参数、自动绘出放电数据曲线等图表，自动分析和判断各个站点蓄电池组的隐患程度并及时发出警报信息，同时将报警事件备案存储，以备查询。

蓄电池组数据包括放电测试数据，浮充数据和性能参数。

该方法的步骤如下：

（一）接入层和装置层

在地市及以下部署状态接入控制器（CAC）、状态监测代理（CMA）以及各类状态监测装置。

（1）、在站内分布的各类蓄电池状态监测装置首先通过I1接口向本站CAC汇聚数据，由CAC通过I2接口接入主站系统，实现蓄电池状态信息的接入；  

（2）、在老式不具备DL/T860规范接口的状态监测装置，首先通过CMA接入，再转换成DL/T860规范与CAC通过I1接口接入，再由CAC通过I2接口接入主站系统，实现蓄电池状态信息的接入;

CMA位于蓄电池状态监测装置与CAC之间，利用其完成以下动作：

（1）汇集老式不具备DL/T860链路规范的监测装置数据；

（2）集中实现数据链路转换，传输至CAC；

（3）集中实现数据的安全接入；

（4）转发主站系统对蓄电池状态监测装置的配置和控制命令，为主站系统提供统一的远程交互控制节点；

（5）CMA与CAC联合使用，可以使老式状态监测装置继续工作，起到代理的作用，为实现进一步的现场就地智能化功能提供基础支撑；

利用CAC 对应于一个变电站的全部状态监测，主要完成以下动作：

（1）以变电站为对象，汇集全站状态监测数据并上传主站系统；

（2）协调管理全站综合监测单元和状态监测装置， 转发主站系统对状态监测装置和综合监测单元的配置和控制命令；

（3）具有一定的就地数据分析处理能力；

（4）实现本站信息安全防护。

CAC在系统中发挥承上启下的枢纽作用，系统通过CAC的部署确立蓄电池状态远程监控系统的统一边界，实现终端监测装置的标准接入和安全接入；通过制订和发布I1和I2接口标准，实现终端监测装置的全面开放，达到不同厂家监测装置的可替换目标。

该方法的步骤如下：

原前置子系统的接入

对于已经建有蓄电池在线监测系统的变电站，CAC通过原监测装置的前置子系统集中接入所有状态信息实现对原系统的整体接入，CAC不直接连接原有的状态监测装置，在维持现有系统正常运行的情况下，最大限度降低接入的复杂性和改造工作量；

CAC要求接入的是加工后的标准化数据，并采用推送方式，因此原前置子系统需要进行相应改造，原前置子系统的改造遵循I2接口标准，定期将采集到的异构性监测数据按I2接口要求加工形成标准化数据，以主动方式推送到CAC。

蓄电池状态监测数据库如下：

(1)、蓄电池状态监测数据——放电测试数据、浮充数据、性能参数；

(2)、监测装置信息——监测装置台账、装置关联关系；

(3)、模型参数配置——状态监测类型、状态监测参数；

(4)、运行信息——监测告警、系统日志；

(5)、监测数据统计——监测数据统计、告警统计。

利用主站系统实现以下动作：              

（1）、数据查看：查看各监测记录的详细历史数据

(2)报警查看：可以查看各监测记录的报警历史数据

（3）、主接线图：可以在直流系统接线图中看到监测设备的当前状态

（4）、日志查看：可以查看监测设备的日志信息；

（5）、统计分析：可以根据历史数据统计各单体蓄电池每个统计项的最大值、最小值等；

（6）、故障诊断：可以通过对单体蓄电池的浮充数据、充放电测试数据及内阻性能等参数进行分析，确定蓄电池组容量及是否存在落后单体电池。

优点及效果：

本发明提供一种变电站蓄电池远程监控系统及监控方法，为了适应智能电网的建设要求，直流系统及蓄电池的在线监测必须实现智能化和网络化，且按照IEC61850规范，实现数字化变电站的统一建模，以便信息的共享。

本发明的总体目标是面向公司坚强智能电网建设要求，建立统一的直流设备远程监控系统，规范各类直流设备状态监测装置的数据处理、接入和控制，实现直流设备状态和关键运行环境等的实时监测、预警、分析、诊断、评估和预测等应用功能，并将监测状态数据远程传输至设备状态评价大厅监控，为落实直流设备状态运行管理提供支撑。

本发明的具体优点及应用效果如下：

优点：

1、在生产管理信息系统中变电设备状态监测模块中增加直流设备状态监测功能，扩大监测设备范围，实现蓄电池组状态指标和关键区域环境信息的实时监测；

2、实现具备条件的直流设备状态信息的全面接入；

3、坚持标准化系统设计，实现装置检测、数据接入、应用功能、系统接口等的全面规范化。

4、在数据标准接入和安全接入的前提下，实现终端监测装置的开放性和可互换性。

应用效果：

该系统投用之后，将直流设备状态信息规范化接入并上传至设备状态评价大厅进行集中远程监控，实现全省统一平台的规范化，整合全省的变电站直流设备状态信息，进行标准化处理和存储，并进行高级应用的规范化，同时解决了变电站蓄电池在线监测装置只是当地监控没有充分利用的问题。

附图说明：

图1为本发明的蓄电池在线检测装置远程监控示意图

图2为系统分层和接口分级示意图；

图3为系统主菜单示意图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明做进一步的描述：

本发明提供一种变电站蓄电池远程监控系统及监控方法，：该系统包括三个层级，装置层、接入层和主站层，装置层连接接入层，接入层连接主站层。

接入层内设置有状态接入控制器，状态接入控制器一方面通过I2接口连接至主站层，另一方面通过I1接口连接至装置层。

装置层内设置有状态监测装置，状态监测装置通过I1接口连接至接入层的状态接入控制器。

状态监测装置连接至状态监测代理装置，状态监测代理通过I1接口连接至接入层的状态接入控制器。

本发明通过光纤传输方式接入CAC（状态信息接入控制器）如图1所示的I1接口，实现全站直流蓄电池状态监测数据的规范化接入，将系统实时采集的各站点的蓄电池组数据（包括放电测试数据，浮充数据、性能参数等），传输到主站系统即设备状态评价大厅PMS（生产管理系统）状态监测模块，建立蓄电池状态监测数据库，经过专业化的蓄电池组数据分析管理平台，完成对于上传的各个站点蓄电池组数据的综合分析处理，自动显示和分析各组蓄电池组的运行参数、自动绘出放电数据曲线等图表。自动分析和判断各个站点蓄电池组的隐患程度并及时发出警报信息，同时将报警事件备案存储，以备查询。

一、系统架构

蓄电池远程监控系统的总体架构自下而上可分为三个层级（如图2所示）：装置层、接入层和主站层。

装置层——重点发展各种先进实用的蓄电池状态监测装置和标准化数据生成技术；

接入层——重点发展各种集约、高效、智能的信息汇总、信息标准化和信息安全接入技术；

主站层——重点发展各种监测信息的存储、加工、展现、分析、诊断和预测等数据应用技术。

（一）接入层和装置层

在地市及以下部署状态接入控制器（CAC）、状态监测代理（CMA）以及各类状态监测装置。

1、在站内分布的各类蓄电池状态监测装置首先通过I1接口向本站CAC汇聚数据，由CAC通过I2接口接入主站系统，实现蓄电池状态信息的接入。

2、在老式不具备DL/T860规范接口的状态监测装置，首先通过CMA接入，再转换成DL/T860规范与CAC通过I1接口接入，再由CAC通过I2接口接入主站系统，实现蓄电池状态信息的接入。

3、CMA位于蓄电池状态监测装置与CAC之间，主要作用包括：

（1）汇集老式不具备DL/T860链路规范的监测装置数据；

（2）集中实现数据链路转换，传输至CAC；

（3）集中实现数据的安全接入；

（4）转发主站系统对蓄电池状态监测装置的配置和控制命令，为主站系统提供统一的远程交互控制节点；

（5）CMA与CAC联合使用，可以使老式状态监测装置继续工作。起到代理的作用，为实现进一步的现场就地智能化功能提供基础支撑。

4、CAC 对应于一个变电站的全部状态监测，主要功能包括：

（1）以变电站为对象，汇集全站状态监测数据并上传主站系统；

（2）协调管理全站综合监测单元和状态监测装置， 转发主站系统对状态监测装置和综合监测单元的配置和控制命令；

（3）具有一定的就地数据分析处理能力；

（4）实现本站信息安全防护。

5、CAC在系统中发挥承上启下的枢纽作用，系统通过CAC的部署确立蓄电池状态远程监控系统的统一边界，实现终端监测装置的标准接入和安全接入；通过制订和发布I1和I2接口标准，实现终端监测装置的全面开放，达到不同厂家监测装置的可替换目标。

（二）原前置子系统的接入

对于已经建有蓄电池在线监测系统的变电站，CAC通过原监测装置的前置子系统集中接入所有状态信息实现对原系统的整体接入。CAC不直接连接原有的状态监测装置，在维持现有系统正常运行的情况下，最大限度降低接入的复杂性和改造工作量。

CAC要求接入的是加工后的标准化数据，并采用推送方式，因此原前置子系统需要进行相应改造。原前置子系统的改造遵循I2接口标准，定期将采集到的异构性监测数据按I2接口要求加工形成标准化数据，以主动方式推送到CAC。

二、蓄电池状态监测数据库

1、蓄电池状态监测数据——放电测试数据、浮充数据、性能参数；

2、监测装置信息——监测装置台账、装置关联关系；

3、模型参数配置——状态监测类型、状态监测参数；

4、运行信息——监测告警、系统日志；

5、监测数据统计——监测数据统计、告警统计。

三、主站系统主菜单

 “蓄电池监测”对应的主菜单如图3所示，功能分别是：              

1、数据查看：可以查看各监测记录的详细历史数据

2、报警查看：可以查看各监测记录的报警历史数据

3、主接线图：可以在直流系统接线图中看到监测设备的当前状态

4、日志查看：可以查看监测设备的日志信息。

5、统计分析：可以根据历史数据统计各单体蓄电池每个统计项的最大值、最小值等。

6、故障诊断：可以通过对单体蓄电池的浮充数据、充放电测试数据及内阻性能等参数进行分析，确定蓄电池组容量及是否存在落后单体电池。

本发明的特点如下：

（1）建立统一的变电站蓄电池远程监控系统框架，统筹考虑现有变电站蓄电池在线监测系统的特点，科学布点，逐步应用，分阶段稳步推进系统建设。

（2）变电站蓄电池状态监测作为生产管理系统（PMS）的重要组成部分，设备状态评价大厅监控与PMS一体化设计。

（3）建立可扩展的状态信息接入规范层，灵活适应智能电网状态监测业务发展变化需要，最大限度保障系统结构的统一和稳定。

（4）通过合理的设计降低辽宁省现有在线监测装置接入的工作量，有效保护已有投资的效益。

Claims (10)

1.一种变电站蓄电池远程监控系统，其特征在于：该系统包括三个层级，装置层、接入层和主站层，装置层连接接入层，接入层连接主站层。

2.根据权利要求1所述的变电站蓄电池远程监控系统，其特征在于：接入层内设置有状态接入控制器，状态接入控制器一方面通过I2接口连接至主站层，另一方面通过I1接口连接至装置层。

3.根据权利要求2所述的变电站蓄电池远程监控系统，其特征在于：装置层内设置有状态监测装置，状态监测装置通过I1接口连接至接入层的状态接入控制器。

4.根据权利要求3所述的变电站蓄电池远程监控系统，其特征在于：状态监测装置连接至状态监测代理装置，状态监测代理通过I1接口连接至接入层的状态接入控制器。

5.利用权利要求1所述的变电站蓄电池远程监控系统所实施的变电站蓄电池远程监控方法，其特征在于：该方法将状态监测装置通过光纤传输方式接入状态信息接入控制器的I1接口，实现全站直流蓄电池状态监测数据的规范化接入，将系统实时采集的各站点的蓄电池组数据，传输到主站系统即设备状态评价大厅生产管理系统状态监测模块，建立蓄电池状态监测数据库，经过专业化的蓄电池组数据分析管理平台，完成对于上传的各个站点蓄电池组数据的综合分析处理，自动显示和分析各组蓄电池组的运行参数、自动绘出放电数据曲线等图表，自动分析和判断各个站点蓄电池组的隐患程度并及时发出警报信息，同时将报警事件备案存储，以备查询。

6.根据权利要求5所述的变电站蓄电池远程监控方法，其特征在于：蓄电池组数据包括放电测试数据，浮充数据和性能参数。

7.根据权利要求5所述的变电站蓄电池远程监控方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

（一）接入层和装置层

在地市及以下部署状态接入控制器（CAC）、状态监测代理（CMA）以及各类状态监测装置；

（1）、在站内分布的各类蓄电池状态监测装置首先通过I1接口向本站CAC汇聚数据，由CAC通过I2接口接入主站系统，实现蓄电池状态信息的接入；

（2）、在老式不具备DL/T860规范接口的状态监测装置，首先通过CMA接入，再转换成DL/T860规范与CAC通过I1接口接入，再由CAC通过I2接口接入主站系统，实现蓄电池状态信息的接入;

CMA位于蓄电池状态监测装置与CAC之间，利用其完成以下动作：

（1）汇集老式不具备DL/T860链路规范的监测装置数据；

（2）集中实现数据链路转换，传输至CAC；

（3）集中实现数据的安全接入；

（4）转发主站系统对蓄电池状态监测装置的配置和控制命令，为主站系统提供统一的远程交互控制节点；

（5）CMA与CAC联合使用，可以使老式状态监测装置继续工作，起到代理的作用，为实现进一步的现场就地智能化功能提供基础支撑；

利用CAC 对应于一个变电站的全部状态监测，主要完成以下动作：

（1）以变电站为对象，汇集全站状态监测数据并上传主站系统；

（2）协调管理全站综合监测单元和状态监测装置， 转发主站系统对状态监测装置和综合监测单元的配置和控制命令； 

（3）具有一定的就地数据分析处理能力；

（4）实现本站信息安全防护；

CAC在系统中发挥承上启下的枢纽作用，系统通过CAC的部署确立蓄电池状态远程监控系统的统一边界，实现终端监测装置的标准接入和安全接入；通过制订和发布I1和I2接口标准，实现终端监测装置的全面开放，达到不同厂家监测装置的可替换目标。

8.根据权利要求7所述的变电站蓄电池远程监控方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

原前置子系统的接入

对于已经建有蓄电池在线监测系统的变电站，CAC通过原监测装置的前置子系统集中接入所有状态信息实现对原系统的整体接入，CAC不直接连接原有的状态监测装置，在维持现有系统正常运行的情况下，最大限度降低接入的复杂性和改造工作量；

CAC要求接入的是加工后的标准化数据，并采用推送方式，因此原前置子系统需要进行相应改造，原前置子系统的改造遵循I2接口标准，定期将采集到的异构性监测数据按I2接口要求加工形成标准化数据，以主动方式推送到CAC。

9.根据权利要求8所述的变电站蓄电池远程监控方法，其特征在于：

蓄电池状态监测数据库如下：

(1)、蓄电池状态监测数据——放电测试数据、浮充数据、性能参数；

(2)、监测装置信息——监测装置台账、装置关联关系；

(3)、模型参数配置——状态监测类型、状态监测参数；

(4)、运行信息——监测告警、系统日志；

(5)、监测数据统计——监测数据统计、告警统计。

10.根据权利要求8所述的变电站蓄电池远程监控方法，其特征在于：

利用主站系统实现以下动作：                

（1）、数据查看：查看各监测记录的详细历史数据

(2)报警查看：可以查看各监测记录的报警历史数据

（3）、主接线图：可以在直流系统接线图中看到监测设备的当前状态

（4）、日志查看：可以查看监测设备的日志信息；

（5）、统计分析：可以根据历史数据统计各单体蓄电池每个统计项的最大值、最小值等；

（6）、故障诊断：可以通过对单体蓄电池的浮充数据、充放电测试数据及内阻性能等参数进行分析，确定蓄电池组容量及是否存在落后单体电池。