CN104881022A - 一种基于变电站数字化模型的监视系统 - Google Patents

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李宾皑
吕征宇
李颖
刘莉
李峰
周亮
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection

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Abstract

本发明涉及一种基于变电站数字化模型的监视系统，包括：状态信息采集设备，用于采集变电站中各设备的运行数据；还包括：变电站IFC数字化模型，与状态信息采集设备连接，用于表征变电站的全景三维信息；监视中心，分别与状态信息采集设备和变电站IFC数字化模型连接，用于根据采集得到的运行数据并在变电站IFC数字化模型中显示。与现有技术相比，本发明基于变电站IFC数字化模型，结合状态信息采集设备，根据由状态信息采集设备采集得到的运行数据，确定变电站中各设备的故障状态，并将其在IFC数字化模型进行显示，故障反映直观，同时相比采用全视频的方式，一些具体的运行数据可以更加准确地判断各设备的运行状态。

Description

一种基于变电站数字化模型的监视系统
技术领域
本发明涉及一种变电站维护技术，尤其是涉及一种基于变电站数字化模型的监视系统。
背景技术
自从20世纪70年代从国外引进了智能电网的概念后，大批采用IEC61850标准体系的数字化变电站投入运行，国内数字化变电站的建设得到了国家政策的大力支持和推进，正在向纵深方向发展。目前国内外已经建设投运的数字化变电站有上百座，国家电网公司已经批复的第一批和第二批智能化变电站项目数十座，南方电网已批复在建的智能化变电站数十座。尽管如此，智能化变电站的建设仍然面临诸多问题：1)目前在建或者已经运行的智能化变电站虽然均符合DL/T 860标准，但由于各地采用的技术方法和智能化程度不尽相同，且已建成站和在建站之间的智能化程度也有所差异，因此各个站点的运营维护和管理手段无法达成统一和规范；2)站内设备的监控系统相互独立，数据之间也无法直接转换，造成海量数据的分析难度大增；3)智能化变电站只能在建设阶段进行一次性设计，后期改进的空间小，系统的扩展能力低。
过去的变电站监控多采用摄像头拍摄来进行图像监控，例如中国专利CN104331052 A公开了一种全景数据监控平台，在供电公司通信机房内设有监控智能平台主站，在变电站、供电所、供电营业厅、办公大楼、机房设有智能数字视频监控、智能安防消防报警、智能门禁、智能环境监测的现场感知设备的数据接入；所有现场设备通过供电公司内部光纤网络连接汇聚至监控智能平台主站。然而其仅能对变电站的外观进行视觉上的监控，而不能够对其运行状态进行很好地监控。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于变电站数字化模型的监视系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于变电站数字化模型的监视系统，包括：
状态信息采集设备，用于采集变电站中各设备的运行数据；
还包括：
变电站IFC数字化模型，与状态信息采集设备连接，用于表征变电站的全景三维信息；
监视中心，分别与状态信息采集设备和变电站IFC数字化模型连接，用于根据采集得到的运行数据并在变电站IFC数字化模型中显示。
所述监视系统还包括用于存储状态信息采集设备采集的运行数据的数据库，该数据库分别与状态信息采集设备、变电站IFC数字化模型和监视中心连接。
所述监视中心包括用于根据运行数据得到故障信息的监控服务器和用于显示数据的显示器，所述监控服务器分别与状态信息采集设备、变电站IFC数字化模型、数据库和显示器连接。
所述监控服务器包括：
数据接收模块，与数据库连接，用于接收变电站中各设备的运行数据；
故障分析模块，与数据接收模块连接，用于根据运行数据分析处理得到变电站中各设备的故障信息；
状态映射模块，分别与故障分析模块和变电站IFC数字化模型连接，用于接收由故障分析模块得到的故障信息，并将其映射至变电站IFC数字化模型中对应设备子模型，以实现故障定位。
所述监视系统还包括：
WEB服务器，与监控服务器连接，用于提供计算设备通过WEB浏览查询各设备的运行数据以及故障信息。
所述WEB服务模块中设有权限控制子模块，该权限控制子模块连接计算设备和监控服务器，且：
验证计算设备的用户信息，并根据该用户信息被赋予的权限控制其对运行数据和故障信息的浏览和查询。
所述状态信息采集设备包括：
电气设备采集装置，与变电站中各一次设备连接，用于采集变电站中各一次设备的运行数据；
服务采集装置，与变电站中设辅助设备连接，用于采集变电站中各辅助设备的运行数据。
所述辅助设备包括暖通设备、给排水设备和水消防设备。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明基于变电站IFC数字化模型，结合状态信息采集设备，根据由状态信息采集设备采集得到的运行数据，确定变电站中各设备的故障状态，并将其在IFC数字化模型进行显示，故障反映直观，同时相比采用全视频的方式，一些具体的运行数据可以更加准确地判断各设备的运行状态。
2)状态映射模块建立了故障信息和IFC数字化模型中对应设备子模型的映射关系，具有定位精准高效的优点。
3)WEB服务器提供了便捷的数据浏览和查看功能。
4)权限控制子模块可以对计算设备的接入做好控制，提高数据的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、状态信息采集设备，2、变电站IFC数字化模型，3、监控服务器，4、显示器，5、数据库。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于变电站数字化模型的监视系统，所谓监视系统，主要包含三方面的内容：变电站的三维全景信息模型、统一的可扩展性的全景数据结构、完整的同一断面的全站实时监测数据。
变电站的全景监视系统，不仅要求其三维的直观化效果，更强调其与变电站实景的一一对应，尤其是地理信息、物理位置、关键细节体现以及与工程数据信息的整合。其中工程数据信息包含所有设计信息、真实设备信息、各种专业属性信息以及运营维护和管理信息等；更值得一提的是，这些信息无需后期人工录入，而是在整个变电站建设过程中由不同的项目参建方分项录入和更新的。其不仅节省了后期录入的人力和时间成本，而且最大限度的保障了数据的时效性、完整性和准确性，实现了与现场最大程度的一致，是目前现有的变电站监测系统所不能达到的。
如图1所示，监视系统包括：
状态信息采集设备1，用于采集变电站中各设备的运行数据；
还包括：
变电站IFC数字化模型2，与状态信息采集设备1连接，用于表征变电站的全景三维信息；
监视中心，分别与状态信息采集设备1和变电站IFC数字化模型2连接，用于根据采集得到的运行数据并在变电站IFC数字化模型2中显示。
本实施例中变电站IFC数字化模型2的解析过程是经过扩展和自定义类别的，因此如何在商业化的建模软件中进行扩展类别的定义并转换到IFC文件中，然后从IFC文件中进行提取和重新定义使之符合IFC体系标准的框架，同时保障模型的正常显示和数据的准确处理。
监视系统还包括用于存储状态信息采集设备1采集的运行数据的数据库5，该数据库5分别与状态信息采集设备1、变电站IFC数字化模型2和监视中心连接。
监视中心包括用于根据运行数据得到故障信息的监控服务器3和用于显示数据的显示器4，监控服务器3分别与状态信息采集设备1、变电站IFC数字化模型2、数据库5和显示器4连接。
监控服务器3包括：
数据接收模块，与数据库5连接，用于接收变电站中各设备的运行数据；
故障分析模块，与数据接收模块连接，用于根据运行数据分析处理得到变电站中各设备的故障信息；
状态映射模块，分别与故障分析模块和变电站IFC数字化模型2连接，用于接收由故障分析模块得到的故障信息，并将其映射至变电站IFC数字化模型2中对应设备子模型，以实现故障定位。
监视系统还包括：
WEB服务器，与监控服务器3连接，用于提供计算设备通过WEB浏览查询各设备的运行数据以及故障信息。
WEB服务模块中设有权限控制子模块，该权限控制子模块连接计算设备和监控服务器3，且：
验证计算设备的用户信息，并根据该用户信息被赋予的权限控制其对运行数据和故障信息的浏览和查询。
状态信息采集设备1包括：
电气设备采集装置，与变电站中各一次设备连接，用于采集变电站中各一次设备的运行数据；
服务采集装置，与变电站中设辅助设备连接，辅助设备包括暖通设备、给排水设备和水消防设备，用于采集变电站中各辅助设备的运行数据。
由于本实施例中包含两大采集装置，因此可以适用于变电站中一次设备和辅助设别分别采用104规约和IEC61850规约进行数据传输的情况。
变电站的全部设备的实时监测数据，包括一次设备的遥信、遥测以及辅控设备的所有实时监测数据均经由数据转换接口转换成数据库可读取格式，然后传输到数据库5上，并经由数据库5整理、分析后解析成为IFC标准框架，且与变电站IFC数字化模型2属性进行一一对应；同时根据管理人员的操作需要，将所需数据在显示器4上进行实时数据的动态更新和显示，并实现设备故障信息的同步报警和变电站IFC数字化模型2的自动定位。
另外，数据库的数据将进行周期性存储，供设备维护和管理人员进行查询和分析，并进行数据的定期备份，保障数据的安全性和系统可靠性。

Claims (8)

1.一种基于变电站数字化模型的监视系统，包括：
状态信息采集设备，用于采集变电站中各设备的运行数据；
其特征在于，还包括：
变电站IFC数字化模型，与状态信息采集设备连接，用于表征变电站的全景三维信息；
监视中心，分别与状态信息采集设备和变电站IFC数字化模型连接，用于根据采集得到的运行数据并在变电站IFC数字化模型中显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于变电站数字化模型的监视系统，其特征在于，所述监视系统还包括用于存储状态信息采集设备采集的运行数据的数据库，该数据库分别与状态信息采集设备、变电站IFC数字化模型和监视中心连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于变电站数字化模型的监视系统，其特征在于，所述监视中心包括用于根据运行数据得到故障信息的监控服务器和用于显示数据的显示器，所述监控服务器分别与状态信息采集设备、变电站IFC数字化模型、数据库和显示器连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于变电站数字化模型的监视系统，其特征在于，所述监控服务器包括：
数据接收模块，与数据库连接，用于接收变电站中各设备的运行数据；
故障分析模块，与数据接收模块连接，用于根据运行数据分析处理得到变电站中各设备的故障信息；
状态映射模块，分别与故障分析模块和变电站IFC数字化模型连接，用于接收由故障分析模块得到的故障信息，并将其映射至变电站IFC数字化模型中对应设备子模型，以实现故障定位。
5.根据权利要求3所述的一种基于变电站数字化模型的监视系统，其特征在于，所述监视系统还包括：
WEB服务器，与监控服务器连接，用于提供计算设备通过WEB浏览查询各设备的运行数据以及故障信息。
6.根据权利要求5所述的一种基于变电站数字化模型的监视系统，其特征在于，所述WEB服务模块中设有权限控制子模块，该权限控制子模块连接计算设备和监控服务器，且：
验证计算设备的用户信息，并根据该用户信息被赋予的权限控制其对运行数据和故障信息的浏览和查询。
7.根据权利要求3所述的一种基于变电站数字化模型的监视系统，其特征在于，所述状态信息采集设备包括：
电气设备采集装置，与变电站中各一次设备连接，用于采集变电站中各一次设备的运行数据；
服务采集装置，与变电站中设辅助设备连接，用于采集变电站中各辅助设备的运行数据。
8.根据权利要求7所述的一种基于变电站数字化模型的监视系统，其特征在于，所述辅助设备包括暖通设备、给排水设备和水消防设备。
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