CN109561155A - 一种变电站设备远程集中监视与运维方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站设备远程集中监视与运维方法，该方法包括：建立变电站设备监控数据模型；根据设备监控数据模型，建立包含模型服务、数据服务、告警服务、日志服务和图形服务在内的远程监视服务端；根据所述远程监视服务端，建立与之对应的客户端，用于调取服务端各类监控数据。

Description

一种变电站设备远程集中监视与运维方法

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，涉及一种变电站设备远程集中监视与运维方法，尤其涉及一种基于透明访问技术的变电站设备远程集中监视与运维方法。

背景技术

近年来，随着国家电网公司“三集五大”改革，对变电站设备监控的职责划归到调度的设备监控处，运维检修负责设备的运维管理职能。现阶段对于变电站的设备缺乏有效的远程监视和运维手段，运维班组无监控手段，无法做到预警、预控和提前有效处理。操作一个压板、复归一个信号等简单操作需往返数十甚至上百公里。变电站传统倒闸操作环节复杂，重复性工作多，每步操作均需人员现场执行、现场确认，且易发生操作票错误或走错间隔引起的误操作，安全风险高且效率低下。变电运检工作仍采用手工录入、人工分析，不仅效率低，数据利用率也不高。整体来看，当前的运检模式仍以人力物力投入为主，智能化、信息化水平较低。分析其技术原因有两点：

1、采用D5000远程终端的方式，造成监视用信息量少。由于只接入一少部分变电站信息，而且绝大部分都是针对电网调度监视使用，对设备的信号大多以合并信号方式上送，且上送的数据量极其有限。经过统计，智能站上送D5000数据只占到变电站全数据的10％，常规站只占到20％，远远达不到设备远程监视的需求；

2、采用基DL/T634.5101-2002(以下简称101规约)和DL/634.5104-2002(以下简称104规约)等传统规约方式重新在运维操作站建设远程监视系统，受限于传统规约的局限，无法避免对点、做库等大量调试工作，耗费大量人力物力，而且需要长期跟踪维护、自动化水平差。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种基于透明访问技术的变电站设备远程集中监视与运维方法。在运维操作站(以下简称维操站)或集控站部署基于透明访问技术的变电站设备远程集中监视和运维系统，达到对变电站设备运行状态在线全面监视，以及远程运维的目的。

本发明所提到的透明访问技术，是指在调度数据网的任意网络节点，在安全可控的基础上，遵循电力系统通用服务协议标准，可以根据需要灵活地了解变电站设备运行信息，突破了点对点交互的限制，只要网络上任意授权节点，都可以使用。基于面向服务的设计思路，提供对数据集的灵活定制手段，达到对变电站设备运行信息的按需访问，无需大量的调试工作，采用服务化的方式减免了重复的对点、调试工作，部署架构灵活、可靠。由于遵循“电力系统通用服务协议”国家标准，将变电站作为服务节点，支持对变电站数据集进行灵活的访问，可以像浏览网页一样对变电站设备进行远程的监视和操作，极大提高调控对变电站设备远程监视的水平。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种变电站设备远程集中监视与运维方法，包括以下步骤：

步骤一：建立变电站设备监控数据模型；所述设备监控数据模型包含设备实时采集的量测量数据和状态量数据、告警信号、运行日志和图形文件索引，汇总形成满足设备监视业务需求的数据模型；

步骤二：根据设备监控数据模型，建立远程监视服务端；所述服务端部署在变电站II区数据通信网关机中，并遵循电力系统通用服务协议；所述服务端包括实时数据库、历史数据库、消息总线等平台模块。根据建立的变电站设备监控数据模型，在各平台模块上，建立面向监控业务的服务模块，包括模型服务、数据服务、告警服务、日志服务和图形服务；

步骤三：根据所述远程监视服务端，建立与之对应的客户端，用于调取服务端各类监控数据；所述客户端遵循电力系统通用服务协议，并且具有与步骤二所建立的服务端相对应的模型、数据集、告警、日志和图形调阅接口，通过访问服务端的各类服务来获取数据，进而在人机界面进行展示。

进一步地，所述步骤一具体包括：

(1.1)建立XML监控数据模型文件，分别以实时数据、告警数据、运行日志、图形4类数据作为模型文件的子节点名称；

(1.2)采用IEC61850协议与变电站的各个设备进行通信，获取设备报告控制块中的数据集，提取数据集所包含的量测数据列表和状态量数据列表，将提取的数据集以及数据列表写入XML模型文件的实时数据子节点中；

(1.3)将步骤1.2中提取到的状态量数据列表作为告警数据列表，写入XML模型文件的告警数据子节点中；

(1.4)检索变电站设备的日志文件夹，获取变电站日志文件列表，将日志文件列表转换成二进制编码格式并压缩，写入XML模型文件中的运行日志子节点中；

(1.5)检索变电站设备的图形文件夹，获取变电站图形文件列表，将图形文件列表转换成二进制编码格式并压缩，写入XML模型文件中的图形子节点中，所述图形文件遵循CIM/G规范。

进一步地，所述步骤二具体包括：

(2.1)根据步骤一生成的XML格式的模型文件，提取模型文件中所有节点信息，获取实时数据子节点、告警数据子节点、运行日志子节点、图形子节点信息，形成模型服务；所述节点信息包括节点的各属性名称和属性值。

(2.2)根据获取的实时数据子节点信息，提取各数据集所包含的数据索引，分别在实时数据库和历史数据库中将实例化数据与数据索引建立关联，形成数据服务；

(2.3)根据获取的告警数据子节点信息，提取各告警数据集所包含的数据索引，在历史数据库中将实例化数据与数据索引建立关联，形成告警服务；

(2.4)根据获取的运行日志子节点信息，提取压缩的日志文件列表，解压后按照二进制格式解码，提取日志文件列表，在log文件夹中将提取的列表与实际文件建立关联，形成日志服务；

(2.5)根据获取的图形子节点信息，提取压缩的图形文件列表，解压后按照二进制格式解码，提取图形文件列表，在图形文件夹中将提取的列表与实际文件建立关联，形成图形服务。

进一步地，所述客户端用于执行以下步骤：

(3.1)通过模型调阅接口访问服务端的模型服务，获取步骤一中生成的XML监控数据模型文件；

(3.2)对获取到的模型文件进行解析，提取其中各类子节点信息，分别获取实时数据子节点、告警数据子节点、运行日志子节点、图形子节点的信息；

(3.3)将解析得到的实时数据子节点信息导入数据集调阅模块，所述数据集调阅模块用于根据实时数据子节点信息中数据集所包含的数据索引形成需要查阅的数据列表，其后可通过请求/响应和订阅/发布两种方式来调阅服务端的数据服务；

(3.4)将解析得到的告警数据子节点信息导入告警调阅模块，所述告警调用模块开启告警窗，被动接收变电站发送的告警，实现告警的实时监控；同时将导入的告警数据列表中的告警数据索引提取出来，形成要查询的告警列表，其后通过请求/响应方式调阅服务端的告警服务；

(3.5)将解析得到的运行日志子节点信息导入日志调阅模块，所述日志调用模块从所述运行日志子节点信息中提取日志文件列表，并将需要调阅的日志文件发送给服务端；

(3.6)将解析得到的图形子节点信息导入图形调阅模块，所述图形调阅模块从图形子节点信息中提取图形文件列表，并将需要调阅的图形文件发送给服务端，图形调阅模块接收到服务端返回的图形文件后，对图形文件进行解析，提取图形中的数据索引列表，将数据索引列表通过数据集调阅模块发送到服务端的数据服务，根据服务端返回的数据后在图形上进行刷新显示。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明所提到的透明访问技术，是指在调度数据网的任意网络节点，在安全可控的基础上，遵循电力系统通用服务协议标准，可以根据需要灵活地了解变电站设备运行信息，突破了点对点交互的限制，只要网络上任意授权节点，都可以使用。基于面向服务的设计思路，提供对数据集的灵活定制手段，达到对变电站设备运行信息的按需访问，无需大量的调试工作，采用服务化的方式减免了重复的对点、调试工作，部署架构灵活、可靠。由于遵循“电力系统通用服务协议”国家标准，将变电站作为服务节点，支持对变电站数据集进行灵活的访问，可以像浏览网页一样对变电站设备进行远程的监视和操作，极大提高调控对变电站设备远程监视的水平。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明基于透明访问技术的变电站设备远程集中监视与运维实现流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1，本发明在当前的主厂站通信架构的基础上，基于电力系统通用服务协议，以实现变电站设备区域集中监视和运维为目标，提出了基于透明访问技术的变电站设备远程集中监视与运维实现方法，下面对其步骤进行详细说明。

步骤一：建立变电站设备监控数据模型。

本发明所提出的变电站设备监控数据模型以XML格式表示，所述设备监控数据模型包含设备实时采集的量测量数据和状态量数据、告警信号、运行日志和图形文件索引，汇总形成满足设备监视业务需求的数据模型。具体步骤包括：

(1.1)建立XML监控数据模型文件，分别以实时数据、告警数据、运行日志、图形4类数据作为模型文件的子节点名称；

(1.2)采用IEC61850协议与变电站的各个设备进行通信，获取设备报告控制块中的数据集，提取数据集所包含的量测数据列表和状态量数据列表，将提取的数据集以及数据列表写入XML模型文件的实时数据子节点中；

(1.3)将步骤1.2中提取到的状态量数据列表作为告警数据列表，写入XML模型文件的告警数据子节点中；

(1.4)检索变电站设备的日志文件夹，获取变电站日志文件列表，将日志文件列表转换成二进制编码格式并压缩，写入XML模型文件中的运行日志子节点中；

(1.5)检索变电站设备的图形文件夹，获取变电站图形文件列表，将图形文件列表转换成二进制编码格式并压缩，写入XML模型文件中的图形子节点中，所述图形文件遵循CIM/G规范。

步骤二：根据设备监控数据模型，建立包含模型服务、数据服务、告警服务、日志服务和图形服务在内的远程监视服务端。

在变电站II区数据通信网关机中，部署遵循电力系统通用服务协议的服务端，所述服务端包括实时数据库、历史数据库、消息总线等平台模块。根据建立的变电站设备监控数据模型，在各平台模块上，建立面向监控业务的服务模块，包括模型服务、数据服务、告警服务、日志服务和图形服务。具体步骤包括：

(2.1)根据步骤一生成的XML格式的模型文件，提取模型文件中所有节点信息，获取实时数据子节点、告警数据子节点、运行日志子节点、图形子节点信息，形成模型服务；所述节点信息包括节点的各属性名称和属性值。

(2.2)根据获取的实时数据子节点信息，提取各数据集所包含的数据索引，分别在实时数据库和历史数据库中将实例化数据与数据索引建立关联，形成数据服务；

(2.3)根据获取的告警数据子节点信息，提取各告警数据集所包含的数据索引，在历史数据库中将实例化数据与数据索引建立关联，形成告警服务；

(2.4)根据获取的运行日志子节点信息，提取压缩的日志文件列表，解压后按照二进制格式解码，提取日志文件列表，在log文件夹中将提取的列表与实际文件建立关联，形成日志服务；

(2.5)根据获取的图形子节点信息，提取压缩的图形文件列表，解压后按照二进制格式解码，提取图形文件列表，在图形文件夹中将提取的列表与实际文件建立关联，形成图形服务。

步骤三：根据所述远程监视服务端，建立与之对应的客户端，用于调取服务端各类监控数据。

在前面两个步骤的基础上，部署遵循电力系统通用服务协议的客户端，生成与步骤二所建立的服务端相对应的模型、数据集、告警、日志和图形调阅接口，通过访问变电站服务端的各类服务来获取数据，进而在人机界面进行展示，供运检人员对变电站进行监视和控制。客户端执行的具体步骤包括：

(3.1)通过模型调阅接口访问服务端的模型服务，获取步骤一中生成的XML监控数据模型文件；

(3.2)对获取到的模型文件进行解析，提取其中各类子节点信息，分别获取实时数据子节点、告警数据子节点、运行日志子节点、图形子节点的信息；

(3.3)将解析得到的实时数据子节点信息导入数据集调阅模块，所述数据集调阅模块用于根据实时数据子节点信息中数据集所包含的数据索引形成需要查阅的数据列表，其后可通过请求/响应和订阅/发布两种方式来调阅服务端的数据服务，服务端接收到调阅请求后，按照接收到的数据列表在实时数据库或历史数据库进行查询并返回数据。

(3.4)将解析得到的告警数据子节点信息导入告警调阅模块，所述告警调用模块开启告警窗，被动接收变电站发送的告警，实现告警的实时监控；同时将导入的告警数据列表中的告警数据索引提取出来，形成要查询的告警列表，其后通过请求/响应方式调阅服务端的告警服务，服务端接收告警调阅请求后，根据接收到的告警列表对历史数据中的数据进行查询，返回查询到的历史告警记录。

(3.5)将解析得到的运行日志子节点信息导入日志调阅模块，所述日志调用模块从所述运行日志子节点信息中提取日志文件列表，并将需要调阅的日志文件发送给服务端，服务端的日志服务接收到调用请求后，从日志文件夹中检索对应的文件并发送给客户端。

(3.6)将解析得到的图形子节点信息导入图形调阅模块，所述图形调阅模块从图形子节点信息中提取图形文件列表，并将需要调阅的图形文件发送给服务端，服务端的图形服务接收到请求后，从图形文件夹中检索对应的图形文件并发送给客户端，图形调阅模块接收到图形文件后，对图形文件进行解析，提取图形中的数据索引列表，将数据索引列表通过数据集调阅模块发送到服务端的数据服务，服务端返回数据，客户端接收数据后在图形上进行刷新显示。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种变电站设备远程集中监视与运维方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：建立变电站设备监控数据模型；所述设备监控数据模型包含设备实时采集的量测量数据和状态量数据、告警信号、运行日志和图形文件索引，汇总形成满足设备监视业务需求的数据模型；

步骤二：根据设备监控数据模型，建立远程监视服务端；所述服务端部署在变电站II区数据通信网关机中，并遵循电力系统通用服务协议；所述服务端包括实时数据库、历史数据库、消息总线等平台模块。根据建立的变电站设备监控数据模型，在各平台模块上，建立面向监控业务的服务模块，包括模型服务、数据服务、告警服务、日志服务和图形服务；

步骤三：根据所述远程监视服务端，建立与之对应的客户端，用于调取服务端各类监控数据；所述客户端遵循电力系统通用服务协议，并且具有与步骤二所建立的服务端相对应的模型、数据集、告警、日志和图形调阅接口，通过访问服务端的各类服务来获取数据，进而在人机界面进行展示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：

(1.1)建立XML监控数据模型文件，分别以实时数据、告警数据、运行日志、图形4类数据作为模型文件的子节点名称；

(1.2)采用IEC61850协议与变电站的各个设备进行通信，获取设备报告控制块中的数据集，提取数据集所包含的量测数据列表和状态量数据列表，将提取的数据集以及数据列表写入XML模型文件的实时数据子节点中；

(1.3)将步骤1.2中提取到的状态量数据列表作为告警数据列表，写入XML模型文件的告警数据子节点中；

(1.4)检索变电站设备的日志文件夹，获取变电站日志文件列表，将日志文件列表转换成二进制编码格式并压缩，写入XML模型文件中的运行日志子节点中；

(1.5)检索变电站设备的图形文件夹，获取变电站图形文件列表，将图形文件列表转换成二进制编码格式并压缩，写入XML模型文件中的图形子节点中，所述图形文件遵循CIM/G规范。

3.如权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

(2.1)根据步骤一生成的XML格式的模型文件，提取模型文件中所有节点信息，获取实时数据子节点、告警数据子节点、运行日志子节点、图形子节点信息，形成模型服务；所述节点信息包括节点的各属性名称和属性值。

(2.2)根据获取的实时数据子节点信息，提取各数据集所包含的数据索引，分别在实时数据库和历史数据库中将实例化数据与数据索引建立关联，形成数据服务；

(2.3)根据获取的告警数据子节点信息，提取各告警数据集所包含的数据索引，在历史数据库中将实例化数据与数据索引建立关联，形成告警服务；

(2.4)根据获取的运行日志子节点信息，提取压缩的日志文件列表，解压后按照二进制格式解码，提取日志文件列表，在log文件夹中将提取的列表与实际文件建立关联，形成日志服务；

(2.5)根据获取的图形子节点信息，提取压缩的图形文件列表，解压后按照二进制格式解码，提取图形文件列表，在图形文件夹中将提取的列表与实际文件建立关联，形成图形服务。

4.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述客户端用于执行以下步骤：

(3.1)通过模型调阅接口访问服务端的模型服务，获取步骤一中生成的XML监控数据模型文件；

(3.2)对获取到的模型文件进行解析，提取其中各类子节点信息，分别获取实时数据子节点、告警数据子节点、运行日志子节点、图形子节点的信息；

(3.3)将解析得到的实时数据子节点信息导入数据集调阅模块，所述数据集调阅模块用于根据实时数据子节点信息中数据集所包含的数据索引形成需要查阅的数据列表，其后可通过请求/响应和订阅/发布两种方式来调阅服务端的数据服务；

(3.4)将解析得到的告警数据子节点信息导入告警调阅模块，所述告警调用模块开启告警窗，被动接收变电站发送的告警，实现告警的实时监控；同时将导入的告警数据列表中的告警数据索引提取出来，形成要查询的告警列表，其后通过请求/响应方式调阅服务端的告警服务；

(3.5)将解析得到的运行日志子节点信息导入日志调阅模块，所述日志调用模块从所述运行日志子节点信息中提取日志文件列表，并将需要调阅的日志文件发送给服务端；

(3.6)将解析得到的图形子节点信息导入图形调阅模块，所述图形调阅模块从图形子节点信息中提取图形文件列表，并将需要调阅的图形文件发送给服务端，图形调阅模块接收到服务端返回的图形文件后，对图形文件进行解析，提取图形中的数据索引列表，将数据索引列表通过数据集调阅模块发送到服务端的数据服务，根据服务端返回的数据后在图形上进行刷新显示。