CN114977505B - 一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统及其方法，包括运维管理服务器、运维管理终端、现场操控终端、通讯服务网络，其中所述运维管理服务器通过通讯服务网络分别与运维管理终端、现场操控终端间建立数据连接，现场操控终端若干，分别嵌于各变电站内并与变电站内各电气设备及电源电路电气连接。其管控方法包括系统预设，远程运维管理及数据处理三个步骤。本发明有效实现了对变电站环境、工作人员工作状态、变电站内各电路设备的低压电路系统及高压电路系统运行状态进行持续监控；此外可实现对变电站进行远程的操控维护作业，从而极大的提高了变电站运维管理的工作效率和精度。

Description

一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统及其方法，属输变电技术及信息通讯技术领域。
背景技术
在变电站设备运行管理中，当前开发了多种的远程运维管理系统，如专利申请号为“201822254138.0 ”的“一种变电站远程运维管控装置”、专利申请号为“202210164275.3”的“一种变电站视频及环境监控站端系统智能运维终端”及专利申请号为“201822254138.0 ”的“一种变电站远程运维管控装置”，虽然可以一定程度满足使用的需要，但当前的变电站用运维系统往往系统构成结构复杂，且仅能满足特定运行环境的需要；同时当前的变电站运维系统往往仅能实现对变电站运行环境、工作状态进行检测作业的需要，无法对变电站电路系统运行数据进行有效的监控、同时往往也无法为变电站运行控制及故障排除匹配精确的辅助数据，因此当前的变电站运维系统在实际使用中存在着较大的缺陷。
发明内容
为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统及其方法。
一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，包括运维管理服务器、运维管理终端、现场操控终端、通讯服务网络，其中所述运维管理服务器通过通讯服务网络分别与运维管理终端、现场操控终端间建立数据连接，其中，运维管理终端至少一个，每个运维管理终端另通过通讯服务网络与若干现场操控终端建立数据连接，现场操控终端若干，分别嵌于各变电站内并与变电站内各电气设备及电源电路电气连接，且每个变电站内均设若干现场操控终端，同一变电站内的各现场操控终端间相互并联，并通过通讯服务网络与同一运维管理终端间建立数据连接。
进一步的，所述的运维管理终端为以工业计算机为基础的操控台，且运维管理终端另设若干以智能移动终端为基础的移动操控子机构，且运维管理终端与移动操控子机构间通过通讯服务网络连接。
进一步的，所述的运维管理服务器为基于云计算系统为基础的数据处理服务器，且运维管理服务器另设一个分布式存储系统和一个嵌于运维管理服务器内的固定数据存储系统，其中所述分布式存储系统为变电站数据存储机构、固定数据存储系统为变电站控制策略数据存储机构。
进一步的，所述的固定数据存储系统中的变电站控制策略包括变电站运行控制参数、运行控制逻辑、变电站零部件硬件数据、变电站零部件备件数据、故障识别代码及与故障识别代码对应的故障排除方案。
进一步的，所述的现场操控终端包括承载立柱、底座、导向滑槽、升降驱动机构、检测头、监控摄像头、红外线电子围栏装置、红外人体传感器、空气隔离开关、低压接线盘、高压接线盘、多路稳压电源、串口通讯电路、通讯接线端口、驱动电路及控制电路，所述底座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载立柱为轴向截面呈矩形的柱状框架结构，所述承载立柱至少一条，与底座上端面连接并垂直分布，所述承载立柱侧表面设至少一条横断面呈“凵”字形，并与承载立柱轴线平行分布的导向滑槽，所述导向滑槽内设三个沿导向滑槽轴线从下向上分布的检测头，所述检测头的前端面分别与一个监控摄像头、红外线电子围栏装置及红外人体传感器，且监控摄像头、红外线电子围栏装置及红外人体传感器光轴与导向滑槽槽底垂直分布，所述检测头中，其中两个检测头通过升降驱动机构分别与导向滑槽左侧及右侧壁滑动连接，另一个检测头后端面通过升降驱动机构于导向滑槽槽底滑动连接，各升降驱动机构间相互并联，并与导向滑槽轴线平行分布，所述空气隔离开关、低压接线盘、高压接线盘、多路稳压电源、串口通讯电路、通讯接线端口、驱动电路及控制电路均嵌于底座内，所述控制电路分别与低压接线盘、高压接线盘、多路稳压电源、串口通讯电路、驱动电路电气连接，所述低压接线盘、高压接线盘分别通过空气隔离开关与多路稳压电源、驱动电路及变电站的控制侧电路、高压侧电路电气连接，所述串口通讯电路通过通讯接线端口与变电站的控制侧电路间建立数据连接。
进一步的，所述承载立柱为两条及两条以上时，各承载立柱间相互平行分布，且相邻两承载立柱间设宽度50—200厘米的通道。
进一步的，所述检测头为横断面呈矩形的腔体结构，其后端面与导向滑槽槽底间通过至少一个滚轮滑动连接，其侧表面设一个温湿度传感器、一个烟雾传感器、一个基于按键、显示器、信号灯、射频感应装置中任意一种为基础的操控界面，所述温湿度传感器、烟雾传感器、操控界面均与控制电路电气连接。
进一步的，所述升降驱动机构为丝杠机构、电动伸缩杆、气压伸缩杆、液压伸缩杆、传动链机构中的任意一种；所述驱动电路包括至少一个MOS驱动电路及至少一个IGBT模块电路，且MOS驱动电路和IGBT模块电路间相互并联；所述控制电路为以FPGA芯片、DSP芯片中任意一种为基础的电路系统。
一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统的管控方法，包括如下步骤：
S1，系统预设，首先在各待管控变电站的、变压器、配电柜、门口位置处分别设置1—2个现场操控终端，然后在远程运维管理中心处分别设置运维管理服务器、运维管理终端，并使运维管理服务器、运维管理终端、现场操控终端通过通讯服务网络间建立数据连接，然后由运维管理服务器分别为各运维管理终端、现场操控终端分配通讯控制策略，同时通过现场操控终端采集变电站内设备及人员信息，并将采集数据信息由运维管理服务器保存；
S2，远程运维管理，完成S1步骤后，直接由各现场操控终端对变电站运行状态进行监控，其中：
通过检测头上设置的监控摄像头实现对变电站周围及变电站设备运行状态进行持续视频监控，同时实现对工作人员信息及工作状态进行监控，同时利用检测头上设置的温湿度传感器、烟雾传感器首先对变电站环境状态监控；
通过检测头上设置的红外线电子围栏装置、红外人体传感器在变电站内构建电子围栏，对变电站设备进行防护同时，另配合监控摄像头及检测头的操控界面实现电子巡更；
通过低压接线盘可满足对变电站内低压侧电路系统间电气连接，实现对变电站电气设备低压侧电路运行状态操控及运行数据监控；
通过高压接线盘可满足对变电站内高压侧电路系统间电气连接，实现对变电站电气设备高压侧电路运行状态操控及运行数据监控；
通过串口通讯电路、通讯接线端口实现与变电站间数据通讯，实现对变电站运行数据监控通讯，及远程操控；
S3,数据处理，各现场操控终端采集的数据通过通讯服务网络反馈至运维管理服务器中，由运维管理服务器对采集数据进行分析并得到当前变电站运行状态数据，并根据当前变电站运行状态数据生成变电站控制方案，然后将当前变电站运行状态数据及变电站控制方案通过运维管理终端输出，由工作人员实现对变电站进行远程运维管理及操控。
本发明系统构建拓展能力、环境适应能力强，可有效满足对各类变电站系统配套运行的需要，同时有效实现了对变电站环境、工作人员工作状态、变电站内各电路设备的低压电路系统、高压电路系统运行状态进行持续监控；此外另可实现对变电站进行远程的操控维护作业，从而极大的提高了变电站运维管理的工作效率和精度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明系统结构示意图；
图2为承载底座横断面结构示意图。
1运维管理服务器、2运维管理终端、3现场操控终端、4通讯服务网络、31承载立柱、32底座、33导向滑槽、34升降驱动机构、35检测头、36监控摄像头、37红外线电子围栏装置、38红外人体传感器、39空气隔离开关、101分布式存储系统、102固定数据存储系统、301低压接线盘、302高压接线盘、303多路稳压电源、304串口通讯电路、305通讯接线端口、306驱动电路、307控制电路、308操控界面、309滚轮滑动连接、310温湿度传感器、311烟雾传感器。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1和图2所示，一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，包括运维管理服务器1、运维管理终端2、现场操控终端3、通讯服务网络4，其中运维管理服务器1通过通讯服务网络4分别与运维管理终端1、现场操控终端3间建立数据连接，其中，运维管理终端2至少一个，每个运维管理终端2通过通讯服务网络4与若干现场操控终端3建立数据连接，现场操控终端3若干，分别嵌于各变电站内并与变电站内各电气设备及电源电路电气连接，且每个变电站内均设若干现场操控终端3，同一变电站内的各现场操控终端3间相互并联，并通过通讯服务网络4与同一运维管理终端2间建立数据连接。
本实施例中，所述的运维管理终端2为以工业计算机为基础的操控台，且运维管理终端另设若干以智能移动终端为基础的移动操控子机构，且运维管理终端2与移动操控子机构间通过通讯服务网络4连接。
本实施例中，所述的运维管理服务器1为基于云计算系统为基础的数据处理服务器，且运维管理服务器1另设一个分布式存储系统101和一个嵌于运维管理服务器内的固定数据存储系统102，其中所述分布式存储系统101为变电站数据存储机构、固定数据存储系统102为变电站控制策略数据存储机构。
进一步优化的，所述的固定数据存储系统102中的变电站控制策略包括变电站运行控制参数、运行控制逻辑、变电站零部件硬件数据、变电站零部件备件数据、故障识别代码及与故障识别代码对应的故障排除方案。
通过分布式存储系统101对变电站运行时的各类数据进行存储；通过固定数据存储系统102存储变电站设备运行故障类型、故障症状及故障排除方案信息，并通过固定数据存储系统102内的数据为运维管理服务器对变电站管控运维提供技术精确的故障恢复、排除指导。
重点说明的，所述的现场操控终端3包括承载立柱31、底座32、导向滑槽33、升降驱动机构34、检测头35、监控摄像头36、红外线电子围栏装置37、红外人体传感器38、空气隔离开关39、低压接线盘301、高压接线盘302、多路稳压电源303、串口通讯电路304、通讯接线端口305、驱动电路306及控制电路307，所述底座32为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载立柱31为轴向截面呈矩形的柱状框架结构，所述承载立柱31至少一条，与底座32上端面连接并垂直分布，所述承载立柱31侧表面设至少一条横断面呈“凵”字形，并与承载立柱31轴线平行分布的导向滑槽33，所述导向滑槽33内设三个沿导向滑槽33轴线从下向上分布的检测头35，所述检测头35的前端面分别与一个监控摄像头36、红外线电子围栏装置37及红外人体传感器38，且监控摄像头36、红外线电子围栏装置37及红外人体传感器38光轴与导向滑槽33槽底垂直分布，所述检测头35中，其中两个检测头35通过升降驱动机构34分别与导向滑槽33左侧及右侧壁滑动连接，另一个检测头35后端面通过升降驱动机构34于导向滑槽33槽底滑动连接，各升降驱动机构34间相互并联，并与导向滑槽33轴线平行分布，所述空气隔离开关39、低压接线盘301、高压接线盘302、多路稳压电源303、串口通讯电路304、通讯接线端口305、驱动电路306及控制电路307均嵌于底座32内，所述控制电路307分别与低压接线盘301、高压接线盘302、多路稳压电源303、串口通讯电路304、驱动电路306电气连接，所述低压接线盘301、高压接线盘302分别通过空气隔离开关39与多路稳压电源303、驱动电路306及变电站的控制侧电路、高压侧电路电气连接，所述串口通讯电路304通过通讯接线端口305与变电站的控制侧电路间建立数据连接。
进一步的，所述承载立柱31为两条及两条以上时，各承载立柱31间相互平行分布，且相邻两承载立柱31间设宽度50—200厘米的通道。
进一步的，所述检测头35为横断面呈矩形的腔体结构，其后端面与导向滑槽33槽底间通过至少一个滚轮滑动连接309，其侧表面设一个温湿度传感器310、一个烟雾传感器311、一个基于按键、显示器、信号灯、射频感应装置中任意一种为基础的操控界面308，所述温湿度传感器310、烟雾传感器311、操控界面308均与控制电路307电气连接。
进一步的，所述升降驱动机构34为丝杠机构、电动伸缩杆、气压伸缩杆、液压伸缩杆、传动链机构中的任意一种；所述驱动电路306包括至少一个MOS驱动电路及至少一个IGBT模块电路，且MOS驱动电路和IGBT模块电路间相互并联；所述控制电路307为以FPGA芯片、DSP芯片中任意一种为基础的电路系统。
一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统的管控方法，包括如下步骤：
S1，系统预设，首先在各待管控变电站的、变压器、配电柜、门口位置处分别设置1—2个现场操控终端3，然后在远程运维管理中心处分别设置运维管理服务器1、运维管理终端2，并使运维管理服务器1、运维管理终端2、现场操控终端3通过通讯服务网络4间建立数据连接，然后由运维管理服务器1分别为各运维管理终端2、现场操控终端3分配通讯控制策略，同时通过现场操控终端3采集变电站内设备及人员信息，并将采集数据信息由运维管理服务器1保存；
S2，远程运维管理，完成S1步骤后，直接由各现场操控终端3对变电站运行状态进行监控，其中：
通过检测头35上设置的监控摄像头实现对变电站周围及变电站设备运行状态进行持续视频监控，同时实现对工作人员信息及工作状态进行监控，同时利用检测头35上设置的温湿度传感器310、烟雾传感器311首先对变电站环境状态监控；
通过检测头35上设置的红外线电子围栏装置37、红外人体传感器38在变电站内构建电子围栏，对变电站设备进行防护同时，另配合监控摄像头36及检测头35的操控界面实现电子巡更；
通过低压接线盘301可满足对变电站内低压侧电路系统间电气连接，实现对变电站电气设备低压侧电路运行状态操控及运行数据监控；
通过高压接线盘302可满足对变电站内高压侧电路系统间电气连接，实现对变电站电气设备高压侧电路运行状态操控及运行数据监控；
通过串口通讯电路304、通讯接线端口305实现与变电站间数据通讯，实现对变电站运行数据监控通讯，及远程操控；
S3,数据处理，各现场操控终端3采集的数据通过通讯服务网络4反馈至运维管理服务器1中，由运维管理服务器1对采集数据进行分析并得到当前变电站运行状态数据，并根据当前变电站运行状态数据生成变电站控制方案，然后将当前变电站运行状态数据及变电站控制方案通过运维管理终端2输出，由工作人员实现对变电站进行远程运维管理及操控。
本发明系统构建拓展能力、环境适应能力强，可有效满足对各类变电站系统配套运行的需要，同时有效实现了对变电站环境、工作人员工作状态、变电站内各电路设备的低压电路系统、高压电路系统运行状态进行持续监控；此外另可实现对变电站进行远程的操控维护作业，从而极大的提高了变电站运维管理的工作效率和精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，其特征在于：所述的变电站自动化设备一体化远程运维管控系统包括运维管理服务器（1）、运维管理终端（2）、现场操控终端（3）、通讯服务网络（4），其中所述运维管理服务器（1）通过通讯服务网络（4）分别与运维管理终端（2）、现场操控终端（3）间建立数据连接，其中，所述运维管理终端（2）至少一个，每个运维管理终端（2）通过通讯服务网络（4）与若干现场操控终端（3）建立数据连接，所述现场操控终端（3）若干，分别嵌于各变电站内并与变电站内各电气设备及电源电路电气连接，且每个变电站内均设若干现场操控终端（3），同一变电站内的各现场操控终端（3）间相互并联，并通过通讯服务网络（4）与同一运维管理终端（2）间建立数据连接；
所述的现场操控终端（3）包括承载立柱（31）、底座（32）、导向滑槽（33）、升降驱动机构（34）、检测头（35）、监控摄像头（36）、红外线电子围栏装置（37）、红外人体传感器（38）、空气隔离开关（39）、低压接线盘（301）、高压接线盘（302）、多路稳压电源（303）、串口通讯电路（304）、通讯接线端口（305）、驱动电路（306）及控制电路（307），所述底座（32）为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载立柱（31）为轴向截面呈矩形的柱状框架结构，所述承载立柱（31）至少一条，与底座（32）上端面连接并垂直分布，所述承载立柱（31）侧表面设至少一条横断面呈“凵”字形，并与承载立柱（31）轴线平行分布的导向滑槽（33），所述导向滑槽（33）内设三个沿导向滑槽（33）轴线从下向上分布的检测头（35），所述检测头（35）的前端面分别与一个监控摄像头（36）、红外线电子围栏装置（37）及红外人体传感器（38），且监控摄像头（36）、红外线电子围栏装置（37）及红外人体传感器（38）光轴与导向滑槽（33）槽底垂直分布，所述检测头（35）中，其中两个检测头（35）通过升降驱动机构（34）分别与导向滑槽（33）左侧及右侧壁滑动连接，另一个检测头（35）后端面通过升降驱动机构（34）于导向滑槽（33）槽底滑动连接，各升降驱动机构（34）间相互并联，并与导向滑槽（33）轴线平行分布，所述空气隔离开关（39）、低压接线盘（301）、高压接线盘（302）、多路稳压电源（303）、串口通讯电路（304）、通讯接线端口（305）、驱动电路（306）及控制电路（307）均嵌于底座（32）内，所述控制电路（307）分别与低压接线盘（301）、高压接线盘（302）、多路稳压电源（303）、串口通讯电路（304）、驱动电路（306）电气连接，所述低压接线盘（301）、高压接线盘（302）分别通过空气隔离开关（39）与多路稳压电源（303）、驱动电路（306）及变电站的控制侧电路、高压侧电路电气连接，所述串口通讯电路（304）通过通讯接线端口（305）与变电站的控制侧电路间建立数据连接。
2.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，其特征在于：所述的运维管理终端（2）为以工业计算机为基础的操控台，且运维管理终端（2）设若干以智能移动终端为基础的移动操控子机构，且运维管理终端（2）与移动操控子机构间通过通讯服务网络（4）连接。
3.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，其特征在于：所述的运维管理服务器（1）为基于云计算系统为基础的数据处理服务器，且运维管理服务器（1）设一个分布式存储系统（101）和一个嵌于运维管理服务器（1）内的固定数据存储系统（102），其中所述分布式存储系统（101）为变电站数据存储机构、固定数据存储系统（102）为变电站控制策略数据存储机构。
4.根据权利要求3所述的一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，其特征在于：所述的固定数据存储系统（102）中的变电站控制策略包括变电站运行控制参数、运行控制逻辑、变电站零部件硬件数据、变电站零部件备件数据、故障识别代码及与故障识别代码对应的故障排除方案。
5.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，其特征在于：所述承载立柱（31）为两条及两条以上时，各承载立柱（31）间相互平行分布，且相邻两承载立柱（31）间设宽度50—200厘米的通道。
6.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，其特征在于：所述检测头（35）为横断面呈矩形的腔体结构，其后端面与导向滑槽（33）槽底间通过至少一个滚轮滑动连接，其侧表面设一个温湿度传感器（310）、一个烟雾传感器（311）、一个基于按键、显示器、信号灯、射频感应装置中任意一种为基础的操控界面，所述温湿度传感器（310）、烟雾传感器（311）、操控界面均与控制电路（307）电气连接。
7.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统，其特征在于：所述升降驱动机构（34）为丝杠机构、电动伸缩杆、气压伸缩杆、液压伸缩杆、传动链机构中的任意一种；所述驱动电路（306）包括至少一个MOS驱动电路（306）及至少一个IGBT模块电路，且MOS驱动电路（306）和IGBT模块电路间相互并联；所述控制电路（307）为以FPGA芯片、DSP芯片中任意一种为基础的电路系统。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种变电站自动化设备一体化远程运维管控系统的管控方法，其特征在于，所述的变电站自动化设备一体化远程运维管控系统的管控方法包括如下步骤：
S1，系统预设，首先在各待管控变电站的、变压器、配电柜、门口位置处分别设置1—2个现场操控终端（3），然后在远程运维管理中心处分别设置运维管理服务器（1）、运维管理终端（2），并使运维管理服务器（1）、运维管理终端（2）、现场操控终端（3）通过通讯服务网络（4）间建立数据连接，然后由运维管理服务器（1）分别为各运维管理终端（2）、现场操控终端（3）分配通讯控制策略，同时通过现场操控终端（3）采集变电站内设备及人员信息，并将采集数据信息由运维管理服务器（1）保存；
S2，远程运维管理，完成S1步骤后，直接由各现场操控终端（3）对变电站运行状态进行监控，其中：
通过检测头（35）上设置的监控摄像头（36）实现对变电站周围及变电站设备运行状态进行持续视频监控，同时实现对工作人员信息及工作状态进行监控，同时利用检测头（35）上设置的温湿度传感器（310）、烟雾传感器（311）首先对变电站环境状态监控；
通过检测头（35）上设置的红外线电子围栏装置（37）、红外人体传感器（38）在变电站内构建电子围栏，对变电站设备进行防护同时，配合监控摄像头（36）及检测头（35）的操控界面实现电子巡更；
通过低压接线盘（301）可满足对变电站内低压侧电路系统间电气连接，实现对变电站电气设备低压侧电路运行状态操控及运行数据监控；
通过高压接线盘（302）可满足对变电站内高压侧电路系统间电气连接，实现对变电站电气设备高压侧电路运行状态操控及运行数据监控；
通过串口通讯电路（304）、通讯接线端口（305）实现与变电站间数据通讯，实现对变电站运行数据监控通讯，及远程操控；
S3,数据处理，各现场操控终端（3）采集的数据通过通讯服务网络（4）反馈至运维管理服务器（1）中，由运维管理服务器（1）对采集数据进行分析并得到当前变电站运行状态数据，并根据当前变电站运行状态数据生成变电站控制方案，然后将当前变电站运行状态数据及变电站控制方案通过运维管理终端（2）输出，由工作人员实现对变电站进行远程运维管理及操控。
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