CN113659705A - 一种变电站运行管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站运行管理系统，涉及变电站信息化技术领域，尤其是一种变电站管理系统，其包括：生产子系统以及管理子系统；生产子系统通过现场监测设备组对变压器进行现场监测，基于监测的数据自动控制模块进行设备的自动运行控制。变电站物联网平台用于数据的获取，物联网平台将获取的数据、变电站自动控制模块工作状态集中汇总后上传到生产子系统服务器。管理子系统包括调度中心、大数据平台以及管理子系统服务器，管理子系统服务器将来自生产子系统服务器的数据汇集，形成大数据，大数据在大数据平台进行虚拟化展示以及大数据分析处理，结合来自于调度中心的下达指令大数据平台对变电站进行协同化控制和调度控制。
Description
技术领域
本发明涉及变电站信息化技术领域，尤其是一种变电站运行管理系统。
背景技术
经济的发展极大地提高了对电力的需求，此需求既包括数量的需求也包括质量的要求，同时对硬件(输变电设备)有了较为苛刻的要求，因为硬件设备是电力系统能否安全运作的基础，是企业赢取利润的关键。伴随着数字信息化时代的快速发展，信息量也呈爆炸性增长态势。当前信息通信技术与电力生产深度融合，对电力工业的价值贡献已经从量变转变到质变，其最鲜明的体现就是电力数据成为电力工业的核心资产。但是，设备在运行过程中会因为自身原因或客观原因出现问题，故障一旦出现便会对电网的安全性与可靠性带来影响。这就需要电力部门在设备运行中及时的对其进行检测与评估，及时发现设备存在的问题并进行检修，以此来使设备正常运行，且增加其寿命，最大限度的发挥其使用价值。
现有的变电站运行管理基本还以值班人员巡查为主，人力成本无法优化，并且效率较低，在恶劣环境或夜间，或者异常多发期，如雷雨季等运管压力较大时期，对变电站的运管要求更高，例如对巡检时长、巡检精细度等，都有更高要求。
而且，随着万物互联、智能化发展，传统的变电站运行管理方式已经不能适应时代发展。
发明内容
本发明提供了一种变电站运行管理系统，用于解决现有技术中变电站运行管理的自动化、智能化水平低的问题。
本发明采用如下技术方案：
本案提出一种综合型、智能化的变电站运行管理系统。该系统分为生产子系统和管理子系统，各子系统分工明确，对系统间网络、数据安全进行了特别设计，同时融合了大数据智能平台、自动控制等智能化技术实现数据综合分析及处理，另外，系统内信息通信采用最新移动通信技术，缩小系统时延，保证通信效率，同时能够实现全局资源均衡调度。
基于大数据处理能力和AI技术优势，以及更高性能的通信技术，该系统不仅适用于单变电站运行管理，还可以上升至全市、全省、乃至全区的变电站综合管理。
一种变电站运行管理系统，包括：至少一个生产子系统以及管理子系统；所述生产子系统用于变压生产以及对所述生产子系统内部各部件进行监测和自动控制；所述管理子系统用于对各个生产子系统采集的数据进行管理和智能分析以及基于数据分析结果对各个生产子系统进行生产调度和控制；
各个所述生产子系统与所述管理子系统之间通过物理隔离设备连接；各个所述生产子系统之间、所述生产子系统内部各部分之间以及所述管理子系统内部各部分之间通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
进一步地，所述生产子系统包括：生产子系统服务器、变电站自动控制模块、现场监测设备组以及物联网平台；
所述物联网平台用于各变电站或变电站内部各变压器组的数据互联和汇总；
所述变电站自动控制模块用于基于现场监测设备组采集的监测数据，根据预设的生产要求对变电站现场生产设备进行自动控制以及接收具有相应权限的调度中心的临时调度指令对各变压器组的工作进行临时调整；
所述生产子系统服务器用于生产子系统各个部分的数据互联；
所述现场监测设备组用于对变压器进行现场监测；
所述变电站自动控制模块、所述现场监测设备组以及所述物联网平台分别与所述生产子系统服务器信号连接。
进一步地，所述管理子系统包括：调度中心、大数据平台以及管理子系统服务器；
所述调度中心为数据查看以及指令下达机构，所述大数据平台用于大数据挖掘和处理；
所述管理子系统服务器用于接收以及整合数据，所述管理子系统服务器还用于将整合后的数据送入所述大数据平台进行相应处理；
所述调度中心以及所述管理子系统服务器分别与所述大数据平台通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
进一步地，所述管理子系统还包括：至少一个视频监控终端；
各个视频监控终端分布装设于各变电站、各变压器组、变电站各个位置，用于监控各变电站和/或各变压器组，并将视频监控数据发送给管理子系统服务器；
所述视频监控终端与所述管理子系统服务器通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
进一步地，所述现场监测设备组包括：变压器组状态监测传感器、辅控单元状态传感器以及环境监测传感器；
所述变压器组状态监测传感器用于监测变压器组工作状态；
所述辅控单元状态传感器用于监测变压器的辅控设备或辅控单元的工作状态；
所述环境监测传感器用于监测变压器工作环境；
所述变压器组状态监测传感器、所述辅控单元状态传感器以及所述环境监测传感器分别与所述变电站自动控制模块电连接。
进一步地，所述大数据平台包括：BIM模块、联合调度模块以及分析评估模块；
所述BIM模块用于通过三维可视化技术对变电站进行全场景、多要素以及全过程的实时动态可视化建模；
所述联合调度模块用于结合各区用电量需求对各区或各地变电站的变压器组进行调度控制以满足用电量需求；
所述分析评估模块用于综合分析各生产子系统上传的监测数据；
所述BIM模块、所述联合调度模块以及所述分析评估模块分别与所述调度中心信号连接；
所述BIM模块、所述联合调度模块以及所述分析评估模块分别与所述管理子系统服务器信号连接。
进一步地，所述大数据平台还包括：运行管理模块；
所述运行管理模块用于通过AI数据分析对各变电站以及各变压器组实施个性化控制以及协同控制；
所述运行管理模块还用于通过基于AI人工智能结合往期生产数据实现未来生产需求预测以及制定出符合未来需求的运行管理策略；
所述运行管理模块分别与所述管理子系统服务器以及所述调度中心信号连接。
进一步地，所述物理隔离设备用于对生产子系统和管理子系统之间的数据传输进行管理与控制，具体包括：
物理隔离设备对生产子系统向管理子系统传输的、符合设定数据格式并且与设定数据路由规则相匹配的数据包进行路由转发，对于不符合设定数据格式，和/或与设定数据路由规则不匹配的数据包，则直接丢弃；
其中，所述设定数据格式为文本数据格式，所述设定数据路由规则包括设定的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议类型。
进一步地，所述客户前置设备包括路由功能模块和防火墙功能模块；
所述路由功能模块用于进行数据路由处理，以及通过所述防火墙功能模块，实现与通信基站之间的数据传输；
所述防火墙功能模块，用于实现防火墙功能，从而保证客户前置设备的数据安全。
进一步地，该系统还包括网络管理服务器，所述网络管理服务器与所述变电站运行管理系统中的各个客户前置设备连接，所述变电站运行管理系统中的各个客户前置设备向所述网络管理服务器发送流量监测数据；
所述网络管理服务器根据各个客户前置设备发送的流量监测数据，对系统流量进行路由调整。
本发明的积极效果如下：
一种变电站运行管理系统，其包括：生产子系统以及管理子系统；
生产子系统用于变压生产及控制，通过现场监测设备组对变压器进行现场监测，基于监测的数据自动控制模块根据预设条件进行设备的自动运行控制，实现生产子系统自动化控制。变电站物联网平台用于数据的获取，如环境监测、电量监测、工作监测以及安全监测，物联网平台将获取的数据、变电站自动控制模块工作状态集中汇总后上传到生产子系统服务器，实现数据互联，登录生产子系统服务器可以对掌握生产系统的全部数据，使得变电站的运行以数据做支撑，管理更全面。
管理子系统包括调度中心、大数据平台以及管理子系统服务器，管理子系统服务器与生产子系统服务器通信连接，来自各个分支节点的生产子系统服务器数据在管理子系统服务器汇集，形成大数据，大数据在大数据平台进行虚拟化展示以及大数据分析处理，结合来自于调度中心的下达指令大数据平台对变电站进行协同化控制和调度控制，该系统集成了数据汇总、数据处理以及协同控制功能，便于基于大数据平台处理分析后调度各个节点的生产子系统，且使得调度有据可依，管理更科学。
本发明变电站管理系统还包括视频监控终端，各个视频监控终端，为分布在各变电站、各变压器组、变电站各个位置的视频监控终端。用于对变电站协调控制时进行实时视频捕捉。
本发明变电运行管理系统的大数据平台包括四个基本功能模块，BIM模块，基于三维可视化技术实现虚拟场景下的虚拟展示，分析评估模块，用于对各生产子系统上传的监测数据进行数据评估分析，联合调度模块用于调度各个变电站的变压器以满足电量需求，运行管理模块用于协同化控制各个分支节点并对生产进行预测，供调度中心参考和决策。
本发明变电站运行管理系统的管理子系统服务器与生产子系统服务器的通信连接物理隔离，防止了非法人员渗透变电站运行管理系统，对生产子系统进行恶意干扰，例如强行关机、胡乱指挥。本发明变电站运行管理系统在生产子系统和管理子系统之间设置物理隔离，保证了非法分子无法透过管理子系统干扰生产子系统的正常工作。
本发明变电站管理系统，终端通过基于5G技术的客户前置设备（CPE）接入互联网网络，为系统的通信提供了有力的安全保障，且可以完全省去硬线通信连接，建设成本低，灵活性好。
附图说明
图1为本发明实施方式变电站运行管理系统原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定
本发明提出一种综合型、智能化的变电站运行管理系统。该系统分为生产子系统和管理子系统，各子系统分工明确，对系统间网络、数据安全进行了特别设计，同时融合了大数据智能平台、自动控制等智能化技术实现数据综合分析及处理，另外，系统内信息通信采用最新移动通信技术，缩小系统时延，保证通信效率，同时能够实现全局资源均衡调度。
基于大数据处理能力和AI技术优势，以及更高性能的通信技术，该系统不仅适用于单变电站运行管理，还可以上升至全市、全省、乃至全区的变电站综合管理。
如图1所示，一种变电站运行管理系统，一种变电站运行管理系统，包括：至少一个生产子系统以及管理子系统；所述生产子系统用于变压生产以及对所述生产子系统内部各部件进行监测和自动控制。
其中，上述的变压生产，包括但不限于是对变电站接收的高压电进行变压处理，得到符合需求的电压，或者是对接收电能进行变压后继续传输给其他变电站等。上述的至少一个生产子系统，可以是某一个变电站的至少一个生产系统，例如处于同一变电站的至少一个变压器组，也可以是处于不同变电站的生产系统，例如位于不同市区、不同省份、不同地区的变电站生产系统等。
所述管理子系统用于对各个生产子系统采集的数据进行管理和智能分析以及基于数据分析结果对各个生产子系统进行生产调度和控制；
各个所述生产子系统与所述管理子系统之间通过物理隔离设备连接；各个所述生产子系统之间、所述生产子系统内部各部分之间以及所述管理子系统内部各部分之间通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
具体的，管理子系统作为整个变电站运行管理系统的数据及功能管理单元，其可以对各个生产子系统采集的数据进行管理和智能分析，以及基于分析的数据对各个生产子系统进行调度和控制。由于管理子系统能够对系统内各个生产子系统的数据进行整合及智能分析，因此能够实现对各个生产子系统的全局控制和局部控制，从而使众多生产子系统能够相互协调配合生产，提高资源利用效率和生产效率。
进一步地，所述生产子系统包括：生产子系统服务器、变电站自动控制模块、现场监测设备组以及物联网平台；
所述物联网平台用于各变电站或变电站内部各变压器组的数据互联和汇总，并且该互联网平台的数据可以由具有相应权限的用户进行查看、下载、分享等；
所述变电站自动控制模块用于基于现场监测设备组采集的监测数据，根据预设的生产要求对变电站现场生产设备进行自动控制以及接收具有相应权限的所述调度中心的临时调度指令对各变压器组的工作进行临时调整。
需要说明的是，该变电站自动控制模块对于生成子系统的各设备组具有绝对控制权。生产子系统的设备组，例如变压器组等，是变电站的核心功能设备，是保证供电的关键，因此，即便变电站遭到黑客攻击，也应当保证生产设备的正常运行。如果生产设备很容易受到黑客控制，那么所有其他防御措施都将毫无作用。所以，本申请设计，变电站自动控制模块不仅具备智能控制功能，例如接受远程调度质量对变压器组进行工作调整，其还提供自动报警、预警功能，并且具备人机接口，可以与巡检人员实现基于触摸屏、开关按钮、指示灯等设备的现场人机交互。在紧急情况下，或运行需要，可以独立于上位机或脱离远程控制，实现本站的监视与控制，保证工程运行安全。
所述生产子系统服务器用于生产子系统各个部分的数据互联；
所述现场监测设备组用于对变压器进行现场监测；
所述变电站自动控制模块、所述现场监测设备组以及所述物联网平台分别与所述生产子系统服务信号连接，具体是通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
更为具体地，生产子系统包括现场监测设备组、生产子系统服务器、变电站自动控制模块、物联网平台。
其中，现场监测设备组，用于对变压器进行现场监测，细分为：
变压器组状态监测传感器，用于监测变压器组工作状态；
辅控单元状态传感器，用于监测变压器的辅控设备或辅控单元的工作状态；
环境监测传感器，用于监测变压器工作环境，例如气温、湿度、风向、雨雪等。
变电站自动控制模块，基于现场监测设备组采集的监测数据，根据预设的生产要求，对变电站现场生产设备进行自动控制。
物联网平台实现各变电站，或变电站内部各变压器组的数据互联和汇总。
上述的现场监测设备组，可以是对应某一变压器组的现场监测设备组，也可以是对应某一变电站的现场监测设备组，甚至是对应某一地市、某一省、区的所有变电站的现场监测设备组。
生产子系统的生产子系统服务器，实现生产子系统各个部分的数据互联。
上述的变压器组状态监测传感器、辅控单元状态传感器以及环境监测传感器分别与变电站自动控制模块电连接，具体可以是通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
该生产子系统，仅示出了某一生产子系统的结构。实际上，基于上述的服务器和物联网平台，某一地市、省、地区的所有生产子系统，均可以如上述结构，并且可以通过服务器进行互联，其中，各地子系统之间的信息互联采用最新通信技术。
本发明变电站运行管理系统，包括：生产子系统，生产子系统用于变压生产及控制，通过现场监测设备组对变压器进行现场监测，基于监测的数据自动控制模块根据预设条件进行设备的自动运行控制，实现生产子系统自动化控制。变电站物联网平台用于数据的获取，如环境监测、电量监测、工作监测以及安全监测，物联网平台将获取的数据、变电站自动控制模块工作状态集中汇总后上传到生产子系统服务器，实现数据互联，登录生产子系统服务器可以对掌握生产系统的全部数据，使得变电站的运行以数据做支撑，管理更全面。
进一步地，所述管理子系统包括：调度中心、大数据平台以及管理子系统服务器；
所述调度中心为数据查看以及指令下达机构，所述大数据平台用于大数据挖掘和处理；
所述管理子系统服务器用于接收以及整合数据，所述管理子系统服务器还用于将整合后的数据送入所述大数据平台进行相应处理；
所述调度中心以及所述管理子系统服务器分别与所述大数据平台通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
更为具体地，调度中心可以是机构中心、局/处中心、管理处、科室等，是变电系统管理系统的大脑。
大数据平台是基于AI的大数据处理平台，用于将获取的大数据进行数据展示、分析评估和调度，通常而言包括三大模块：BIM模块、联合调度模块、运行管理模块以及分析评估模块，分别用于实现虚拟展示、变电站调度控制、对变电站进行协同化控制和数据分析处理。
所有数据通过管理子系统服务器整合后，送入大数据平台进行相应处理，其中，调度中心具有相应权限的用户可以登录大数据平台查看数据、下发指令等。
管理子系统服务器与生产子系统服务器通信连接，实现将各个分支节点的生产子系统服务器数据汇总到管理子系统服务器，在管理子系统服务器端生成基于各节点的大数据平台。调度中心下达的指令在管理子系统服务器端通过通信的方式传达到生产子系统服务器，实施对各个节点的生产子系统的协同控制、实时控制以及个性化控制。
本发明变电站管理系统还包括管理子系统，管理子系统包括调度中心、大数据平台以及管理子系统服务器，管理子系统服务器与生产子系统服务器通信连接，来自各个分支节点的生产子系统服务器数据在管理子系统服务器汇集，形成大数据，大数据在大数据平台进行虚拟化展示以及大数据分析处理，结合来自于调度中心的下达指令大数据平台对变电站进行协同化控制和调度控制，该系统集成了数据汇总、数据处理以及协同控制功能，便于基于大数据平台处理分析后调度各个节点的生产子系统，且使得调度有据可依，管理更科学。
进一步地，所述管理子系统还包括：至少一个视频监控终端；
各个视频监控终端分布装设于各变电站、各变压器组、变电站各个位置，用于监控各变电站和/或各变压器组；
所述视频监控终端与所述管理子系统服务器通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
进一步地，所述大数据平台包括：BIM模块、联合调度模块以及分析评估模块；
所述BIM模块用于通过三维可视化技术对变电站进行全场景、多要素以及全过程的实时动态可视化建模；
所述联合调度模块用于结合各区用电量需求对各区或各地变电站的变压器组进行调度控制以满足用电量需求；
所述分析评估模块用于综合分析各生产子系统上传的监测数据；
所述BIM模块、所述联合调度模块以及所述分析评估模块分别与所述调度中心信号连接；
所述BIM模块、所述联合调度模块以及所述分析评估模块分别与所述管理子系统服务器信号连接。
更为具体地，大数据平台是基于AI的大数据处理平台，按照功能可划分为：
BIM模块，基于BIM三维可视化技术，集成变电站的建筑、设备设施、视频和物联网感知等相关信息，实现全场景、多要素、全过程的实时动态可视化管理，解决日常管理所面临的系统信息分散、现场值守时无法及时发现隐患和处置效率不高等众多问题。实现模拟仿真、风险智能预警和应急协同联动，实现从信息化到智慧化地升级。
通过BIM的实景化建模，在虚拟空间上实现精准映射，相关人员可直接通过漫游的方式进行整体和局部全方位、多角度地在线浏览。辅助不同角色更客观、准确、高效地进行问题的判断和处理。实时了解相关设施设备的运行状态数据、故障部件及故障发生位置等信息，避免因隐患没有被及时发现而导致更大的事故发生，从而确保设施设备的安全稳定运行。
联合调度模块，结合各区用电量需求，对各区、各地变电站的变压器组进行调度控制，以满足用电量需求。
分析评估模块，综合分析各生产子系统上传的监测数据，结合实际用电量状况，对个变电站，乃至各变压器组进行工作分析。
运行管理模块，实现基于大数据的AI智能管理，一方面通过AI数据分析，对各变电站、各变压器组实时个性化、协同控制；另一方面，基于AI人工智能，结合往期生产数据，实现未来生产需求预测，并结合历史工作数据，及未来环境、政策等要求，制定出符合未来需求的运行管理策略，供调度者参考和决策。其中的AI人工智能，可选用人工智能神经网络等。
本发明变电运行管理系统的大数据平台包括四个基本功能模块，BIM模块，基于三维可视化技术实现虚拟场景下的虚拟展示，分析评估模块，用于对各生产子系统上传的监测数据进行数据评估分析，联合调度模块用于调度各个变电站的变压器以满足电量需求，运行管理模块用于协同化控制各个分支节点并对生产进行预测，供调度中心参考和决策。
进一步地，所述物理隔离设备用于对生产子系统和管理子系统之间的数据传输进行管理与控制，具体包括：
物理隔离设备对生产子系统向管理子系统传输的、符合设定数据格式并且与设定数据路由规则相匹配的数据包进行路由转发，对于不符合设定数据格式，或者与设定数据路由规则不匹配的数据包，则直接丢弃；
其中，所述设定数据格式为文本数据格式，所述设定数据路由规则包括设定的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议类型。
更为具体地，对于变电站来说，生产子系统的正常运转，是提供稳定供电的关键。因此，生产子系统的正常工作是重中之重，具有最高地位，即使失去部分管理功能，也不能失去对生产子系统的绝对控制权。为了防止非法人员渗透变电站运行管理系统，对生产子系统进行恶意干扰，例如强行关机、胡乱指挥。本发明变电站运行管理系统将生产子系统设置最高安全等级，杜绝一切外网入侵。
基于此，本发明在生产子系统和管理子系统之间设置物理隔离，以保证非法分子无法透过管理子系统，干扰生产子系统的工作。
在生产子系统和管理子系统之间的物理隔离是通过在NAT地址、TCP端口、文件格式等方面安全防护实现数据定时单向传输，从生产子系统向管理子系统单向传输数据，并且数据以文本的形式传输。执行对收到的每一个数据包进行检查，从它们的包头中提取出所需要的信息，如源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议类型等，再与已建立的规则逐条进行比较，并执行所匹配规则的策略。
生产子系统和管理子系统之间传输数据时，只有符合设定数据格式并且符合设定的数据路由规则的数据包才能通过物理隔离设备，其他的数据包均无法通过物理隔离设备进行传输。
则，物理隔离设备控制生产子系统与管理子系统之间的数据传输，具体为：
物理隔离设备对生产子系统与管理子系统之间传输的、符合设定数据格式并且与设定数据路由规则相匹配的数据包进行路由转发，对于不符合设定数据格式，或者与设定数据路由规则不匹配的数据包，则直接丢弃。
生产子系统与管理子系统之间只能文本形式传输数据，也就是只能传输文本格式的数据。
而且，保证生产子系统的生产数据不外泄，是保证变电站正常运转的根本，因此，物理隔离设备重点对生产子系统向管理子系统的单向数据传输进行控制，避免生产子系统采集的数据向外泄露。
物理隔离设备接收到从生产子系统向管理子系统发送的单向数据包时，首先判断该数据包的数据格式是否为设定数据格式。
如果从生产子系统向管理子系统发送的单向数据包不是文本数据包，则物理隔离设备直接将该数据包丢弃。
进一步的，物理隔离设备将上述数据包路由信息，与预设的各个数据路由规则逐条进行对比，确定与上述数据包路由信息匹配的数据路由规则。
然后，物理隔离设备按照与所述数据包路由信息匹配的数据路由规则，对该数据包进行路由转发处理，即将该数据包转发至管理子系统中的目标IP地址或目标端口。
本发明变电站运行管理系统的管理子系统服务器与生产子系统服务器的通信连接物理隔离，防止了非法人员渗透变电站运行管理系统，对生产子系统进行恶意干扰，例如强行关机、胡乱指挥。本发明变电站运行管理系统在生产子系统和管理子系统之间设置物理隔离，保证了非法分子无法透过管理子系统干扰生产子系统的正常工作。
进一步地，所述客户前置设备包括路由功能模块和防火墙功能模块；
所述路由功能模块用于进行数据路由处理，以及通过所述防火墙功能模块，实现与通信基站之间的数据传输；
所述防火墙功能模块，用于实现防火墙功能，从而保证客户前置设备的数据安全。
进一步地，该系统还包括网络管理服务器，所述网络管理服务器与所述变电站运行管理系统中的各个客户前置设备连接，所述变电站运行管理系统中的各个客户前置设备向所述网络管理服务器发送流量监测数据；
所述网络管理服务器根据各个客户前置设备发送的流量监测数据，对系统流量进行路由调整。
进一步地，本发明方案中的各个终端（包括各个生产子系统及其各部分结构、管理子系统及其各部分结构）通过基于5G技术的客户前置设备（CPE）接入互联网网络。
更为具体地，本案提出的变电站运行管理系统，可以将变电站各个变压器组、各地变电站的工作数据、监控数据等，进行汇总、融合分析。也就是，该系统小到可以只针对某一变电站建立，大到可以针对某一省、地区所有变电站建立系统。
这其中就涉及到了系统各部分数据的通信传输问题，包括生产子系统各个现场监测设备组向生产子系统服务器的数据通信、各地视频监控终端向管理子系统服务器的数据通信、各个生产子系统服务器向管理子系统服务器的数据通信等。
可见，由于该系统庞大，其中的数据传输点呈多点散发、量大而且数据传输持续的特点。因此，该系统的通信能力需要有力保障。
本案为该系统设计采用5G移动通信技术进行数据通信，例如可以借助物联网通道进行数据传输。即，系统各部分之间，可以完全省去硬线通信连接，全部是5G无线连接。
在该通信网络系统中，每一个发送或接受数据的设备、服务器或变电站，均可以作为该网络通信系统中的一个终端。
与常规的通信网络不同的，本案将集成了路由和防火墙功能的CPE，用作终端入网网关。例如，某一变电站设置一个或多个CPE，用于实现该站数据的向外传输，以及接收外接数据。
CPE，客户前置设备,是一种接收移动信号并以无线WIFI信号转发出来的移动信号接入设备，它也是一种将高速4G或者5G信号转换成WiFi信号的设备，可支持同时上网的移动终端数量也较多。本文的uCPE（在传统CPE上集成路由和防火墙服务器功能）集成了路由和防火墙功能，uCPE的路由功能根据用户数据包的IP等参数分流内网和外网访问，重定向数据包路径，并使用防火墙禁止非法访问。
因为大的变电站周围有多个基站，并且可能会有多个运营商的基站，我们利用这点，可以以一个变电站为单位，部署星型拓扑结构的无线5G接入网，各个uCPE均受访问网络管理服务器的控制，从而达到容错，高峰期流量负载均衡等目的。
其中，网络管理服务器与uCPE配合实现系统流量重定向和路由功能的具体内容包括：
第一、uCPE会实时上报当前流量，网络管理服务器实时监控各个uCPE的负载情况，根据各个cCPE租用的带宽，动态调整网络流量路径。
第二、当某个uCPE承担专项任务时（比如，总部和分部开视频会议），可以把其他用户的出口动态调度到其他uCPE。
第三、当某个uCPE接入的基站出现故障，可以流量定向到其他uCPE。
本发明变电站管理系统，终端通过基于5G技术的客户前置设备（CPE）接入互联网网络，为系统的通信提供了有力的安全保障，且可以完全省去硬线通信连接，建设成本低，灵活性好。
以上实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变电站运行管理系统，其特征在于，包括：至少一个生产子系统以及管理子系统；所述生产子系统用于变压生产以及对所述生产子系统内部各部件进行监测和自动控制；所述管理子系统用于对各个生产子系统采集的数据进行管理和智能分析以及基于数据分析结果对各个生产子系统进行生产调度和控制；
各个所述生产子系统与所述管理子系统之间通过物理隔离设备连接；各个所述生产子系统之间、所述生产子系统内部各部分之间以及所述管理子系统内部各部分之间通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述生产子系统包括：生产子系统服务器、变电站自动控制模块、现场监测设备组以及物联网平台；
所述物联网平台用于各变电站或变电站内部各变压器组的数据互联和汇总；
所述变电站自动控制模块用于基于现场监测设备组采集的监测数据，根据预设的生产要求对变电站现场生产设备进行自动控制以及接收具有相应权限的调度中心的临时调度指令对各变压器组的工作进行临时调整；
所述生产子系统服务器用于生产子系统各个部分的数据互联；
所述现场监测设备组用于对变压器进行现场监测；
所述变电站自动控制模块、所述现场监测设备组以及所述物联网平台分别与所述生产子系统服务器信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述现场监测设备组包括：变压器组状态监测传感器、辅控单元状态传感器以及环境监测传感器；
所述变压器组状态监测传感器用于监测变压器组工作状态；
所述辅控单元状态传感器用于监测变压器的辅控设备或辅控单元的工作状态；
所述环境监测传感器用于监测变压器工作环境；
所述变压器组状态监测传感器、所述辅控单元状态传感器以及所述环境监测传感器分别与所述变电站自动控制模块电连接。
4.根据权利要求1所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述管理子系统包括：调度中心、大数据平台以及管理子系统服务器；
所述调度中心为数据查看以及指令下达机构，所述大数据平台用于大数据挖掘和处理；
所述管理子系统服务器用于接收以及整合数据，所述管理子系统服务器还用于将整合后的数据送入所述大数据平台进行相应处理；
所述调度中心以及所述管理子系统服务器分别与所述大数据平台通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
5.根据权利要求3所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述管理子系统还包括：至少一个视频监控终端；
各个视频监控终端分布装设于各变电站、各变压器组、变电站各个位置，用于监控各变电站和/或各变压器组，并将视频监控数据发送给管理子系统服务器；
所述视频监控终端与所述管理子系统服务器通过基于5G通信技术的客户前置设备进行数据通信。
6.根据权利要求3所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述大数据平台包括：BIM模块、联合调度模块以及分析评估模块；
所述BIM模块用于通过三维可视化技术对变电站进行全场景、多要素以及全过程的实时动态可视化建模；
所述联合调度模块用于结合各区用电量需求对各区或各地变电站的变压器组进行调度控制以满足用电量需求；
所述分析评估模块用于综合分析各生产子系统上传的监测数据；
所述BIM模块、所述联合调度模块以及所述分析评估模块分别与所述调度中心信号连接；
所述BIM模块、所述联合调度模块以及所述分析评估模块分别与所述管理子系统服务器信号连接。
7.根据权利要求6所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述大数据平台还包括：运行管理模块；
所述运行管理模块用于通过AI数据分析对各变电站以及各变压器组实施个性化控制以及协同控制；
所述运行管理模块还用于通过基于AI人工智能结合往期生产数据实现未来生产需求预测以及制定出符合未来需求的运行管理策略；
所述运行管理模块分别与所述管理子系统服务器以及所述调度中心信号连接。
8.根据权利要求1所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述物理隔离设备用于对生产子系统和管理子系统之间的数据传输进行管理与控制，具体包括：
物理隔离设备对生产子系统向管理子系统传输的、符合设定数据格式并且与设定数据路由规则相匹配的数据包进行路由转发，对于不符合设定数据格式，和/或与设定数据路由规则不匹配的数据包，则直接丢弃；
其中，所述设定数据格式为文本数据格式，所述设定数据路由规则包括设定的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议类型。
9.根据权利要求1所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，所述客户前置设备包括路由功能模块和防火墙功能模块；
所述路由功能模块用于进行数据路由处理，以及通过所述防火墙功能模块，实现与通信基站之间的数据传输；
所述防火墙功能模块，用于实现防火墙功能，从而保证客户前置设备的数据安全。
10.根据权利要求9所述的一种变电站运行管理系统，其特征在于，该系统还包括网络管理服务器，所述网络管理服务器与所述变电站运行管理系统中的各个客户前置设备连接，所述变电站运行管理系统中的各个客户前置设备向所述网络管理服务器发送流量监测数据；
所述网络管理服务器根据各个客户前置设备发送的流量监测数据，对系统流量进行路由调整。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114884817A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-09 | 许继集团有限公司 | 一种输变电设备物联网数据交互方法及系统 |
| CN115833402A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-21 | 国网山东省电力公司日照供电公司 | 基于电力调度人工智能网络命令管理及下发系统 |
| CN116385208A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-07-04 | 吉林大学 | 储能电站数据的处理方法及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104678954A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-06-03 | 中国长江三峡集团公司 | 基于全生命周期的大坝安全智能监测与预警系统及其方法 |
| CN106584450A (zh) * | 2015-10-14 | 2017-04-26 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种变电站巡检机器人集中监控系统及方法 |
| CN109167439A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-08 | 武汉华飞智能电气科技有限公司 | 一种电网无功功率实时监控系统 |
| CN110855004A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 国网天津市电力公司 | 基于多站融合的智慧站一体化监控系统 |
| CN111932397A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-13 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 一种基于物联网技术的园区变电站综合管理系统 |
| CN112558562A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-26 | 讯飞智元信息科技有限公司 | 一种泵站管理系统 |
-
2021
- 2021-05-31 CN CN202110600806.4A patent/CN113659705B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104678954A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-06-03 | 中国长江三峡集团公司 | 基于全生命周期的大坝安全智能监测与预警系统及其方法 |
| CN106584450A (zh) * | 2015-10-14 | 2017-04-26 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种变电站巡检机器人集中监控系统及方法 |
| CN109167439A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-08 | 武汉华飞智能电气科技有限公司 | 一种电网无功功率实时监控系统 |
| CN110855004A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 国网天津市电力公司 | 基于多站融合的智慧站一体化监控系统 |
| CN111932397A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-13 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 一种基于物联网技术的园区变电站综合管理系统 |
| CN112558562A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-26 | 讯飞智元信息科技有限公司 | 一种泵站管理系统 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114884817A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-09 | 许继集团有限公司 | 一种输变电设备物联网数据交互方法及系统 |
| CN114884817B (zh) * | 2022-04-02 | 2024-03-01 | 许继集团有限公司 | 一种输变电设备物联网数据交互方法及系统 |
| CN115833402A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-21 | 国网山东省电力公司日照供电公司 | 基于电力调度人工智能网络命令管理及下发系统 |
| CN116385208A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-07-04 | 吉林大学 | 储能电站数据的处理方法及系统 |
| CN116385208B (zh) * | 2023-06-05 | 2023-10-03 | 吉林大学 | 储能电站数据的处理方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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