基于IEC61850通讯的电力机房监控系统的应用和实现

2010-04-02石家庄科林自动化有限公司李春海刘彩坤赵琦徐华民韩胜峰刘畅

电气技术与经济 2010年5期

■ 石家庄科林自动化有限公司李春海刘彩坤赵琦徐华民韩胜峰刘畅

0 引言

随着电力机房在国家电网中的地位日益重要，国家电网开始在调度自动化系统机房、监控中心自动化机房建设对各系统运行状况，机房环境，电源，消防等情况进行信息采集、分析、报警。用于帮助自动化运行值班人员对系统的告警进行自动分析，并以声光、短信方式提示自动化维护人员及时处理缺陷，提高调度自动化系统、监控中心监控系统运行水平，保障电网正常运行，减轻自动化运行值班人员劳动强度有重要意义。

1 基于IEC 61850规范通讯的电力机房监控系统应用的实现框图

智能通讯单元通过RS485/RS232/网络等通讯方式采集电力机房的相关信息，同时也可以采用IEC61850规范与其它的智能通讯设备进行数据的交互。将采集到的数据采用IEC101、IEC104规约发送到电力机房监控主站系统。音频视频部分通过传统的方式进行视频和音频的采集、传送与接收。

系统对调度自动化系统机房、监控中心自动化机房的运行环境进行实时监控，对调度自动化系统、监控中心监控系统的运行工况、关键数据进行实时监测，对系统各种异常和故障情况的判别与报警，对历史信息、报警记录应能方便地存储与检索，系统支持多个客户终端的监视、控制、报警接收和查询，系统具有统一、完整的用户界面和操作平台，集中进行各类信息的查询和监视，系统提供友好、美观的人机交互界面，灵活的当前或历史数据查询手段，丰富多样的图表、图形及多媒体表现方式，并符合国家智能电网的发展趋势。

2 功能实现

2．1 现场数据采集层的功能实现

现场数据采集层作为系统最基本的部分，安装于各电力机房监测现场。主要组成部分是智能通讯单元、电力机房相关信息采集设备及音频视频单元等。

2．1．1 采集数据源

电力机房监控的数据来源主要是各类信息采集设备和监控中心监控系统。

各类信息采集设备包括动力监测模块、UPS电池监测模块、温湿度监测模块、漏水监测模块、空调监控模块、消防监测模块、开关量监测模块、门禁监测模块和其他智能设备等等。

监控中心监控系统可以提供系统的运行工况、关键数据等等。

2．1．2 智能通讯单元

电力机房监控系统采用智能通讯单元，作为电力机房监控主站系统与监控设备的中间节点，区别于传统的机房监控模式—监控主站系统直接采集监控设备。智能通讯单元可采集机房的温度、湿度、门磁、烟感等各种传感器以及智能设备的相关数据，通过调度数据网传送至电力机房监控主站系统。并可以接受电力机房监控主站系统传送下来的控制命令对各种可控设备进行控制。

智能通讯单元的通讯基于IEC 61850规范研发，使得电力机房监控系统不同于传统的机房监控系统，符合了国家智能电网的发展趋势，系统提供了完善的接口，在与其他系统的集成也能满足智能电网的要求。

智能通讯单元采用嵌入式Linux操作系统，多任务、模块化设计，系统在开放性、扩展性、安全性等方面具有较强的优势。

智能通讯单元通过了电科院质检中心四级电磁兼容检测，可适用于在各种复杂的电磁环境下运行。

2．2 通讯层的功能实现

智能通讯单元与电力机房监控主站系统可以采用成熟的电力调度数据网等通讯信道进行通讯。为了满足电力二次安全防护的要求，可以安装纵向加密认证装置等安全防护设备。

2．3 系统主站层的功能实现

系统主站层是整个系统的核心部分。遵循IEC61970 CIM规范的电网模型，并提供遵循CIS标准的API接口和基于SVG的图形交换，实现遵循相应标准的第三方软件的即插即用，便于系统的功能扩展和更大范围的信息集成。系统内部功能模块化，系统功能如搭积木方式组建在一起，有利于系统功能的裁剪和扩展。

系统主站层主要包括采集服务器、历史数据库服务器、应用服务器、WEB服务器、工作站及其他各种相关设备和软件，相互之间通过数据线构建网络连接。

采集服务器负责对各监测点进行监测数据的采集。

历史数据库服务器进行统计数据、计算数据以及相关数据的存储记忆。

应用服务器完成各种相关的应用功能的实现，对电网自动化系统机房的动力、环境等进行实时监控、统计、分析、报警。

WEB服务器负责最终的数据展现，进行WEB信息发布。通过CORBA组件技术搭建分布式数据总线，并采用SVG图形方式实现实时数据的图形化展示，并方便与其它系统通过SVG图形交换方式进行互通。WEB信息发布系统符合电网二次安全防护的要求，在安全I区与安全III区之间布置正向物理隔离装置，用于从内向外的通讯，传送实时数据、历史数据、图形文件、报警信息等。

工作站负责供值班人员和维护人员进行使用，提供人性化的人机界面。

系统主站层是整个系统的控制和管理中心。该层由数据处理层和业务管理层构成，数据处理层负责数据采集和数据计算，根据历史数据生成各种数据统计、历史报表等应用。业务管理层负责业务管理流程和数据WEB信息发布。