CN111063173A - 面向水电行业的分布式光字报警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向水电行业的分布式光字报警系统及方法，包括：采集系统、分布式监控告警系统、位于监控中心的光字告警余度系统以及光字告警信息展示单元。本发明通过在终端本地完成告警信息的预判，在本地根据信号的重要性和紧急程度，对光字告警信号进行预处理，包括筛选、优化、分析预测等保证数据量的精简，降低后台数据处理的负担，实现水电站各类光字告警信息准确、实时的展现；通过采集系统分类进一步降低本地数据处理的负担，降低整个系统硬件结构的冗余度，降低系统成本。本发明辅助运维人员及时、高效、稳定地处理告警信息，具有极大的应用价值。

Description

面向水电行业的分布式光字报警系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电力监控系统，尤其涉及一种面向水电行业的分布式光字报警系统及方法。

背景技术

根据澜沧江水电站的发展规划，在澜沧江干流云南省境内将开发从上游古水电站至下游橄榄坝电站共14座梯级水电站，总装机容量约为2481万千瓦。目前集控中心已接入乌弄龙、里底、黄登、大华桥、苗尾、功果桥、小湾、漫湾、糯扎渡、景洪、龙开口、瑞丽江、石林光伏、徐村等15个电厂，且实现了对苗尾、功果桥、小湾、漫湾、糯扎渡、景洪等电厂的远程集控功能，监视数据量约为27万点。

水电监控系统管控15个电站的辅助运行监视任务，在实际运行过程中发现诸多问题：监控信息量大、人员工作量大，接入系统信息量遥信、遥测数据点庞杂，所有接入电站上传的遥信信息都汇集到监控中心数量很大。在正常情况下，平均每分钟上传的信息有100条之多，而监控显示屏窗口一次只能显示20条信息，其余信息被顶到历史画面，监控人员无法及时查看所有的监控信息内容，调用历史数据查询需用时间较长，新信息还在不断上传，影响监控系统及监控人员故障点的正确判断，延误事故处理时间。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种面向水电行业的分布式光字报警系统及方法，能够提高光字报警的实时性和稳定性，实现水电站各类光字告警信息准确、实时的展现，辅助运维人员及时处理告警信息，优化后的光字报警成功率达到99％。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种面向水电行业的分布式光字报警系统，包括：采集系统，用于采集水电站的运行数据并发送至分布式监控告警系统；分布式监控告警系统，每个水电站上均设置有所述分布式监控告警系统，用于对所述运行数据进行处理，所得的告警信息通过网关发送至光字告警余度系统；所述分布式监控告警系统包括第一存储器和第一处理器；光字告警余度系统，位于监控中心，包括第二存储器和第二处理器，用于汇聚各个水电站上的分布式监控告警系统发送的告警信息，对告警信息进行可视化处理后发送给光字告警信息展示单元；光字告警信息展示单元，包括显示屏，用于告警信息的展示。优选的，所述光字告警余度系统，通过设置多套相同的存储器和处理器来实现系统的冗余度。

在一种技术方案中，所述采集系统包括三类采集器，包括普通终端采集器、智能终端采集器和系统集成采集模块，所述普通终端采集器为设置在电力设备上的电力数据采集器，所述智能终端采集器为设置在电力设备上带有数据处理功能的智能数据采集器，所述系统集成采集模块用于主动获取水电站内电力集成系统的系统运行数据。

所述分布式监控告警系统还包括光字告警信息预处理模块，用于告警信息预判，所述普通终端采集器采集到的设备运行数据以及所述系统集成采集模块获取的系统运行数据，先经由所述光字告警信息预处理模块进行告警信息预判后，再进一步处理。

本发明还提出了一种应用在上述分布式光字报警系统上的分布式光字报警方法，包括以下步骤：

(1)所述采集系统从水电站采集运行数据，包括模拟量信息和数字量信息；其中所述的运行数据包括三部分：

(11)由所述普通终端采集器采集的电力设备运行数据；

(12)由所述智能终端采集器采集并处理后的设备告警数据；

(13)由所述系统集成采集模块主动获取的水电站内电力集成系统的系统运行数据。

(2)所述分布式监控告警系统对所述运行数据进行处理，分析所得的告警信息通过网关发送至光字告警余度系统；所述的分布式监控告警系统对所述运行数据进行处理，包括以下内容：

(21)分布式监控告警系统对所述普通终端采集器采集的电力设备运行数据进行告警信息预判，然后进行筛选、优化、分析预测；

(22)分布式监控告警系统对所述智能终端采集器上传的所述设备告警数据进行筛选后上传；

(23)分布式监控告警系统对所述系统集成采集模块采集的系统运行数据进行告警信息预判，然后进行筛选、优化、分析预测。

上述数据处理过程中，告警信息预判包括控制装置异常、稳定装置过载、内外部直流消失、电压切换故障、母线故障以及控制回路断线在内的设备异常判断。

进一步的，所述筛选、优化、分析预测包括以下步骤：

(31)根据信号的重要性和紧急程度筛选告警信息预判数据；

(32)优化：对需要上报的告警信息预判数据进行确认告警，即通过判断一段时间内某类告警信息是否自动消除，来排除干扰信号；

(33)对告警信息预判数据进行时段分析，预测一段时间后的告警信息紧急程度。

(3)所述光字告警余度系统汇聚各个水电站上的分布式监控告警系统发送的告警信息，对告警信息进行可视化处理后发送给光字告警信息展示单元；

(4)所述光字告警信息展示单元在显示屏上展示可视化后的告警信息。

有益效果：相比于现有技术，本发明通过在终端本地完成告警信息的预判，在本地根据信号的重要性和紧急程度，对光字告警信号进行预处理，包括筛选、优化、分析预测等保证数据量的精简，降低后台数据处理的负担，实现水电站各类光字告警信息准确、实时的展现。通过采集系统分类进一步降低本地数据处理的负担，降低整个系统硬件结构的冗余度，降低系统成本。通过设置多套相同的存储器和处理器来增加监控中心系统中数据的冗余度，提高光字报警的稳定性。本发明辅助运维人员及时、高效、稳定地处理告警信息，具有极大的应用价值。

附图说明

图1是本发明所述的分布式光字报警系统结构图；

图2是本发明所述的分布式光字报警系统模块图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明所述的一种面向水电行业的分布式光字报警系统，其结构如图1所示，大规模电站中具有电力系统、存量设备和智能设备多种电力单元，通过三种采集方式上传至电站本地的分布式监控告警系统进行边缘计算处理，后通过智能网关上传至光字告警平台，在前端告警展示。

系统模块图如图2所示，包括：采集系统，用于采集水电站的运行数据并发送至分布式监控告警系统；分布式监控告警系统，每个水电站上均设置有所述分布式监控告警系统，用于对所述运行数据进行处理，所得的告警信息通过网关发送至光字告警余度系统；所述分布式监控告警系统包括第一存储器和第一处理器；光字告警余度系统，位于监控中心，包括第二存储器和第二处理器，用于汇聚各个水电站上的分布式监控告警系统发送的告警信息，对告警信息进行可视化处理后发送给光字告警信息展示单元；光字告警信息展示单元，包括显示屏，用于告警信息的展示。优选的，所述光字告警余度系统，通过设置多套相同的存储器和处理器来实现系统的冗余度。

本例中，采集系统包含有三类采集器，包括普通终端采集器、智能终端采集器和系统集成采集模块，普通终端采集器为设置在电力设备上的电力数据采集器，智能终端采集器为设置在电力设备上带有数据处理功能的智能数据采集器，系统集成采集模块用于主动获取水电站内电力集成系统的系统运行数据。上述设计能够进一步降低本地数据处理的负担，降低整个系统硬件结构的冗余度，降低系统成本。

所述分布式监控告警系统还包括光字告警信息预处理模块，用于告警信息预判，所述普通终端采集器采集到的设备运行数据以及所述系统集成采集模块获取的系统运行数据，先经由所述光字告警信息预处理模块进行告警信息预判后，再进一步处理。

设计的分布式光字报警优化方法，对水电站的模拟信号和数字信号进行分布式采集，分布式数据采集包括三部分：(1)通过边缘计算代理进行数据接入，并在本地进行告警信息预判，将预判处理的数据分发至告警平台，进一步筛选、优化、分析预测后，只上传告警信息；(2)智能终端在完成数据采集后，在智能终端实时进行数据处理，通过筛选后只上传告警信息。(3)对存量采集系统，通过前置机将采集数据接入告警平台进行数据预判，进一步筛选、优化、分析预测后，只上传告警信息。设计的光字报警优化方法，通过设定电厂控制层、机组控制层和控制方式，制定网调、梯调、电厂三级控制，针对机组控制层制定远方和本地的联控、单控方式，自适应进行事故自动停机、机组开停机顺序控制、断路器分合操作等。

设计的分布式光字报警方法，在采集端进行分布式控制，并在本地根据信号的重要性和紧急程度，对光字告警信号进行处理，包括筛选、优化、分析、预测等保证数据量的精简，降低后台数据处理的负担。设计的分布式光字报警方法工作流程如下：

(1)分布式采集器从水电站采集模拟量信息和数字量信息；

(2)针对不同的协议如RS485、http、udp、mqtt、https等，统一进行数据格式转化，进行数据上传。智能终端在终端本地完成告警信息的预判，普通终端在边缘计算代理完成告警信息的预判，传统的集成系统将数据发送至后台进行数据处理及告警信息判断。

然后，在各个水电站本地的监控告警系统内进行数据梳理，完成告警数据的筛选、优化、分析预测，保持上传的事故光字、报文数据不变，确保机组、公用系统的数据完整性和必要性。筛选、优化、分析预测具体包括以下步骤：

(31)根据信号的重要性和紧急程度筛选告警信息预判数据；

(32)优化：对需要上报的告警信息预判数据进行确认告警，即通过判断一段时间内某类告警信息是否自动消除，来排除干扰信号；

(33)对告警信息预判数据进行时段分析，预测一段时间后的告警信息紧急程度。

分析所得的告警信息通过网关发送至光字告警余度系统。

(3)所述光字告警余度系统汇聚各个水电站上的分布式监控告警系统发送的告警信息，对告警信息进行可视化处理后发送给光字告警信息展示单元。

(4)前端通过所述光字告警信息展示单元进行光字告警展示。

Claims (9)

1.一种面向水电行业的分布式光字报警系统，应用于水电站的电力数据报警，其特征在于，包括：

采集系统，用于采集水电站的运行数据并发送至分布式监控告警系统；

分布式监控告警系统，每个水电站上均设置有所述分布式监控告警系统，用于对所述运行数据进行处理，所得的告警信息通过网关发送至光字告警余度系统；所述分布式监控告警系统包括第一存储器和第一处理器；

光字告警余度系统，位于监控中心，包括第二存储器和第二处理器，用于汇聚各个水电站上的分布式监控告警系统发送的告警信息，对告警信息转换为显示信号后发送给光字告警信息展示单元；

光字告警信息展示单元，包括显示屏，用于告警信息的展示。

2.根据权利要求1所述的面向水电行业的分布式光字报警系统，其特征在于：所述采集系统包括普通终端采集器、智能终端采集器和系统集成采集模块，所述普通终端采集器为设置在电力设备上的电力数据采集器，所述智能终端采集器为设置在电力设备上带有数据处理功能的智能数据采集器，所述系统集成采集模块用于主动获取水电站内电力集成系统的系统运行数据。

3.根据权利要求2所述的面向水电行业的分布式光字报警系统，其特征在于：所述分布式监控告警系统还包括光字告警信息预处理模块，用于告警信息预判，所述普通终端采集器采集到的设备运行数据以及所述系统集成采集模块获取的系统运行数据，先经由所述光字告警信息预处理模块进行告警信息预判后，再进一步处理。

4.根据权利要求1所述的面向水电行业的分布式光字报警系统，其特征在于：所述光字告警余度系统，通过设置多套相同的存储器和处理器来实现系统的冗余度。

5.一种应用在权利要求1所述的报警系统的分布式光字报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述采集系统从水电站采集运行数据，包括模拟量信息和数字量信息；

(2)所述分布式监控告警系统对所述运行数据进行处理，分析所得的告警信息通过网关发送至光字告警余度系统；

(3)所述光字告警余度系统汇聚各个水电站上的分布式监控告警系统发送的告警信息，对告警信息进行可视化处理后发送给光字告警信息展示单元；

(4)所述光字告警信息展示单元在显示屏上展示可视化后的告警信息。

6.根据权利要求5所述的面向水电行业的分布式光字报警方法，其特征在于：步骤(1)中所述的运行数据包括三部分：

(11)由所述普通终端采集器采集的电力设备运行数据；

(12)由所述智能终端采集器采集并处理后的设备告警数据；

(13)由所述系统集成采集模块主动获取的水电站内电力集成系统的系统运行数据。

7.根据权利要求6所述的面向水电行业的分布式光字报警方法，其特征在于：步骤(2)中所述的分布式监控告警系统对所述运行数据进行处理，包括以下内容：

(21)分布式监控告警系统对所述普通终端采集器采集的电力设备运行数据进行告警信息预判，然后进行筛选、优化、分析预测；

(22)分布式监控告警系统对所述智能终端采集器上传的所述设备告警数据进行筛选后上传；

(23)分布式监控告警系统对所述系统集成采集模块采集的系统运行数据进行告警信息预判，然后对告警信息预判数据进行筛选、优化、分析预测。

8.根据权利要求7所述的面向水电行业的分布式光字报警方法，其特征在于：所述告警信息预判包括控制装置异常、稳定装置过载、内外部直流消失、电压切换故障、母线故障以及控制回路断线在内的设备异常判断。

9.根据权利要求7所述的面向水电行业的分布式光字报警方法，其特征在于：所述筛选、优化、分析预测包括以下步骤：

(31)根据信号的重要性和紧急程度筛选出需要上报的告警信息预判数据；

(32)优化：对需要上报的告警信息预判数据进行确认告警，即通过判断一段时间内某类告警信息是否自动消除，来排除干扰信号；

(33)对优化后的告警信息预判数据进行时段分析，预测一段时间后的告警信息紧急程度。

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