CN111987800A - 一种融冰装置的远程集中状态评估系统及评估方法 - Google Patents

一种融冰装置的远程集中状态评估系统及评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种融冰装置的远程集中状态评估系统及评估方法，它包括集中监控中心平台和融冰子站平台，其特征在于：融冰子站平台与集中监控中心平台通过调度数据网相连；融冰子站平台主要负责现场数据的收集与传输；集中监控中心平台实现融冰子站的监控和运维管理功能；解决了现有技术在远端主站无法对直流融冰装置的运行状况进行实时的监测，在融冰装置运行时也不能对融冰的电流、电压等情况进行实时的监控，直流融冰装置的遥信、遥测数目较多，运维人员难以快速对融冰装置的整体运行工况做出有效评估等技术问题。

Description

一种融冰装置的远程集中状态评估系统及评估方法
技术领域
本发明涉及融冰装置的远程集中状态评估领域，尤其涉及一种融冰装置的远程集中状态评估系统及评估方法。
背景技术
固定式直流融冰装置在电网公司应用广泛；但是直流融冰装置的厂家众多，各厂家的直流融冰装置都只在所在变电站内设定了操作后台，部份信号接入了本站的后台系统，但是在远端主站无法对直流融冰装置的运行情况进行实时的监测，在融冰装置运行时也不能对融冰的电流、电压等情况进行实时的监控，各厂家直流融冰装置相互独立，运维不便，管理难度较大；同时，直流融冰装置的遥信、遥测数目较多，运维人员难以快速对融冰装置的整体运行工况做出有效评估。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种融冰装置的远程集中状态评估系统及评估方法，以解决现有技术在远端主站无法对直流融冰装置的运行状况进行实时的监测，在融冰装置运行时也不能对融冰的电流、电压等情况进行实时的监控，直流融冰装置的遥信、遥测数目较多，运维人员难以快速对融冰装置的整体运行工况做出有效评估等技术问题。
本发明的技术方案是：
一种融冰装置的远程集中状态评估系统，它包括集中监控中心平台和融冰子站平台，融冰子站平台与集中监控中心平台通过调度数据网相连；融冰子站平台主要负责现场数据的收集与传输；集中监控中心平台实现融冰子站的监控和运维管理功能。
所述集中监控中心平台包括监控中心服务器、监控中心工作站和监控中心时钟同步装置；监控中心服务器、监控中心工作站和监控中心时钟同步装置采用千兆以太网双网结构，传输介质为超5类双绞线，采用国际标准网络协议TCP/IP，通过冗余配置的二台千兆以太网交换机连接。
所述集中监控中心平台通过防火墙、监控中心入侵防御系统IPS以及监控中心纵向加密装置后接入调度数据网。
融冰子站平台包括融冰装置和融冰工作站，融冰装置接入融冰小室交换机，融冰小室交换机接入融冰运动柜交换机，融冰运动柜交换机通过融冰远动网关机接入到调度数据网；融冰工作站通过融冰运动柜交换机与融冰装置连接；所述融冰远动柜和融冰工作站安装在主控楼内，融冰远动柜交换机和融冰小室交换机之间通过光纤连接。
融冰远动网关机通过融冰子站纵向加密装置以及融冰子站路由器接入调度数据网。
所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统的评估方法，它包括：
步骤1、采集融冰子站的遥信和遥测数据信息；
步骤2、根据采集到的遥信和遥测数据信息，将融冰装置状态按正常运行状态、轻微故障状态或严重故障状态进行评估。
所述融冰装置正常运行状态的评估方法为：当融冰装置没有出现任何故障信号时，融冰装置状态被评估为正常运行状态。
所述遥信和遥测数据信息见表1：
表1：遥信和遥测数据信息
Figure BDA0002640230870000031
Figure BDA0002640230870000041
Figure BDA0002640230870000051
Figure BDA0002640230870000061
Figure BDA0002640230870000071
所述轻微故障状态的评估方法为：出现模拟量采集光纤的光强度弱、保护输出异常或检测到模拟量测量异常时，融冰装置状态被评估为轻微故障状态。
所述严重故障状态的评估方法为：控制系统内部管理板卡异常退出、控制系统内部处理器板卡启动异常、控制系统内部处理器板卡严重故障、控制系统内部处理器板卡过载、控制器内部HTM总线过负荷、控制器内部的CAN总线过负荷、阀控装置的CAN总线故障、各个接口装置报警、控制系统内部处理器板卡停止运行、控制系统内部处理器板卡紧急故障、晶闸管控制单元(VCU)故障、控制装置内部HTM总线故障、遥信失电、装置闭锁、水冷停运、同步电压故障、TCR过电压、TCR低电压、20KV侧断路器位置信号丢失或合并单元异常时，判定为严重故障状态。
本发明的有益效果是：
本发明主要应用功能包括远程集中监视、集中运维、装置整体状态评估等，具有如下几个优点：
(1)将各融冰装置的数据信息集中于一处，有效监测下辖融冰装置，促进当前分散式、扁平化的生产管理模式逐步转变为区域化、集约化的精益生产管理模式，提高运维效率；
(2)实现融冰装置数据的采集、上传和集中存储，为融冰装置的状态评估以至后续融冰装置预警分析的研究提供了重要的数据支撑；
(3)实现对融冰装置的工况进行总体评估，分为正常运行状态、轻微故障状态、严重故障状态三类，有助于运维人员对当前融冰装置的状态有一个清晰直观的判断，有助于快速分析当前故障的等级和严重性，便于及时安排检修计划。
解决了现有技术在远端主站无法对直流融冰装置的运行状况进行实时的监测，在融冰装置运行时也不能对融冰的电流、电压等情况进行实时的监控，直流融冰装置的遥信、遥测数目较多，运维人员难以快速对融冰装置的整体运行工况做出有效评估等技术问题。
附图说明
图1是系统组成示意图。
具体实施方式
一种融冰装置的远程集中状态评估系统，如图1所示，包括集中监控中心平台、融冰子站平台两层架构；
集中监控中心平台包括监控中心服务器、监控中心工作站、监控中心交换机、监控中心防火墙、监控中心时钟同步装置、监控中心入侵防御系统IPS以及监控中心纵向加密装置。其中，防火墙、纵向加密装置和入侵防御系统IPS用于保障集中监控中心的网络安全；时钟同步装置用于对时，以保证监控中心和融冰子站的时标一致；服务器用于采集并存储数据，以及对融冰装置的状态进行整体评估；工作站用于画面展示，以及运维人员日常工作。融冰子站平台包括融冰装置、融冰小室交换机、融冰远动柜交换机、融冰远动网关机、融冰工作站、II区调度数据网交换机、融冰子站纵向加密装置以及融冰子站路由器。两层架构通过调度数据网相连。其中，信号从融冰装置采集，经融冰小室交换机和融冰远动柜交换机(为便于现场运维管理，融冰远动柜和融冰工作站放在主控楼内，融冰远动柜交换机和融冰小室交换机之间通过光纤连接)送至融冰远动网关机，融冰装置的数据通过104规约上送到调度数据网，经网络安全装置由集中监控中心服务器采集和存储。
融冰集中监控中心按照电力监控系统安全防护规定，按照“安全分区，网络专用，横向隔离，纵向认证”原则，在安全II区部署服务器、操作员站等，实现安全II区的基本监视功能；采用千兆以太网双网结构，配置2台千兆以太网交换机，传输介质为超5类双绞线，采用国际标准网络协议TCP/IP。系统中的服务器和工作站等设备通过冗余配置的1000Mbps以太网交换机连接，以保证计算机监控系统的安全运行。
为便于现场运维管理，融冰远动柜和融冰工作站放在主控楼内，融冰远动柜交换机和融冰小室交换机之间通过光纤连接。融冰集控中心实现融冰子站的监控和运维管理等全功能，有利于下辖融冰子站的调度、远程实时监控、设备检修工作的统筹安排。运行人员在监控中心可实现对设备的远程集中监视及评估。采用千兆以太网双网结构，配置2台千兆以太网交换机，传输介质为超5类双绞线，采用国际标准网络协议TCP/IP。系统中的服务器和工作站等设备通过冗余配置的1000Mbps以太网交换机连接，以保证计算机监控系统的安全运行。融冰子站为系统的底层，主要负责现场数据的收集与传输，融冰装置具有远传功能，通过融冰专用远动网关机将数据传至调度数据网，经调度数据网专用通道发送至融冰集控中心，实现在融冰集控中心统一监视与评估。系统在子站端全面收集现场融冰装置的主要信息，充分利用“即变既送、周期发送、召唤传送”等高效数据传输模式，实现数据的采集与传送。
系统支持一体化的数据采集，以统一的方式全面采集与电站设备信息、融冰装置运行有关的各类业务数据，为各类应用提供全面的信息支撑，支持多种规约方式传输数据，包括但不限于：
·IEC60870-5-101规约
·IEC60870-5-102规约
·IEC60870-5-103规约
·IEC60870-5-104规约
·Modbus规约
·CDT规约
·61850规约
·DISA规约
·DNP规约
具体传输的数据详见下表：
Figure BDA0002640230870000101
Figure BDA0002640230870000111
Figure BDA0002640230870000121
Figure BDA0002640230870000131
Figure BDA0002640230870000141
融冰子站侧利用已有设备，安全II区融冰装置将采集数据上送至融冰专用远动网关机，通过104规约走调度数据网上传到中心侧。集中监控中心侧，按照电力监控系统安全防护规定，按照“安全分区，网络专用，横向隔离，纵向认证”原则，在安全II区部署服务器、操作员站等，实现安全II区的基本监视功能。
根据融冰子站侧采集到的遥信和遥测数据信息，系统实现对融冰装置工况的总体评估功能，将融冰装置状态分为正常运行状态、轻微故障状态、严重故障状态三类。
(1)正常运行状态。代表融冰装置的运行正常，控制和保护功能正常。当融冰装置没有出现任何轻微故障信号和严重故障信号时，融冰装置状态被评估为正常运行状态。
(2)轻微故障状态。轻微故障是指对传输系统继续运行不够成威胁的一类故障。发生轻微故障不会阻碍任何重要的控制和保护功能。典型轻微故障信号有：模拟量采集光纤的光强度弱；保护输出异常；检测到模拟量测量异常。当出现了任意一种轻微故障信号时，融冰装置状态被评估为轻微故障状态。
(3)严重故障状态。代表融冰装置发生了严重故障，系统的控制和保护功能异常。当出现以下任意一种严重故障信号时，融冰装置状态将被评估为严重故障状态：
控制系统内部管理板卡异常退出；控制系统内部处理器板卡启动异常；控制系统内部处理器板卡严重故障；控制系统内部处理器板卡过载；控制器内部HTM总线过负荷；控制器内部的CAN总线过负荷；阀控装置的CAN总线故障；各个接口装置报警；控制系统内部处理器板卡停止运行；控制系统内部处理器板卡紧急故障；晶闸管控制单元(VCU)故障；控制装置内部HTM总线故障；遥信失电；其它装置闭锁；水冷停运；同步电压故障；TCR过电压或低电压；20KV侧断路器位置信号丢失；合并单元异常。
这种评估方法有助于集中运维人员能在当下对各融冰装置的整体工况有一个快速直观的认识，有助于快速分析当前故障的等级和严重性，便于及时安排检修计划。

Claims (10)

1.一种融冰装置的远程集中状态评估系统，它包括集中监控中心平台和融冰子站平台，其特征在于：融冰子站平台与集中监控中心平台通过调度数据网相连；融冰子站平台主要负责现场数据的收集与传输；集中监控中心平台实现融冰子站的监控和运维管理功能。
2.根据权利要求1所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统，其特征在于：所述集中监控中心平台包括监控中心服务器、监控中心工作站和监控中心时钟同步装置；监控中心服务器、监控中心工作站和监控中心时钟同步装置采用千兆以太网双网结构，传输介质为超5类双绞线，采用国际标准网络协议TCP/IP，通过冗余配置的二台千兆以太网交换机连接。
3.根据权利要求1所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统，其特征在于：所述集中监控中心平台通过防火墙、监控中心入侵防御系统IPS以及监控中心纵向加密装置后接入调度数据网。
4.根据权利要求1所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统，其特征在于：融冰子站平台包括融冰装置和融冰工作站，融冰装置接入融冰小室交换机，融冰小室交换机接入融冰运动柜交换机，融冰运动柜交换机通过融冰远动网关机接入到调度数据网；融冰工作站通过融冰运动柜交换机与融冰装置连接；所述融冰远动柜和融冰工作站安装在主控楼内，融冰远动柜交换机和融冰小室交换机之间通过光纤连接。
5.根据权利要求1所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统，其特征在于：融冰远动网关机通过融冰子站纵向加密装置以及融冰子站路由器接入调度数据网。
6.如权利要求1所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统的评估方法，它包括：
步骤1、采集融冰子站的遥信和遥测数据信息；
步骤2、根据采集到的遥信和遥测数据信息，将融冰装置状态按正常运行状态、轻微故障状态或严重故障状态进行评估。
7.根据权利要求6所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统的评估方法，其特征在于：所述融冰装置正常运行状态的评估方法为：当融冰装置没有出现任何故障信号时，融冰装置状态被评估为正常运行状态。
8.根据权利要求6所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统的评估方法，其特征在于：所述遥信和遥测数据信息见表1：
表1：遥信和遥测数据信息
Figure FDA0002640230860000021
Figure FDA0002640230860000031
Figure FDA0002640230860000041
Figure FDA0002640230860000051
Figure FDA0002640230860000061
9.根据权利要求6所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统的评估方法，其特征在于：所述轻微故障状态的评估方法为：出现模拟量采集光纤的光强度弱、保护输出异常或检测到模拟量测量异常时，融冰装置状态被评估为轻微故障状态。
10.根据权利要求6所述的一种融冰装置的远程集中状态评估系统的评估方法，其特征在于：所述严重故障状态的评估方法为：控制系统内部管理板卡异常退出、控制系统内部处理器板卡启动异常、控制系统内部处理器板卡严重故障、控制系统内部处理器板卡过载、控制器内部HTM总线过负荷、控制器内部的CAN总线过负荷、阀控装置的CAN总线故障、各个接口装置报警、控制系统内部处理器板卡停止运行、控制系统内部处理器板卡紧急故障、晶闸管控制单元(VCU)故障、控制装置内部HTM总线故障、遥信失电、装置闭锁、水冷停运、同步电压故障、TCR过电压、TCR低电压、20KV侧断路器位置信号丢失或合并单元异常时，判定为严重故障状态。
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