CN202004535U - 一种变电站计算机监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种可靠性高、功能全面的变电站计算机监控系统，包括设置于变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站、网络交换设备和至少两台主通信单元以及设置于变电站外的远方调度中心的人机操作站，变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站以及主通信单元通过网络交换设备组成站内监控网络，远方调度中心的人机操作站通过远程网络通信设备与所述站内监控网络连接。本实用新型采用独特的1+N冗余设计，实现了一机多备动态冗余备份功能，所有程序及数据均在变电站内，远方调度中心通过远程访问的方式登录监控界面，无远方数据传输和规约转换的环节，适用于变电站自动化的一体化应用。

Description

一种变电站计算机监控系统

技术领域

本实用新型属于综合自动化领域，特别涉及到基于IEC61850的智能变电站计算机监控系统。

背景技术

变电站作为电力系统中输电和配电的集结点，是电力传输和分配的枢纽，根据电力线路的规划，其位置通常分布在较为偏远的地方，由于其数量众多且长期处于高压、强电流、高辐射的工作环境，对人的健康不利，因此一般是无人值守的，变电站内的设备运行相关信息以一定的方式送至调度中心(集控中心)，从而在实现对变电站的远程监控，这对变电站内监控系统及信息远传的可靠性提出了很高的要求。

随着变电站的增多以及变电站信息化程度的提高，送至调度中心的信息也在成倍增长，通信流量不断加大、需要监视的信息越来越多，一线工作人员的工作强度和压力也越来越大。

目前的变电站的计算机监控系统的实现方式很多，但这些监控系统的侧重点都是如何实现监控，针对可靠性及提高信息传输和监视效率的改进不多，一般都是采用质量较好的工控设备来保证其可靠性，存在着一定的风险，容易因为某一环节中的某一台设备出现故障而影响整个变电站的工作，同时也无法解决信息增加带来的一系列问题。

智能电网对变电站的智能化提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种适用于智能变电站的可靠性高、功能全面、具备一定智能化程度的变电站计算机监控系统。

本实用新型的变电站计算机监控系统包括设置于变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站、网络交换设备和至少两台主通信单元，以及设置于变电站外的远方调度中心的人机操作站，所述变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站以及两台主通信单元通过网络交换设备组成站内监控网络，所述远方调度中心的人机操作站通过远程网络通信设备与所述站内监控网络连接。

在实际使用中，站内的每台主通信单元中均配置有主规约、从规约、实时数据库、 SAS应用、分布式服务、信号智能分析等模块用，以实现数据的采集、转换、分析、传输以及界面展现等功能。正常情况下，各功能应用会根据一定的策略均衡分配运行在不同的主通信单元上，其他主通信单元作为该应用的热备用。通过软件设计和控制，在某一主应用或某台主通信单元出现故障时，其余主通信单元会自动启动相应的热备用功能来替代故障的应用或设备，以保证变电站计算机监控系统的工作正常。这种1+N的冗余结构满足各个应用备用系统，减少了设备投资，增加了系统可靠性，同时采用独特的算法，保证数据不丢失的情况下实现远动功能的无缝切换，实现系统级的硬件和软件的智能动态主备切换。

站内主通信单元的SAS应用提供基于WEB或瘦客户端浏览的远程访问方式，因此站内的人机操作站与主通信单元之间的数据通信无需再经过规约转换，而只需连接上主通信单元的浏览接口即可实现实时的监控。同时为方便无人值班变电站在检修时工程人员临时接入笔记本进行后台监控查看，上述变电站计算机监控系统还包括设置于变电站内并与所述站内监控网络连接的便携式浏览端口。

进一步地，所述站内监控网络包括两个独立的以太网和一个光纤网络，所述变电站内的主通信单元、人机操作站、数据存储设备、便携式浏览端口均分别与两个独立的以太网相连，变电站内的主变测控装置、保护测控装置分别通过光纤与两个独立的以太网相连。通过设置多个独立网络，可以进一步增强系统的可靠性。

所述变电站内的每个主通信单元均设置有一个独立的网络接口，为调度中心提供远程监视服务，该服务作为站内监控系统远动功能的备用，当正常的远动功能或设备出现故障时，可迅速恢复调度中心对变电站系统的监视，并保证故障期间数据的传输和记录不中断。

所述主通信单元中智能信息分析模块通过对变电站原始信息的分析和归纳，实现了信息的分层、分区、分类管理。同时结合电力系统的故障特点和长期累积的运行经验，由程序自动对原始信息的分析，在第一时间提供相关结论，为后续的处理决策提供辅助信息。智能分析算法可根据实际运行方式的变化，自动做出优化和调整。智能分析的策略可通过增量方式添加到系统中，支持在线升级策略包。

所述主通信单元的硬件采用电力专用无风扇、无硬盘、双电源嵌入式工控机，性能稳定、运行可靠、免维护，并提供丰富可扩展的网络口和串口，所有串口尽带光电隔离和TVS防雷保护，可满足各种环境条件下不同应用对主通信单元的需求。主通信 单元的软件架构采用跨平台设计，支持Linux和Windows操作系统，应用软件平台基于国际标准IEC61850统一数据模型体系设计，同时遵循并兼容几乎所有标准规约。

本实用新型的变电站计算机监控系统采用独特的1+N冗余设计，实现了一机多备动态冗余备份功能，其系统构建模式灵活，可实现传统的前置机、后台机、远动机和公用通信设备的所有功能；在实现传统监控系统所有功能的前提下，实现信息上送的智能化，对现有变电站信息进行分类管理和智能分析，为用户直接提供结论性信息以辅助决策；在变电站监控远动系统发生故障时实现调度中心对站内设备运行状况的实时监控，无需切换时间，不存在监控盲区；所有程序及数据均在变电站内，远方调度中心通过远程访问的方式登录进入监控界面，无远方数据传输和规约转换的环节，适用于智能变电站自动化的一体化应用。

附图说明

图1是实施例1的变电站计算机监控系统的结构示意图；

图2是实施例2的变电站计算机监控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来详细说明本实用新型。

实施例1：

如图1所示，本实施例的变电站计算机监控系统包括设置于变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站、网络交换设备和两台主通信单元，以及设置于变电站外的远方调度中心的人机操作站，所述变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站以及两台主通信单元通过网络交换设备组成站内以太网监控网络，所述远方调度中心的人机操作站通过远程网络通信设备与所述站内以太网监控网络连接(图中未画出站内的网络交换设备)。

上述采用变电站计算机监控系统内置智能分析引擎和专家分析知识库，能针对变电站内的各种原始数据进行动态计算和分析，形成规范性的结论文字描述提供给用户，辅助用户进行故障分析，系统优化，事故预防等措施的实施。系统采用1+1冗余结构的动态互备系统，即任意一台主通信单元可以作为主机，另外一台主通信单元作为备机。主通信单元集成远动、前置，后台应用和实时数据库系统，配置实现各模块负载均衡在不同监控计算机中，这种冗余模式互备方式减少了设备投资，增加了系统可靠性，同时采用独特的算法，保证数据不丢失的情况下实现远动功能的无缝切换， 实现系统级的硬件和软件的智能动态主备切换。

该方案适用于110kV及以下变电站综合自动化系统。

实施例2：

如图2所示，本实施例的变电站计算机监控系统的主通信单元有四台，站内监控网络包括两个独立的以太网和一个光纤网络，变电站内的主通信单元、人机操作站、数据存储设备、便携式浏览端口均分别与两个独立的以太网相连，变电站内的主变测控装置、保护测控装置分别通过光纤与两个独立的以太网相连(光纤与以太网之间的网络转换设备在图中未画出)。系统采用双以太网方式组网，增强系统网络可靠性。

上述四台主通信单元全部配置前置、实时数据库、后台应用和远动功能，在系统正常情况下分配不同的功能在不同主通信单元上运行，其他主主通信单元为该应用的备用，称为1+3冗余结构，这种冗余结构满足各个应用备用系统，而减少了设备投资，增加了系统可靠性，同时采用独特的算法，保证数据不丢失的情况下实现远动功能的无缝切换，实现系统级的硬件和软件的智能动态主备切换。

该方案适用于220kV及以上智能的变电站计算机监控系统。

Claims (4)

1.一种变电站计算机监控系统，其特征在于包括设置于变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站、网络交换设备和至少两台主通信单元，以及设置于变电站外的远方调度中心的人机操作站，所述变电站内的主变测控装置、保护测控装置、数据存储设备、人机操作站以及两台主通信单元通过网络交换设备组成站内监控网络，所述远方调度中心的人机操作站通过远程网络通信设备与所述站内监控网络连接。

2.根据权利要求1所述的变电站计算机监控系统，其特征在于还包括设置于变电站内并与所述站内监控网络连接的便携式浏览端口。

3.根据权利要求2所述的变电站计算机监控系统，其特征在于所述站内监控网络包括两个独立的以太网和一个光纤网络，所述变电站内的主通信单元、人机操作站、数据存储设备、便携式浏览端口均分别与两个独立的以太网相连，变电站内的主变测控装置、保护测控装置分别通过光纤与两个独立的以太网相连。

4.根据权利要求3所述的变电站计算机监控系统，其特征在于所述变电站内的每个主通信单元均设置有一个独立的网络接口。 

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