CN106100131A - 一种二次设备状态监测功能的实现方法 - Google Patents

一种二次设备状态监测功能的实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种二次设备状态监测功能的实现方法，设置于综合应用服务器上的状态信息管理模块根据预先存储的状态信息配置文件确定需监测的站控层设备和状态监测信息，并将所述状态监测信息发送至设置于站控层设备上的状态信息监测模块；所述状态信息监测模块根据所述状态监测信息采集本设备的状态监测数据并通过站控层通信网将采集到的状态监测数据上传至所述状态信息管理模块。本发明能在现有变电站监控系统的基础上按设计的方法及流程方便的实现二次设备状态监测功能，及时发现二次设备的潜在故障，提高变电站运行检修水平。

Description

一种二次设备状态监测功能的实现方法
技术领域
本发明涉及变电站自动化技术领域，特别是一种二次设备状态监测功能的实现方法。
背景技术
变电站二次设备是对一次设备进行保护、监测、控制的辅助设备，因二次设备故障造成的系统停电事故时有发生，对二次设备进行在线状态监测可有效降低事故发生机率。在微机设备没有广泛应用之前，状态监测主要集中在继电器接点连接、电缆线的通断、设备绝缘监测及电源系统异常，监测的手段比较单一。随着微机监控保护设备和通信措施的发展，数字化及智能芯片的运用给二次设备的监测内容和范围都带来了革新。当前条件下的二次设备状态监测对象主要包括：交流测量系统、直流控制及信号系统、逻辑判断系统、通信管理系统、控制电缆屏蔽接地系统、二次设备的自检系统等。实现二次设备状态监测后可以延长设备的定期检验周期，简化检验项目，降低检修费用，减少停电时间，从而降低变电站全寿命周期成本。
目前二次设备状态监测功能还没有一个明确的实现模式，过程层及间隔层二次设备需上送的状态监测量已经形成了一定共识，并且均送至当地监控系统进入数据库存储，但各厂家的具体上送内容仍有区别，站控层二次设备的状态监测信息内容还不统一，后台监控系统在接收与展示上未将状态监测量与其他事件区别处理，没有明确的二次设备状态监测方法及流程，状态监测的历史数据查找与分析较为困难。同时，随着智能电网及新能源技术的发展，二次设备的类型越来越丰富，功能越来越复杂，对于设备稳定性、可靠性的要求越来越高，这些都迫切需要一种在当前变电站监控系统架构上易于实现、结构灵活、便于扩充的二次设备状态监测功能实施方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种二次设备状态监测功能的实现方法，克服现有变电站二次设备状态监测信息的分散处理状态，本方法简便易行、结构灵活、扩展性强，基于现有变电站监控系统架构，在站控层设备上增加部分模块，通过配置文件的变化即可适应未来各设备状态监测信息集的扩充，能够方便有效地实现变电站二次设备状态信息集中监测功能。
本发明采用以下方案实现：一种二次设备状态监测功能的实现方法，具体为：设置于综合应用服务器上的状态信息管理模块根据预先存储的状态信息配置文件确定需监测的站控层设备和状态监测信息，并将所述状态监测信息发送至设置于站控层设备上的状态信息监测模块；所述状态信息监测模块根据所述状态监测信息采集本设备的状态监测数据并通过站控层通信网将采集到的状态监测数据上传至所述状态信息管理模块。
进一步地，所述状态信息配置文件包括监测数据刷新周期、状态监测信息、站控层设备的设备类型、以及设备信息，所述状态监测信息包括状态监测信息名称及数据类型，所述设备信息包括设备的IP地址和通讯端口号。
进一步地，所述站控层设备包括监控主机、数据网关机、综合应用服务器和工程师站。
进一步地，所述设备类型包括综合应用服务器、监控主机和其他站控层设备。
进一步地，所述状态信息管理模块的工作流程具体包括以下步骤：
步骤S11：从所述状态信息配置文件中读取监测数据刷新周期、站控层设备的设备类型、状态监测信息名称及数据类型；
步骤S12：与站控层设备建立通信；
步骤S13：发送刷新周期、状态监测信息名称及数据类型至站控层设备的状态信息监测模块；
步骤S14：接收所述设备中的状态信息监测模块发送来的状态监测数据。
其中，所述步骤S12具体为：读取类型为监控主机或其他站控层设备的设备信息，向类型为监控主机或其他站控层设备的设备发送握手消息，若收到握手消息，则将该设备的通信状态标记为已建立通信；读取类型为综合应用服务器的设备信息，初始化对象，启动内部进程发送握手消息，若收到握手消息，则将该设备通信状态标记为已建立通信。
其中，所述状态信息管理模块的工作流程还包括以下步骤：
步骤S15：向包括本机在内的各设备的状态信息监测模块定时发送心跳报文，若规定时间内没有收到对方的心跳报文，则认为双方的连接断开；
步骤S16：发现有设备断开时，重新向该节点发送握手消息；若收到握手消息，则将该设备的通信状态标记为已建立通信，并返回步骤S13。
进一步地，所述状态信息监测模块的工作流程具体包括以下步骤：
步骤S21：根据综合应用服务器的IP地址及其上布置的状态信息管理模块所使用的端口号，向状态信息管理模块发送握手消息；
步骤S22：收到状态信息管理模块的握手消息后，确认与状态信息管理模块连通；
步骤S23：收到状态信息管理模块发送的刷新周期、状态监测信息名称及数据类型后，对本机状态监测数据进行采集并将本机状态监测数据发至状态信息管理模块；
步骤S24：根据刷新周期定时更新状态监测数据并发至状态信息管理模块。
其中，步骤S21中所述向状态信息管理模块发送握手消息具体为：如果本机不是综合应用服务器，则向综合应用服务器的状态信息管理模块发送握手消息；如本机为综合应用服务器，则通过内部通信进程向状态信息管理模块发送握手消息。
其中，所述步骤S23还包括：若本机为双机运行中的主机，向过程层及间隔层二次设备转发状态信息管理模块需监测的各过程层及间隔层二次设备的状态监测信息。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明完全基于现有的变电站监控系统架构设计，充分利用当前二次设备采集的状态监测信息，只需在站控层设备中增加按本发明设计的模块，与现有的各项监控功能并行处理，即可以方便的收集并展示全站二次设备状态监测信息。简便易行的同时，构成了完整的变电站内二次设备状态监测功能，增强了对变电站内二次设备的运行监视，方便运维人员及时发现与处理二次设备潜在故障。同时，本发明的各模块相互独立性强，针对不同类型的设备，在保持接口参数不变的前提条件下，可以修改配置文件参数并改写某一设备的模块，成功实现功能的扩充。
附图说明
图1为本发明的原理信息流图。
图2为本发明的状态信息管理模块流程示意图。
图3为本发明的状态信息监测模块流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，在本实施例中，当前的变电站监控系统架构中，全站的历史库信息都存储在综合应用服务器上，且其运行方式不受监控主机与备机的切换影响，因此将状态信息管理模块安装于综合应用服务器上，状态信息配置文件也存储到其指定目录下。状态信息监测模块布置在站控层所有设备上，功能为采集本机的状态监测数据及转发间隔层、过程层各设备的状态监测数据。为保障模块的通用性及功能清晰，综合应用服务器本身的状态监测数据由布置在本机上的状态信息监测模块进行采集。
图1中，模块A为状态信息管理模块，模块B为状态信息监测模块；1为握手信息及心跳报文，2为刷新周期及需上送内容，3为本机状态监测数据，4为间隔层及过程层设备状态监测数据。
在本实施例中，图1中同时标示出了各模块间的信息流。在当前的变电站系统中，过程层及间隔层二次设备需上送的状态监测数据已经形成了一定共识，过程层设备通常通过面向通用对象的变电站事件（GOOSE---Generic Object Oriented Substation Event）报文将自身状态送至间隔层测控设备，测控设备、保护设备及间隔层其他设备则将自身及过程层状态监测数据上送到监控主机。如图1中的信息流4，即是通过监控主机上的状态信息监测模块转发全站实时的过程层、间隔层二次设备状态监测数据。站控层设备的状态监测数据尚未能统一，目前较为通用的做法为读取站控层设备的CPU使用率、内存使用率、磁盘使用率等参数作为状态监测数据，具体参数内容不是本发明的重点，可选择通用方式实现，并可在未来新的方法出现时方便扩充，该部分内容见图1中的信息流3。信息流1为状态信息管理模块与状态信息监测模块间的握手报文及心跳报文，信息流2为状态信息管理模块下发的数据刷新周期及需上送的状态监测数据。
在本实施例中，如图2所示为状态信息管理模块的流程图，状态信息管理模块读取配置参数、初始化完成后，即向各站控层设备中的状态信息监测模块发送握手信息，握手成功则传递配置文件中的状态监测参数，主要是数据刷新周期及需上送的状态监测数据。发送完成后开始接收监测数据、展示并存储，在此过程中以心跳报文保持与状态信息监测模块间的连接。如果有状态信息监测模块未连接上，则向其发送握手信息，等待再次握手成功。
在本实施例中，如图3所示为状态信息监测模块的流程图，状态信息监测模块启动时需手动配置状态管理模块目标地址，然后开始向状态信息管理模块发送握手消息，握手成功并接收到状态监测参数后定时更新状态监测数据进行上送。在上送状态监测数据的同时，需通过心跳报文保持与状态信息管理模块间的连接。如果失去连接，则向状态信息管理模块发送握手信息，等待再次握手成功。
本实施例提供的一种二次设备状态监测功能的实现方法，采用状态信息配置文件、状态信息管理模块、状态信息监测模块来监测二次设备的状态；所述状态信息配置文件与所述状态信息管理模块布置于综合应用服务器，所述状态信息监测模块布置于站控层所有设备。
具体实施时，所述状态信息配置文件可以由独立的配置工具软件生成；所述状态信息配置文件可以包括：监测数据刷新周期、站控层各设备的设备类型、IP地址、通讯端口号、状态监测信息名称及数据类型。
具体实施时，所述状态信息管理模块的工作流程可以包括以下步骤：
步骤S101：从所述状态信息配置文件中读取监测数据刷新周期及各设备类型、需转发的数据内容；
步骤S102：
读取类型为监控主机或其他站控层设备的设备信息，并初始化对象，将该设备的设备通信状态置0，并开始向该节点发送握手消息，若收到握手消息，则将设备通信状态置1；按此流程逐一轮询状态信息配置文件中所有的类型为站控层设备或监控主机的设备；
读取类型为综合应用服务器的设备信息，初始化对象，将该设备的设备通信状态置0，启动内部进程发送握手消息，并开始向该节点发送握手信息，若收到握手消息，则将设备通信状态置1；
步骤S103：接收到对应设备中状态信息监测模块的握手信息后发送刷新周期及需要监测的状态监测信息名称、数据类型；
步骤S104：接收各设备发送来的状态监测数据内容及读取本机的状态监测数据内容，通过图形界面进行展示并存入数据库；其中本机的状态监测数据内容可以由本机的状态信息监测模块采集；
步骤S105：可以向包括本机在内的各设备的状态信息监测模块定时（例如：每5秒）发送一次心跳报文，在一定时间内（例如：12秒内）没有收到对方的心跳报文，则认为双方的连接断开；
步骤S106：发现有设备断开时，重新向该节点发送握手消息；若收到握手消息，则将设备的通信状态置1，并返回步骤S103。
具体实施时，所述状态信息监测模块的工作流程可以包括以下步骤：
步骤S201：设定变电站内监控系统的综合应用服务器的IP地址及其上布置的状态信息管理模块所使用的端口号，
如果本机不是综合应用服务器，则向状态信息管理模块发送握手消息；
如果本机是综合应用服务器，则通过内部通信进程向状态信息管理模块发送握手消息，后续步骤中同样通过内部通信进程发送心跳报文及本机状态监测数据；
步骤S202：收到状态信息管理模块的握手消息后，认为与状态信息管理模块连通，等待接收状态信息管理模块发送的刷新周期及需要转发的状态监测数据；
步骤S203：收到刷新周期及需要转发的状态监测数据后，对本机状态监测数据进行采集；
若本机为监控主机，则根据本机为双机运行中的主机或备机区分：
主机除发送本机状态监测数据外，同时转发状态信息管理模块要求的各过程层及间隔层二次设备需上送的状态监测数据；
备机只需发送本机的状态监测数据；
如本机为其他站控层设备，同样只需发送本机的状态监测数据；
步骤S204：根据刷新周期定时更新状态监测数据并发至状态信息管理模块；
步骤S205：可以向状态信息管理模块定时（例如：每5秒）发送一次心跳报文，在一定时间内（例如：12秒内）没有收到对方的心跳报文，则认为双方的连接断开；
步骤S206：如果与状态信息管理模块的连接断开，则停止监测，清除缓存的状态监测数据，等待再次握手；握手成功后进入步骤S202。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，包括：设置于综合应用服务器上的状态信息管理模块根据预先存储的状态信息配置文件确定需监测的站控层设备和状态监测信息，并将所述状态监测信息发送至设置于站控层设备上的状态信息监测模块；所述状态信息监测模块根据所述状态监测信息采集本设备的状态监测数据并通过站控层通信网将采集到的状态监测数据上传至所述状态信息管理模块。
2.据权利要求1所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述状态信息配置文件包括监测数据刷新周期、状态监测信息、站控层设备的设备类型、以及设备信息，所述状态监测信息包括状态监测信息名称及数据类型，所述设备信息包括设备的IP地址和通讯端口号。
3.根据权利要求2所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述站控层设备包括监控主机、数据网关机、综合应用服务器和工程师站。
4.根据权利要求2所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述设备类型包括综合应用服务器、监控主机和其他站控层设备。
5.根据权利要求1所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述状态信息管理模块的工作流程具体包括以下步骤：
步骤S11：从所述状态信息配置文件中读取监测数据刷新周期、站控层设备的设备类型、状态监测信息名称及数据类型；
步骤S12：与站控层设备建立通信；
步骤S13：发送刷新周期、状态监测信息名称及数据类型至站控层设备的状态信息监测模块；
步骤S14：接收所述设备中的状态信息监测模块发送来的状态监测数据。
6.根据权利要求5所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述步骤S12具体为：读取类型为监控主机或其他站控层设备的设备信息，向类型为监控主机或其他站控层设备的设备发送握手消息，若收到握手消息，则将该设备的通信状态标记为已建立通信；读取类型为综合应用服务器的设备信息，初始化对象，启动内部进程发送握手消息，若收到握手消息，则将该设备通信状态标记为已建立通信。
7.根据权利要求5所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述状态信息管理模块的工作流程还包括以下步骤：
步骤S15：向包括本机在内的各设备的状态信息监测模块定时发送心跳报文，若规定时间内没有收到对方的心跳报文，则认为双方的连接断开；
步骤S16：发现有设备断开时，重新向该节点发送握手消息；若收到握手消息，则将该设备的通信状态标记为已建立通信，并返回步骤S13。
8.根据权利要求1所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述状态信息监测模块的工作流程具体包括以下步骤：
步骤S21：根据综合应用服务器的IP地址及其上布置的状态信息管理模块所使用的端口号，向状态信息管理模块发送握手消息；
步骤S22：收到状态信息管理模块的握手消息后，确认与状态信息管理模块连通；
步骤S23：收到状态信息管理模块发送的刷新周期、状态监测信息名称及数据类型后，对本机状态监测数据进行采集并将本机状态监测数据发至状态信息管理模块；
步骤S24：根据刷新周期定时更新状态监测数据并发至状态信息管理模块。
9.根据权利要求8所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，步骤S21中所述向状态信息管理模块发送握手消息具体为：如果本机不是综合应用服务器，则向综合应用服务器的状态信息管理模块发送握手消息；如本机为综合应用服务器，则通过内部通信进程向状态信息管理模块发送握手消息。
10.根据权利要求8所述的一种二次设备状态监测功能的实现方法，其特征在于，所述步骤S23还包括：若本机为双机运行中的主机，向过程层及间隔层二次设备转发状态信息管理模块需监测的各过程层及间隔层二次设备的状态监测信息。
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