CN203674804U - 用于实时监控用户用电信息的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于实时监控用户用电信息的装置，包括：用于采集线路实时数据信息的数据采集装置、用于采集线路的故障实时数据信息的故障录波装置和用于存储所述数据采集装置和所述故障录波装置采集的数据信息的数据存储装置。通过数据采集装置采集线路的实时数据信息，实现对电网运行状态的实时预测和监控，通过故障录波装置采集线路的实时故障数据信息，可以有效弥补出现故障前后数据采集装置缺失或出现异常的数据，从而保证了数据的完整性，并且，通过数据存储装置存储采集到的海量实时数据，以便于故障的判断和处理，从而为电力安全生产以及高铁等重要用户的安全稳定运行提供坚实的保障。

Description

用于实时监控用户用电信息的装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，更具体地说，涉及一种用于实时监控用户用电信息的装置。

背景技术

2011年7月23日发生的特大动车事故，给人民的生命财产造成了巨大损失，给社会造成了极其不好的影响，因此，对于电力系统而言，为高铁、民航等重要用户提供正常供电显得尤为重要。

现有的电力系统采用SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统）系统来采集用户的用电数据信息，实现对现场运行设备的监视和控制。SCADA系统是指能够进行信息采集、处理和控制的自动化系统，通过人机系统的屏幕和调度模拟盘对电网运行状态进行在线监视，具有记录、超限告警、打印制表、故障追忆、本系统自检和远动通道状态的监测等功能。

现有的SCADA系统受制于前端装置，采集量仅包括基础的电量、电压、电流等数据，无法对更能真实反映线路运行状况的三相基波、频率、基波正序相量等数据进行采集，因此，当高铁等用户出现重大故障时，系统无法提供真实反映线路运行状况的数据，并且，由于数据库处理能力有限等原因，导致现有的SCADA系统只能按照固定的周期进行数据的采集和存储，因此，其所提供的数据也可能并不是故障发生时间点的真实数据。

现有的SCADA系统，对于高铁等重要用户的负荷数据之所以按照5分钟的周期进行采样，数据库的处理能力有限是一个重要的原因。对于高铁、民航等重要用户来说，事故往往发生在毫厘之间，传统的周期采样并不能提供完整的线路全信息数据的细微变化，所以实时采样是未来的趋势，而实时采样与周期采样相比，数据采集规模将呈现数百倍的差别，由于实时采样具有采集周期短、数据量大，数据冗余大等特点，因此，如何实现高铁等重要用户的海量实时采样数据存储也是电力系统专注的重点。

也就是说，现有技术中的SCADA系统不能实时采集能够真实反映线路运行状况的数据信息，且数据库的处理能力有限，不利于故障的判断和处理。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于实时监控用户用电信息的装置，以解决现有技术中不能实时采集能够真实反映线路运行状况的数据信息，且数据库的处理能力有限，不利于故障的判断和处理的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于实时监控用户用电信息的装置，包括：

用于采集线路实时数据信息的数据采集装置，所述数据采集装置包括数据总线、多个与所述数据总线相连的数据采集器、与所述数据总线相连的集中处理装置以及与所述集中处理装置相连的电力数据网服务器；

用于采集线路的故障实时数据信息的故障录波装置，所述故障录波装置包括数据总线、多个与所述数据总线相连的故障录波器、与所述数据总线相连的ANS主机以及与所述ANS主机相连的关系数据库管理器；

用于存储所述数据采集装置和所述故障录波装置采集的数据信息的数据存储装置，所述数据存储装置包括依次相连的路由器、交换机、前置采集服务器和实时数据库管理系统。

优选的，所述数据采集器设置在电网变电站侧的线路中，用于采集所述线路的实时数据信息。

优选的，所述实时数据信息包括：三相基波、频率和基波正序相量。

优选的，所述故障录波器设置在电网变电站侧的线路中，用于在出现故障时采集出现故障处线路的故障实时数据信息。

优选的，所述实时数据库管理系统为海迅实时数据库管理系统。

优选的，所述数据采集装置中的电力数据网服务器与所述数据存储装置中的路由器相连，用于将所述数据采集装置采集到的数据存储于所述数据存储装置中。

优选的，所述电力数据网服务器与所述路由器之间具有隔离装置。

优选的，所述故障录波装置中的关系数据库管理器与所述数据存储装置中的路由器相连，用于将所述故障录波装置采集到的数据存储于所述数据存储装置中。

优选的，所述关系数据库管理器与所述路由器之间具有隔离装置。

优选的，所述数据采集装置中的数据采集器的个数不小于3个，所述故障录波装置中的故障录波器的个数不小于3个。

与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案具有以下优点：

本实用新型所提供的用于实时监控用户用电信息的装置，通过数据采集装置采集线路的实时数据信息，实现对电网运行状态的实时预测和监控，通过故障录波装置采集线路的实时故障数据信息，可以有效弥补出现故障前后数据采集装置缺失或出现异常的数据，从而保证了数据的完整性，并且，通过数据存储装置存储采集到的海量实时数据，以便于故障的判断和处理，从而为电力安全生产以及高铁等重要用户的安全稳定运行提供坚实的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于实时监控用户用电信息的装置结构图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有的SCADA系统受制于前端装置，采集量仅包括基础的电量、电压、电流等数据，无法对更能真实反映线路运行状况的三相基波、频率、基波正序相量等数据进行采集，因此，当高铁等用户出现重大故障时，系统无法提供真实反映线路运行状况的数据，并且，由于数据库处理能力有限等原因，导致现有的SCADA系统只能按照固定的周期进行数据的采集和存储，因此，其所提供的数据也可能并不是故障发生时间点的真实数据。

现有的SCADA系统，对于高铁等重要用户的负荷数据之所以按照5分钟的周期进行采样，数据库的处理能力有限是一个重要的原因。对于高铁、民航等重要用户来说，事故往往发生在毫厘之间，传统的周期采样并不能提供完整的线路全信息数据的细微变化，所以实时采样是未来的趋势，而实时采样与周期采样相比，数据采集规模将呈现数百倍的差别，由于实时采样具有采集周期短、数据量大，数据冗余大等特点，因此，如何实现高铁等重要用户的海量实时采样数据存储也是电力系统专注的重点。

也就是说，现有技术中的SCADA系统不能实时采集能够真实反映线路运行状况的数据信息，且数据库的处理能力有限，不利于故障的判断和处理。

基于此，本实用新型提供了一种用于实时监控用户用电信息的装置，以克服现有技术存在的上述问题，包括：

用于采集线路实时数据信息的数据采集装置，所述数据采集装置包括数据总线、多个与所述数据总线相连的数据采集器、与所述数据总线相连的集中处理装置以及与所述集中处理装置相连的电力数据网服务器；

用于采集线路的故障实时数据信息的故障录波装置，所述故障录波装置包括数据总线、多个与所述数据总线相连的故障录波器、与所述数据总线相连的ANS主机以及与所述ANS主机相连的关系数据库管理器；

用于存储所述数据采集装置和所述故障录波装置采集的数据信息的数据存储装置，所述数据存储装置包括依次相连的路由器、交换机、前置采集服务器和实时数据库管理系统。

本实用新型所提供的用于实时监控用户用电信息的装置，通过数据采集装置采集线路的实时数据信息，实现对电网运行状态的实时预测和监控，通过故障录波装置采集线路的实时故障数据信息，可以有效弥补出现故障前后数据采集装置缺失或出现异常的数据，从而保证了数据的完整性，并且，通过数据存储装置存储采集到的海量实时数据，以便于故障的判断和处理，从而为电力安全生产以及高铁等重要用户的安全稳定运行提供坚实的保障。

以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本实施例提供了一种用于实时监控用户用电信息的装置，其结构示意图如图1所示，包括：用于采集线路实时数据信息的数据采集装置21、用于采集线路的实时故障数据信息的故障录波装置22和用于存储所述数据采集装置21和所述故障录波装置22采集的数据信息的数据存储装置23，其中，所述数据采集装置21包括数据总线211、多个与所述数据总线211相连的数据采集器210、与所述数据总线211相连的集中处理装置212以及与所述集中处理装置212相连的电力数据网服务器213；所述故障录波装置22包括数据总线221、多个与所述数据总线相连的故障录波器220、与所述数据总线221相连的ANS主机222以及与所述ANS主机222相连的关系数据库管理器223；所述数据存储装置23包括依次相连的路由器233、交换机232、前置采集服务器231和实时数据库管理器230。本实施例中数据采集装置中的数据采集器的个数不小于3个，故障录波装置中的故障录波器的个数不小于3个。

本实施例中，数据采集器210设置在电网变电站侧的线路中，用于采集所述线路的实时数据信息，所述实时数据信息包括：三相基波、频率和基波正序相量。优选的，所述数据采集器210为基于GPS同步时钟的PMU（PhasorMeasurement Unit，相量测量装置），所述数据采集器210同步采集电网供电站侧的关键节点的三相基波电压、三相基波电流、序量值、开关状态等具有实时时标的矢量值，这些同步相量数据的采集密度不需要同原始波形一样，就可对电网的运行状态进行实时精准的预测和监控，从而可以为输电线路的故障分析等提供详实而同步的数据。

数据采集器210采集到电网变电站侧线路的三相基波、频率和基波正序相量等实时数据后，通过与其相连的数据总线211传输至与所述数据总线211相连的集中处理装置212，利用集中处理装置212对数据进行处理或筛选，然后通过与所述集中处理装置212相连的电力数据网服务器213以及与所述电力数据网服务器213相连的路由器233、交换机232和前置采集服务器231，将所述数据传输至所述实时数据库管理系统230，用于存储处理或筛选后的实时数据信息。其中，所述电力数据网服务器213与所述路由器233之间具有隔离装置，用于抵御病毒、黑客等对电力系统的恶意破坏和攻击，保护实时闭环监控系统和数据库网络的安全。

但是，在发生故障时，电流巨幅变化超过电流饱和值，可能会出现电流曲线变平的现象，从而导致数据采集装置21采集到的数据失真，因此，本实施中采用故障录波装置22提供出现故障处线路的动态故障实时数据，通过设置在电网变电站侧的线路中的故障录波器220，提供故障前后几秒内的动态快速波形数据，其录波数据可以达到每秒千次以上，因此，故障录波器220采集的数据可以有效弥补出现故障前后同步相量测量装置缺失或出现异常的数据，从而保证了数据的完整性。

线路出现故障时，故障录波器220通过起动装置自启动进行数据的采集，通过数据总线221将采集到的数据传输至ANS（Analysis Station，分析站）主机222和关系数据库管理器223，然后通过与关系数据库管理器223相连的路由器233、交换机232和前置采集服务器231，将数据传输至实时数据库管理系统230，以便存储处理或筛选后的实时数据信息。其中，所述关系数据库管理器223与所述路由器233之间具有隔离装置，用于抵御病毒、黑客等对电力系统的恶意破坏和攻击，保护实时闭环监控系统和实时数据库网络的安全。

本实施例中的实时数据库管理系统230，优选为海迅实时数据库管理系统，当然，在其他实施例中也可以采用其他存储系统。由于通过数据采集装置21和故障录波装置22采集到的数据量比较大，因此，需要采用专门的实时数据库管理系统用来处理海量的实时数据。由于海迅实时数据库管理系统具有非常高的存储速度、查询检索效率以及数据压缩比，完全能够满足高铁等重要用户全部用电信息的存储展示，其分布式架构体系可以支持性能和容量的平滑升级，因此，可以为高铁等重要用户保留完整的用电信息，为故障分析和预警提供数据保障。

电力二次系统中，安全防护分区可分为实施控制区安全区I、非控制生产区II、生产管理区安全区III和管理信息区安全区Ⅳ，本实施例中在安全区I内设置数据采集装置21和故障录波装置22，在安全区III设置数据存储装置23。其中，数据存储装置23接收数据采集装置21和故障录波装置22采集的数据时，需要用到数据采集装置21和故障录波装置22中的主站数据发送单元的IP地址和端口号，其中，同步相量测量装置中的主站数据发送单元的IP地址为：10.23.0.134，端口为：9012；故障录波器中的主站数据发送单元的IP地址为：10.23.0.135，端口为：9013。

本实用新型所提供的用于实时监控用户用电信息的装置，通过数据采集装置采集线路的实时数据信息，实现对电网运行状态的实时预测和监控，通过故障录波装置采集线路的实时故障数据信息，可以有效弥补出现故障前后数据采集装置缺失或出现异常的数据，从而保证了数据的完整性，并且，通过数据存储装置存储采集到的海量实时数据，以便于故障的判断和处理，从而为电力安全生产以及高铁等重要用户的安全稳定运行提供坚实的保障。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于实时监控用户用电信息的装置，其特征在于，包括： 

用于采集线路实时数据信息的数据采集装置，所述数据采集装置包括数据总线、多个与所述数据总线相连的数据采集器、与所述数据总线相连的集中处理装置以及与所述集中处理装置相连的电力数据网服务器； 

用于采集线路的故障实时数据信息的故障录波装置，所述故障录波装置包括数据总线、多个与所述数据总线相连的故障录波器、与所述数据总线相连的ANS主机以及与所述ANS主机相连的关系数据库管理器； 

用于存储所述数据采集装置和所述故障录波装置采集的数据信息的数据存储装置，所述数据存储装置包括依次相连的路由器、交换机、前置采集服务器和实时数据库管理系统。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集器设置在电网变电站侧的线路中，用于采集所述线路的实时数据信息。 

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述实时数据信息包括：三相基波、频率和基波正序相量。 

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述故障录波器设置在电网变电站侧的线路中，用于在出现故障时采集出现故障处线路的故障实时数据信息。 

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述实时数据库管理系统为海迅实时数据库管理系统。 

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集装置中的电力数据网服务器与所述数据存储装置中的路由器相连，用于将所述数据采集装置采集到的数据存储于所述数据存储装置中。 

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电力数据网服务器与所述路由器之间具有隔离装置。 

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述故障录波装置中的关系数据库管理器与所述数据存储装置中的路由器相连，用于将所述故障录波装置采集到的数据存储于所述数据存储装置中。 

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述关系数据库管理器与所述路由器之间具有隔离装置。 

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集装置中的数据采集器的个数不小于3个，所述故障录波装置中的故障录波器的个数不小于3个。