CN114326559A - 一种电力调度监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力调度监控系统，包括：数据监测单元、数据汇总单元、数据处理单元、中央控制单元、数据显示单元、系统备用单元、排烟模块、安防报警单元、通信管理单元、红外线接收模块、无线通信模块。本发明还公开了一种电力调度监控方法，具体包括以下步骤：S1、对整个电力系统的运行状态进行监控；S2、对监测到的运行状态进行数据采集并进行预处理；S3、用于对预处理后的数据进行二次处理；S4、将整个电力调度系统的运行状态结果进行显示；S5、监控人员通过对显示的运行状态结果进行实时监控。本发明实现了电力调度监控系统的可靠性、实时性、开放性和安全性，大大减少了操作人员和运营成本，提高了运行效率。

Description

一种电力调度监控系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统监测技术领域，特别是涉及一种电力调度监控系统及方法。

背景技术

电力调度是为了保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。电力调度的具体工作内容是依据各类信息采集设备反馈回来的数据信息，或监控人员提供的信息，结合电网实际运行参数，如电压、电流、频率、负荷等，综合考虑各项生产工作开展情况，对电网安全、经济运行状态进行判断，通过电话或自动系统发布操作指令，指挥现场操作人员或自动控制系统进行调整，如调整发电机出力、调整负荷分布、投切电容器、电抗器等，从而确保电网持续安全稳定运行。

近年来随着科技的不断发展，现代化监测、控制手段不断完善，电力调度的技术支持也日趋强大。其中，电力调度监控系统运行质量和服务水平，直接关系到电网运行调度管理的效率和安全可靠性。然而，传统电力调度监控系统存在以下弊端：(1)由于现代电网变电站设备都属于自动运行，必须保证在无人值守状态下监控系统工作的可靠性，而当传统电力调度监控系统在对变电站设备运转状态进行监控而又无人看守时，若突然出现故障，则会导致监控工作终止，无法保障监控工作的持续进行。(2)其次，传统电力调度监控系统往往与电网调度员培训系统、调度生产管理系统等相关应用是分开的多个独立系统，则会导致不同系统之间无法有效对接，无法保证数据传递的正常运行；(3)在对周围环境及电力设备数据进行采集时，环境对摄像机的干扰、模拟摄像机的清晰度不足、采用基于编解码器的远程监控装置等，均会导致数据采集的准确度和效率，最终会影响监控系统与变电站设备运转信息获取与传递的实时性；(4)缺乏安全保障意识，截止到目前为止，没有完善的防护措施来防止数据泄露，保障电网运行不受外界非法干涉。

因此，亟需一种电力调度监控系统及方法来加快提高电力系统调度监控水平，保障供电安全稳定成为研究人员热门的话题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力调度监控系统及方法，能够提高电力系统调度监控水平，保障电网运行调度管理的效率和安全可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种电力调度监控系统，包括：数据监测单元、数据汇总单元、数据处理单元、中央控制单元、数据显示单元、系统备用单元、排烟模块、安防报警单元、通信管理单元、红外线接收模块、无线通信模块；

所述中央控制单元分别与所述数据处理单元、数据显示单元、系统备用单元、排烟模块、安防报警单元、通信管理单元、红外线接收模块和所述无线通信模块连接；所述数据汇总单元分别与所述数据监测单元和所述数据处理单元连接；

所述数据监测单元，用于对整个电力系统的运行状态进行监控；

所述数据汇总单元，用于对监测到的运行状态进行数据收集并进行预处理；

所述数据处理单元，用于对预处理后的数据进行二次处理；

所述中央控制单元，用于对电力调度监控系统的各个模块或单元进行指令控制；

所述数据显示单元，用于显示整个电力调度系统的运行状态结果；

所述系统备用单元，在系统发生故障时用作备用系统，保证监控系统的可靠性；

所述排烟模块，用于出现火灾时排出浓烟；

所述安防报警单元，对整个电力调度系统进行电力调度；

所述通信管理单元，用于对各种微机保护、自动装置进行通信管理；

所述红外线接收模块，用于接收外界装置的远程调控信号；

所述无线通信模块，用于中央控制单元与终端设备之间进行数据传输。

优选的，所述数据监测单元还包括：视频监测模块、动力环境监测模块和音频传输监测模块；所述视频监测模块、动力环境监测模块和所述音频传输监测模块均与所述数据汇总单元连接；

所述视频监测模块，用于监测整个电力调度系统中各个设备的视频状态；

所述动力环境监测模块，用于监测整个电力调度系统中各个设备的动力状态；

所述音频传输监测模块，用于监测整个电力调度系统中各个设备的音频状态。

优选的，所述动力环境监测模块，包括：油表监测器、电能监测器、温湿度传感器、风速传感器、空调监测器、氧气监测器；

所述油表监测器，用于实时监测油表温度状态；

所述电能监测器用于实时监测蓄电池状态，实现变电站主子站蓄电池实时监测；

所述湿度传感器，用于温湿度模拟量的在线监测；

所述风速传感器，用于风速模拟量的在线监测；

所述空调监测器，用于空调远程控制；

所述氧气监测器，用于监测地面氧气含量。

优选的，所述数据汇总单元还包括：数据采集模块和数据预处理模块；所述数据采集模块和所述数据预处理模块均与所述数据监测单元连接；所述数据采集模块和所述数据预处理模块还均与所述数据处理单元连接；

所述数据采集模块，用于实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态；

所述数据预处理模块，用于将采集到的数据直接显示或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示，并对重要的信息量进行数据库存储。

优选的，所述安防报警单元还包括：电力网络安全防护模块、报警模块和门禁控制模块；所述电力网络安全防护模块、报警模块和所述门禁控制模块均与所述安防报警单元连接；

所述电力网络安全防护模块，用于对电力调度系统进行安全防护工作；

所述报警模块，用于出现警情时能够及时传送到管理中心/值班维护人员，实时掌握基站状况；

所述门禁控制模块，用于对变电站各工作室进行门禁控制。

优选的，所述报警模块包括：声光报警器、火灾报警器和故障报警器；所述声光报警器、火灾报警器和所述故障报警器均与所述中央控制单元连接。

优选的，所述中央处理单元通过所述红外线接收模块与遥控装置连接；所述中央控制单元还通过所述无线通讯模块与终端设备进行连接。

一种电力调度监控方法，具体包括以下步骤：

S1、对整个电力系统的运行状态进行监控；

S2、对监测到的运行状态进行数据采集并进行预处理；

S3、用于对预处理后的数据进行二次处理；

S4、将整个电力调度系统的运行状态结果进行显示；

S5、监控人员通过对显示的运行状态结果进行实时监控。

所述预处理是将采集到的数据直接显示或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示，并对重要的信息量进行数据库存储；

所述二次处理是根据直接显示或者通过统计计算的数据，提供实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。

所述监控人员是通过监控中心的计算机或者远程智能终端对系统运行状态结果进行监控。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

(1)本发明通过配备备用系统单元，保证了在无人值守状态下监控系统工作的可靠性，保障监控工作的持续进行。(2)本发明通过通信管理单元，实现各种微机保护、自动装置、各种测控装置、智能电能表的通信管理，实现厂站智能辅助设备及与厂站主计算机系统的通信交互，以及实现与远动调度、集控中心的数据筛选、处理、转发等。实现多个系统一体化，不同系统之间能够有效对接，保证数据传递的正常运行；(3)本发明采用海康摄像头IDS-2DC7423MW-AB监控高清摄像机，能够有效排除环境对摄像机的干扰、模拟摄像机的清晰度不足、采用基于编解码器的远程监控装置等缺点，提高了数据采集的准确度和效率，从而实现监控系统与变电站设备运转信息获取与传递的实时性；(4)本发明配备了电力网络安全防护模块，能够加强系统抵御外界入侵的能力，提高系统整体安全防护等级，保障电网运行不受外界非法干涉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统模块示意图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-2所示，本发明提供一种电力调度监控系统及方法，包括：数据监测单元、数据汇总单元、数据处理单元、中央控制单元、数据显示单元、系统备用单元、排烟模块、安防报警单元、通信管理单元、红外线接收模块、无线通信模块；

所述中央控制单元分别与所述数据处理单元、数据显示单元、系统备用单元、排烟模块、安防报警单元、通信管理单元、红外线接收模块和所述无线通信模块连接；所述数据汇总单元分别与所述数据监测单元和所述数据处理单元连接。

(1)所述数据监测单元，用于对整个电力系统的运行状态进行监控；

所述数据监测单元还包括：视频监测模块、动力环境监测模块和音频传输监测模块；所述视频监测模块、动力环境监测模块和所述音频传输监测模块均与所述数据汇总单元连接。

所述视频监测模块，采用海康摄像头IDS-2DC7423MW-AB监控高清摄像机，支持深度学习算法，可实时监控电能质量系统状态、开关闸的实际合开情况等，通过输入信号实现报警信号输出，当报警模块中的声光报警器检测到此报警信号，通过内部蜂鸣器发出警报，并联动白光闪烁报警和声音报警，来提醒安防人员给出解决措施。同时，还采用码流平滑设置，适应不同场景下对图像质量、流畅性的不同要求；支持区域入侵侦测，越界侦测、进入区域侦测和离开区域侦测等智能侦测并联动跟踪，可以跟门禁控制模块联动。

所述动力环境监测模块，包括：油表监测器、电能监测器、温湿度传感器、风速传感器、空调监测器、氧气监测器。其中，油表监测器通过监测油表温度，可实时监测油表温度状态，实现变电站主站主变油在线监测；电能监测器通过监测蓄电池电压表，可以实时监测蓄电池状态，实现变电站主子站蓄电池实时监测；湿度传感器和风速传感器，监控中心通过接入温湿度、风速等传感器可以直接实时检测到前端的状态，实现温湿度以及风速等模拟量的在线监测；空调监测器，在监控中心就可以直接控制空调的开机、关机、升温、降温以及通风等参数，简单方便，实现空调远程控制；氧气监测器，用于监测地面氧气含量，输出信号给控制主机，控制主机联动视频监测模块的监控实时录像开启或关闭各种防护设备，实现子站GIS实SF6氧量仪联动功能。

(2)所述数据汇总单元，用于对监测到的运行状态进行数据收集并进行预处理；

所述数据汇总单元还包括：数据采集模块和数据预处理模块；所述数据采集模块和所述数据预处理模块均与所述数据监测单元连接；所述数据采集模块和所述数据预处理模块还均与所述数据处理单元连接。

所述数据采集模块，可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态(包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等)。

所述数据预处理模块，将采集到的数据直接显示或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示(总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等)，并对重要的信息量进行数据库存储。

(3)所述数据处理单元，用于对预处理后的数据进行二次处理。根据直接显示或者通过统计计算的数据，提供实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。

(4)所述中央控制单元，用于对电力调度监控系统的各个模块或单元进行指令控制。

所述中央控制单元包括控制器和存储器。其中，所述控制器用于给系统各个模块或单元发送控制指令，模块或单元接收到该控制指令后执行相关操作。所述存储器，将系统的操作或运行进行报表记录，可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及报警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据付费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量量身定制满足不同要求的报表输出功能。

(5)所述数据显示单元，用于显示对整个电力调度系统的运行状态结果，包括：软件画面和主接线图画面；可显示电压、电流等数据波形计数值显示界面以及棒图、饼图的显示；还可对某个用电单位的不同用电设备进行实时的报表查询和显示，并可以打印输出；运行事件记录查询及打印输出。

(6)所述系统备用单元，在系统发生故障时用作备用系统，保证监控系统的可靠性。一般情况下，变电站设备都处于长时间不停机的状况，这就给电力调度监控系统长期稳定正常工作能力提出了要求。特别是现代电网变电站设备都属于自动运行，必须保证在无人值守状态下监控系统工作的可靠性。同时，为了确保对变电站设备运转状态的实时监控，本发明为电力调度监控系统配备了备用系统，采用双网、双服务器，主系统与备用系统共存的架构方式，所有服务器采用双倍冗余设计，在当班设备因故障无法正常工作下能够自动立即切换为备用设备，从而保证监控工作的持续进行。

(7)所述排烟模块，包括排烟管道、排烟口、空调控制器、排风机和排风扇，排风机和排风扇设有电子开关、电子开关设有远程控制器和烟雾感应器，排烟管道内设有导风板。当火灾感应器触发时，排风扇和排风机会自动启动，排出火灾现场的浓烟，提高现场环境安性能。

(8)所述安防报警单元包括：电力网络安全防护模块、报警模块和门禁控制模块；所述电力网络安全防护模块、报警模块和所述门禁控制模块均与所述安防报警单元连接。

所述电力网络安全防护模块，用于对电力调度系统进行安全防护工作。安全防护性能是电力调度监控系统必须采取的措施之一，本发明采用混合平台设计的方法，来保障系统的安全。混合平台可以有效抵御入侵病毒扩散，还可以加快遭受病毒入侵的系统恢复速度；同时，按照国家有关标准和电力二次系统安全防护体系要求，本发明将监控系统涉及到的电力生产网络进行安全分区设计，通过硬件防火墙、使用杀毒软件等措施形成立体、多层次的系统安全防护体系，以加强系统抵御外界入侵的能力，提高系统整体安全防护等级。

所述报警模块包括：声光报警器、火灾报警器和故障报警器；所述声光报警器、火灾报警器和所述故障报警器均与所述中央控制单元连接。故障报警器连接各类传感器，出现警情时及时传送到管理中心/值班维护人员，实时掌握基站状况；火灾报警器与中心站及子站的消防联动系统，控制器接入消防系统信号，一旦有警情发生，系统可以联动监控系统，并发送报警信号给中心管理系统，同时，可以根据需要自动打开相应的门锁。

所述门禁控制模块，根据要求在变电站各工作室设置门禁系统，采用感应式IC卡和电网现有工作证卡读卡开门。门锁根据门的情况，采用专用电控锁或磁力锁，刷卡后门锁自动打开门。门禁控制软件安装在总站工作站上，但客户必须有自己的局域网和服务器，并且在服务器上要安装有server软件。

(9)所述通信管理单元，实现各种微机保护、自动装置的通信管理；实现各种测控装置、智能电能表的通信管理；实现厂站智能辅助设备，如直流电源通信等的通信管理；实现与厂站主计算机系统的通信交互；以及实现与远动调度、集控中心的数据筛选、处理、转发等。支持多种通信接口(以太网、RS232、RS485、RS422、CAN等)和通信规约(如IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、IEC60870-5-103、部颁CDT、HostZF、XT9702、SC1801、μ4F、IEC61850等)。通过GPS，自动接受对时和统一系统时间。各设备、装置通信状态检查和监视、记录。内部数据的再加工处理，逻辑生成，转发信息的编辑、合成。通过网络，远程维护和监测。可配置双机冗余工作方式，通信通道监视和自动切换。

(10)所述红外线接收模块，所述中央控制单元通过所述红外线接收装置与遥控装置连接；所述中央控制单元通过所述无线通讯模块与终端设备进行连接不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现"遥设"功能。遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视，控制中心的计算机实时显示和自动报警。遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息，并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来，确认后执行，实时记录操作时间、类型、合开关号等。遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。遥调：用于有载变压器的调压升/降。遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字，以及调整各种仪表的工作状态。

(11)所述无线通信模块，所述中央控制单元通过所述无线通讯模块与终端设备进行连接。本发明不仅可以在监控中心的计算机进行系统控制，还可以通过无线通信模块与手机、平板、笔记本等智能终端连接，保证监控人员能够实时监测整个系统的运行状态。

本发明还提供一种电力调度监控方法，体包括以下步骤：

S1、对整个电力系统的运行状态进行监控；

S2、对监测到的运行状态进行数据采集并进行预处理；

S3、用于对预处理后的数据进行二次处理；

S4、将整个电力调度系统的运行状态结果进行显示；

S5、监控人员通过对显示的运行状态结果进行实时监控。

所述预处理是将采集到的数据直接显示或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示，并对重要的信息量进行数据库存储；

所述二次处理是根据直接显示或者通过统计计算的数据，提供实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。

所述监控人员是通过监控中心的计算机或者远程智能终端对系统运行状态结果进行监控。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电力调度监控系统，其特征在于，包括：数据监测单元、数据汇总单元、数据处理单元、中央控制单元、数据显示单元、系统备用单元、排烟模块、安防报警单元、通信管理单元、红外线接收模块、无线通信模块；

所述中央控制单元分别与所述数据处理单元、数据显示单元、系统备用单元、排烟模块、安防报警单元、通信管理单元、红外线接收模块和所述无线通信模块连接；所述数据汇总单元分别与所述数据监测单元和所述数据处理单元连接；

所述数据监测单元，用于对整个电力系统的运行状态进行监控；

所述数据汇总单元，用于对监测到的运行状态进行数据收集并进行预处理；

所述数据处理单元，用于对预处理后的数据进行二次处理；

所述中央控制单元，用于对电力调度监控系统的各个模块或单元进行指令控制；

所述数据显示单元，用于显示整个电力调度系统的运行状态结果；

所述系统备用单元，在系统发生故障时用作备用系统，保证监控系统的可靠性；

所述排烟模块，用于出现火灾时排出浓烟；

所述安防报警单元，对整个电力调度系统进行电力调度；

所述通信管理单元，用于对各种微机保护、自动装置进行通信管理；

所述红外线接收模块，用于接收外界装置的远程调控信号；

所述无线通信模块，用于中央控制单元与终端设备之间进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的电力调度监控系统，其特征在于，所述数据监测单元还包括：视频监测模块、动力环境监测模块和音频传输监测模块；所述视频监测模块、动力环境监测模块和所述音频传输监测模块均与所述数据汇总单元连接；

所述视频监测模块，用于监测整个电力调度系统中各个设备的视频状态；

所述动力环境监测模块，用于监测整个电力调度系统中各个设备的动力状态；

所述音频传输监测模块，用于监测整个电力调度系统中各个设备的音频状态。

3.根据权利要求2所述的电力调度监控系统，其特征在于，所述动力环境监测模块，包括：油表监测器、电能监测器、温湿度传感器、风速传感器、空调监测器、氧气监测器；

所述油表监测器，用于实时监测油表温度状态；

所述电能监测器用于实时监测蓄电池状态，实现变电站主子站蓄电池实时监测；

所述湿度传感器，用于温湿度模拟量的在线监测；

所述风速传感器，用于风速模拟量的在线监测；

所述空调监测器，用于空调远程控制；

所述氧气监测器，用于监测地面氧气含量。

4.根据权利要求1所述的电力调度监控系统，其特征在于，所述数据汇总单元还包括：数据采集模块和数据预处理模块；所述数据采集模块和所述数据预处理模块均与所述数据监测单元连接；所述数据采集模块和所述数据预处理模块还均与所述数据处理单元连接；

所述数据采集模块，用于实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态；

所述数据预处理模块，用于将采集到的数据直接显示或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示，并对重要的信息量进行数据库存储。

5.根据权利要求1所述的电力调度监控系统，其特征在于，所述安防报警单元还包括：电力网络安全防护模块、报警模块和门禁控制模块；所述电力网络安全防护模块、报警模块和所述门禁控制模块均与所述安防报警单元连接；

所述电力网络安全防护模块，用于对电力调度系统进行安全防护工作；

所述报警模块，用于出现警情时能够及时传送到管理中心/值班维护人员，实时掌握基站状况；

所述门禁控制模块，用于对变电站各工作室进行门禁控制。

6.根据权利要求5所述的电力调度监控系统，其特征在于，所述报警模块包括：声光报警器、火灾报警器和故障报警器；所述声光报警器、火灾报警器和所述故障报警器均与所述中央控制单元连接。

7.根据权利要求1所述的电力调度监控系统，其特征在于，所述中央处理单元通过所述红外线接收模块与遥控装置连接；所述中央控制单元还通过所述无线通讯模块与终端设备进行连接。

8.一种电力调度监控方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、对整个电力系统的运行状态进行监控；

S2、对监测到的运行状态进行数据采集并进行预处理；

S3、用于对预处理后的数据进行二次处理；

S4、将整个电力调度系统的运行状态结果进行显示；

S5、监控人员通过对显示的运行状态结果进行实时监控。

9.根据权利要求8所述的电力调度监控方法，其特征在于，所述预处理是将采集到的数据直接显示或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示，并对重要的信息量进行数据库存储；

所述二次处理是根据直接显示或者通过统计计算的数据，提供实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。

10.根据权利要求8所述的电力调度监控方法，其特征在于，所述监控人员是通过监控中心的计算机或者远程智能终端对系统运行状态结果进行监控。

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