CN110658760A

CN110658760A - 一种具有远程定位及通讯的电力运维终端

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Publication number: CN110658760A
Application number: CN201910918184.2A
Authority: CN
Inventors: 郭磊; 张伟; 张成云; 周志清; 赵慧超
Original assignee: Power Supply Branch Of Gaocheng District Shijiazhuang City Hebei Electric Power Co Ltd; State Grid Hebei Electric Power Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC
Current assignee: Power Supply Branch Of Gaocheng District Shijiazhuang City Hebei Electric Power Co Ltd; State Grid Hebei Electric Power Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-01-07

Abstract

本发明公开了一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，采用分层分级的体系架构，由两层平台和三级应用组成变电站远程运维管理平台。本发明从变电站运维一体化的需求出发，提出构建统一的变电站远程运维终端，该终端基于区域站域两级分布式架构，通过站端、区域端、运维班终端三级应用，实现了远程监视、远程巡视、远程故障处理和远程智能诊断等远程运维业务。将一、二次设备状态信息全部纳入监控范围，实现了对现有监控系统的补充，填补了支撑运维一体化平台的空白。当某保护装置的光口出现故障时，可以清楚地看到状态异常的光口及链路中断告警，能够帮助运维人员及时发现网络异常及快速定位故障节点。

Description

一种具有远程定位及通讯的电力运维终端

技术领域

本发明涉及电力检修技术领域，具体涉及一种具有远程定位及通讯的电力运维终端。

背景技术

随着智能电网建设全面推进，智能变电站大量投运，无人值守变电站广泛应用，但是变电运检的模式却未能随着技术的进步而革新，导致变电站运维面临以下几个难题：相对传统变电站设备，智能设备的逻辑和配置复杂，维护管理难度大，运维工作量急剧增加；运维技术应用滞后，自动化程度严重不足，对运维人员技术水平要求过高；缺乏远程运维手段，设备状态监视依赖运维人员现场巡视，无人值班条件下，对事故与缺陷的响应速度慢。

现有的电力监控系统架构还存在以下问题：

1）目前转发到调度的数据无法满足远程运维的需求，目前一体化监控系统向调度端转发的数据更侧重于为调度和调控中心提供电网实时监视和控制服务，对运维检修的支持功能严重不足。一方面是仅依靠目前调度采集到的数据无法满足远程运维需要，另一方面，大部分数据只能停留在变电站内，不能得到充分利用，严重制约了智能化变电站运检管理水平的提高。

2）运维人员缺乏远程运维手段，电网操作采取集中监视控制模式，所有设备的操作命令都由调度部门下达，变电站实行无人值守后，变电运检人员对管辖设备无有效监视手段，无法实时掌握站内设备状态，运维人员无法预判故障严重程度，需频繁进站检查设备，在运维班和变电站间反复往返，造成人员浪费。

3) 各子系统数据分散，不利于数据综合分析为了掌握变电站设备运行情况，运维人员除了要监视电网运行数据外，还需要了解变电站一次设备、二次设备、辅助设备等运行状态信息、视频数据以及变电站人工和机器人巡检数据。目前各类数据都有独立的系统，缺乏数据的统一处理。

) 缺乏支持运维一体模式的运检终端，目前变电运行和变电检修两个专业始终是单独设置，独立运作的。变电运行人员负责设备巡视、倒闸操作、日常维护及事故异常处理等，变电检修人员负责设备消缺、预试、检修等。把变电运维与变电检修业务进行整合，由同一组人员实现设备巡视、倒闸操作、设备维护和检修、应急处置等业务，对运维人员技术水平要求过高。

因此，亟需提供一种解决上述问题的具有远程定位及通讯的电力运维终端。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，以支撑智能变电站远程运维为主线，针对智能设备远程监视、远程巡视、远程故障处理、

远程诊断等方面开展研究，构建区域和站域智能设备远程运维管理终端，提供丰富的运维手段，降低运维门槛要求，减少智能变电站运维工作量，提高变电站设备运行的连续性与稳定性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，采用分层分级的体系架构，由两层平台和三级应用组成变电站远程运维管理平台；

所述两层平台包括站域智能设备运维管理平台和区域智能设备运维管理平台；

所述三级应用包括站域平台应用功能、区域平台应用功能和运维班终端应用功能；对于智能设备的运维管理、区域和站域分别有不同的功能定位需求：站域端侧重于数据采集与存储，区域端侧重于对多个站域的远程管理；运维班终端应用功能提供基于运维班的视图管理，供各运维班关注责任片区内的变电站监控信息。

作为本发明的进一步改进，所述站域智能设备运维管理平台部署于变电站内，站域平台基于一体化业务平台实现，利用平台结合插件的开放式软件体系架构，与一体化监控系统融合，统一采集站内主设备监控、一次设备在线监测、故障录波和通信报文数据，与主站协作支持远程运维；

所述区域智能设备运维管理平台部署在运检部门，作为支撑运维的一个独立系统，建立区域运维管理中心，接收多个站域平台数据，实现对多个变电站智能设备的远程运维。区域运维管理平台通过正向专用安全隔离装置将数据备份至 III 区的 Web 数据服务器，Web 数据服务器提供数据发布服务，运维班终端以 Web 浏览的方式对辖区内的变电站进行信息查询。

作为本发明的进一步改进，所述站域平台应用功能包括站域全景数据中心、辅助现场作业和远程运维支持；

所述站域全景数据中心实现站域智能设备运维管理平台对变电站全景数据采集，建立站域数据中心，对数据统一分类，统一存储，并提供统一的数据访问接口；站域数据中心数据涵盖主设备监控信息、一次设备在线监测信息、二次设备在线监测信息、物理网络监测信息、虚回路监视信息、故障录波、网络报文、配置文件和模型文件全站全景信息；

所述辅助现场作业是帮助运维人员进行设备故障定位、装置检修、变电站二次设备巡视

现场作业；

所述远程运维支持包括远程操作支持、远程画面浏览、远程历史数据查询、实时数据上送，实现远程巡视、远程诊断从两级分布式运维业务。

作为本发明的进一步改进，所述区域平台应用功能包括远程设备状态监视、远程控制、远程巡视和远程诊断；

所述远程设备状态监视实现对区域内所有变电站智能设备的远程全景监视，按照地区-站-电压等级-间隔-装置的层级，分层展示区域所有变电站设备运行状态；

所述远程控制在区域平台对站内设备进行信号复归、装置复位、软压板投退控制操作，少运维人员往返变电站次数；

所述远程巡视通过区域平台对区域内所有变电站智能设备进行远方巡视，减少变电站现场巡视次数；

所述远程诊断是在区域端建立设备状态智能诊断专家系统，实时监视分析站端上送的设备运行状态数据，对设备健康状态进行准确诊断和主动预警；设备发生故障时，综合设备运行状态、通信报文、配置文件多维数据进行智能分析，自动进行设备故障定位。

作为本发明的进一步改进，所述运维班终端应用功能包括变电站信息查看、辅助变电站巡视和辅助现场作业；

变电站信息查看采用分层分级展示的方式，对运维班辖区内的所有变电站设备监视数据进行实时展示；运维人员可随时随地查询、下载设备台账信息、配置参数、设备运行状态、历史数据；

所述辅助变电站巡视辅助运维人员制定巡视计划，编写巡视报告；

所述辅助现场作业提供问题解决方案，指导检修过程，编制检修报告。

作为本发明的进一步改进，所述站域智能设备运维管理平台和区域智能设备运维管理平台之间的通信基于面向服务的交互接口实现，采用通用GSP服务协议实现数据传输服务；区域站域系统之间的服务交互采用基于代理的服务模式实现；

服务代理作为服务管理者，提供本地服务管理及远方服务运行状态信息查询、服务定位、数据转发功能。

区域端的远程监视、远程运维、远程诊断及远程操作各种业务应用作为服务消费者，通过使用站域端提供的各种服务完成业务功能；

站域端提供实时数据订阅/发布、历史数据查询、文件调阅、控制操作服务支持主站业务，主站业务服务向服务管理中心进行服务注册和服务上线申请。

作为本发明的进一步改进，区域站域之间数据交互分为两类：第一类为运行监视数据交互，包括站域系统主动上传设备状态监视数据、智能分析结果、区域系统查询历史数据、调阅画面文件；第二类是区域站域分布式业务交互，包括远程控制业务、远程巡视业务、远程智能诊断。

作为本发明的进一步改进，所述站域智能设备运维管理平台对外部提供统一服务接口，包括数据主动上送服务、远程数据查询服务、文件调阅服务、远程操作服务和分布式运维服务。

作为本发明的进一步改进，所述变电站远程运维管理平台采用开放式安全防护，非割裂式网络传输，对应用业务运行和关键数据流动进行监视；采用安全探针技术获得日志数据，然后用大数据分析技术，对可能存在的数据异常访问、业务运行异常风险进行精确感知与管控；安全探针部署在诊断分析、配置管理等业务服务器上，或部署在网关机代理设备上，对代理网络数据流和终端业务应用状态进行监控和数据采集，传给本区域的智能数据分析服务器。

作为本发明的进一步改进，所述区域智能设备运维管理平台的数据模型统一在站端进行配置和维护，区域端导入站端数据模型直接使用，站端模型有变更时，通过模型变更服务通知区域端，区域端通过文件服务获取最新站端模型文件，实现模型同步更新，保持区域端与站端模型的一致性；站域系统将站端画面导出为 G 格式文件，同时导出画面上数据图元与站端数据库的数据映射关系；主站通过文件服务读取站端 G 文件及数据映射关系文件，通过 G 文件建立主站端画面，通过数据映射关系文件建立与 SCD 模型的关联，实现变电站画面远程浏览。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：

本发明从变电站运维一体化的需求出发，提出构建统一的变电站远程运维终端，并给出了平台的设计及实现方案。本发明为运维一体化提供了支撑平台，该终端基于区域站域两级分布式架构，通过站端、区域端、运维班终端三级应用，实现了远程监视、远程巡视、远程故障处理和远程智能诊断等远程运维业务。将一、二次设备状态信息全部纳入监控范围，实现了对现有监控系统的补充，填补了支撑运维一体化平台的空白。当某保护装置的光口出现故障时，可以清楚地看到状态异常的光口及链路中断告警，能够帮助运维人员及时发现网络异常及快速定位故障节点。

附图说明

附图1是本发明区域站域体系架构示意图；

附图2是本发明区域站域运维平台应用架构示意图；

附图3是本发明区域站域交互服务体系结构示意图；

附图4是本发明站域平台服务接口设计示意图；

附图5是本发明安全防护工作原理图；

附图6是本发明设备健康状态评价模型示意图；

附图7是本发明压板状态智能巡视实现方案原理示意图；

附图8是本发明设备故障定位原理图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如附图1-5所示；

进一步的，所述站域智能设备运维管理平台部署于变电站内，站域平台基于一体化业务平台实现，利用平台结合插件的开放式软件体系架构，与一体化监控系统融合，统一采集站内主设备监控、一次设备在线监测、故障录波和通信报文数据，与主站协作支持远程运维；

进一步的，所述站域平台应用功能包括站域全景数据中心、辅助现场作业和远程运维支持；

现场作业；

进一步的，所述区域平台应用功能包括远程设备状态监视、远程控制、远程巡视和远程诊断；

进一步的，所述运维班终端应用功能包括变电站信息查看、辅助变电站巡视和辅助现场作业；

进一步的，所述站域智能设备运维管理平台和区域智能设备运维管理平台之间的通信基于面向服务的交互接口实现，采用通用GSP服务协议实现数据传输服务；区域站域系统之间的服务交互采用基于代理的服务模式实现；

进一步的，区域站域之间数据交互分为两类：第一类为运行监视数据交互，包括站域系统主动上传设备状态监视数据、智能分析结果、区域系统查询历史数据、调阅画面文件；第二类是区域站域分布式业务交互，包括远程控制业务、远程巡视业务、远程智能诊断。

进一步的，所述站域智能设备运维管理平台对外部提供统一服务接口，包括数据主动上送服务、远程数据查询服务、文件调阅服务、远程操作服务和分布式运维服务。

进一步的，所述变电站远程运维管理平台采用开放式安全防护，非割裂式网络传输，对应用业务运行和关键数据流动进行监视；采用安全探针技术获得日志数据，然后用大数据分析技术，对可能存在的数据异常访问、业务运行异常风险进行精确感知与管控；安全探针部署在诊断分析、配置管理等业务服务器上，或部署在网关机代理设备上，对代理网络数据流和终端业务应用状态进行监控和数据采集，传给本区域的智能数据分析服务器。

进一步的，所述区域智能设备运维管理平台的数据模型统一在站端进行配置和维护，区域端导入站端数据模型直接使用，站端模型有变更时，通过模型变更服务通知区域端，区域端通过文件服务获取最新站端模型文件，实现模型同步更新，保持区域端与站端模型的一致性；站域系统将站端画面导出为 G 格式文件，同时导出画面上数据图元与站端数据库的数据映射关系；主站通过文件服务读取站端 G 文件及数据映射关系文件，通过 G文件建立主站端画面，通过数据映射关系文件建立与 SCD 模型的关联，实现变电站画面远程浏览。

进一步的优化，本发明具有远程监视及故障告警功能。如图6所示，首先创建设备状态健康评价模型，变电站智能设备提供了丰富的设备运行状态信息，设备异常时会产生各种告警例如温度越限、电压不稳、通信中断、操作失败等，这些告警表征了设备的健康状态，因此可以基于设备告警建立设备健康状态评价模型。在线分析各种设备异常告警，从实时异常告警积分、历史异常告警积分、运行年限积分等方面，对设备健康状态进行定性和定量的评估。如图7所示，子站端提供设备巡视服务，可巡视的内容包括：信号灯状态、异常告警、保护动作、定值、压板、ABC 三相差流、开入量、异常事件报告、装置操作报告、装置 CRC码等。区域端根据业务需要定制巡视内容，子站巡视服务根据区域端指定的巡视内容，对设备进行巡视，生成巡视报告，以文件的形式上传巡视结果。定值和压板状态对保护装置能否正确保护动作起着至关重要的作用，因此对于保护装置的定值和压板除了常规的巡视之外还进行状态校验。压板智能巡视实现全站压板状态监视、压板状态自动校核、压板状态异常告警。压板状态自动校核：通过全站实时数据，形成变电站一次系统拓扑结构图，判断当前的运行方式，匹配规则库中与当前运行方式一致的规则，判断当前的压板状态是否与规则要求的一致，如果不一致进行告警。

进一步的优化，本发明具有远程设备故障定位，如图8所示，利用变电站二次设备运行过程中积累的大量检修记录及状态监测历史数据，根据故障设备类型、故障类型、故障特征信息集合和解决方案构造故障案例，并将故障案例存储在数据库中形成变电站设备故障案例库；设备发生故障时，根据设备的运行状态信息，在变电站设备故障案例库中进行匹配案例检索，根据检索到的故障案例，实现故障快速诊断。

以上所述实例表达了本发明的优选实施例，描述内容较为详细和具体，但并不仅仅局限于本发明；特别指出的是，对于本领域的研究人员或技术人员来讲，在不脱离本发明的结构之内，系统内部的局部改进和子系统之间的改动、变换等，均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：采用分层分级的体系架构，由两层平台和三级应用组成变电站远程运维管理平台；

2.根据权利要求1所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述站域智能设备运维管理平台部署于变电站内，站域平台基于一体化业务平台实现，利用平台结合插件的开放式软件体系架构，与一体化监控系统融合，统一采集站内主设备监控、一次设备在线监测、故障录波和通信报文数据，与主站协作支持远程运维；

所述区域智能设备运维管理平台部署在运检部门，作为支撑运维的一个独立系统，建立区域运维管理中心，接收多个站域平台数据，实现对多个变电站智能设备的远程运维；

区域运维管理平台通过正向专用安全隔离装置将数据备份至 III 区的 Web 数据服务器，Web 数据服务器提供数据发布服务，运维班终端以 Web 浏览的方式对辖区内的变电站进行信息查询。

3.根据权利要求2所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述站域平台应用功能包括站域全景数据中心、辅助现场作业和远程运维支持；

现场作业；

4.根据权利要求2所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述区域平台应用功能包括远程设备状态监视、远程控制、远程巡视和远程诊断；

5.根据权利要求2所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述运维班终端应用功能包括变电站信息查看、辅助变电站巡视和辅助现场作业；

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述站域智能设备运维管理平台和区域智能设备运维管理平台之间的通信基于面向服务的交互接口实现，采用通用GSP服务协议实现数据传输服务；区域站域系统之间的服务交互采用基于代理的服务模式实现；

服务代理作为服务管理者，提供本地服务管理及远方服务运行状态信息查询、服务定位、数据转发功能；

7.根据权利要求6所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：区域站域之间数据交互分为两类：第一类为运行监视数据交互，包括站域系统主动上传设备状态监视数据、智能分析结果、区域系统查询历史数据、调阅画面文件；第二类是区域站域分布式业务交互，包括远程控制业务、远程巡视业务、远程智能诊断。

8.根据权利要求7所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述站域智能设备运维管理平台对外部提供统一服务接口，包括数据主动上送服务、远程数据查询服务、文件调阅服务、远程操作服务和分布式运维服务。

9.根据权利要求8所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述变电站远程运维管理平台采用开放式安全防护，非割裂式网络传输，对应用业务运行和关键数据流动进行监视；采用安全探针技术获得日志数据，然后用大数据分析技术，对可能存在的数据异常访问、业务运行异常风险进行精确感知与管控；安全探针部署在诊断分析、配置管理等业务服务器上，或部署在网关机代理设备上，对代理网络数据流和终端业务应用状态进行监控和数据采集，传给本区域的智能数据分析服务器。

10. 根据权利要求8所述的一种具有远程定位及通讯的电力运维终端，其特征在于：所述区域智能设备运维管理平台的数据模型统一在站端进行配置和维护，区域端导入站端数据模型直接使用，站端模型有变更时，通过模型变更服务通知区域端，区域端通过文件服务获取最新站端模型文件，实现模型同步更新，保持区域端与站端模型的一致性；站域系统将站端画面导出为 G 格式文件，同时导出画面上数据图元与站端数据库的数据映射关系；主站通过文件服务读取站端 G 文件及数据映射关系文件，通过 G 文件建立主站端画面，通过数据映射关系文件建立与 SCD 模型的关联，实现变电站画面远程浏览。