配电站房一体化监测平台研究

于晓晖

（国网山东省电力公司济南供电公司，山东济南250001）

配电站房一体化监测平台研究

于晓晖

（国网山东省电力公司济南供电公司，山东济南250001）

配电室运行的基础数据采集范围不足，技术规范不统一，各类设备监测数据没有综合平台接入。通过对配电站房一体化监测平台的研究，对站房、变压器等设备的电力数据、环境参数、视频监控信息进行整合，实现统一采集、存储，并以平台化的方式实现对这些数据的集中监测、分析和处理。介绍该系统平台的设计方案、设计原则和解决的关键问题。

一体化监测；数据采集；配电

0 引言

配电站房管理工作是供电公司配网可靠性运行的薄弱环节之一。一些配电房运行环境恶劣直接危及设备可靠运行，造成设备跳闸、设备水浸损坏以及设备被盗等故障，往往被人们忽视。多年来，由于配电网络缺乏这方面的监测手段，一般都在特定时期由工作人员逐个测量配电装置及巡检，结果是费时费工，既不能及时反映真实情况，也不能及时解决实际问题。

计算机及通信技术的迅速发展和广泛运用使我国电力系统自动化深入到配电、用电领域。为提升供电公司配电房信息自动化水平，共享信息资源，提高生产、管理、经营效益及合理调度，通过建设配电站房一体化监测平台，对配电站房、变压器等设备的电网运行数据、环境温度等进行实时监控、分析和处理，并结合视频图像、消防、门禁等实时监控防火灾、防漏水、防非法侵入等信息，提升配电自动化运行水平。

1 系统建设思路

配电站房一体化监测平台建设遵照电力系统实时动态监测系统、工业监控系统、机房监控等相关技术规范，以中低压网中的开关、配电房温度、湿度及设备防盗等为监测对象，使配电管理部门及时了解供电设备运行及环境状况，利用智能化的配电站房监控手段进行实时监测与控制，为配电管理部门提供直接及时的技术支持。监测平台主要包括电力数据采集管理、环境实时监控、视频监控三大部分内容。

2 系统设计

2.1 系统架构设计

系统设计以“数据集中采集、分层分析和应用”为原则，满足不同部门的需求和应用［1］。系统结构设计采用分层、分布式架构模式，充分考虑系统功能、容量的可扩展性，以系统服务为基础，为用户实现一体化监控及操作平台，系统按物理层、系统层、服务层、应用层等分层设计，体系结构如图1所示。

2.2 系统功能设计

2.2.1 应用层功能设计

数据采集模块。数据采集模块包括电力数据采集模块和环境数据采集模块。电力数据采集模块通过接入智能监测装置或接入配电自动化系统，实时获取现场装置的电力数据，供数据处理模块使用。环境数据采集模块通过UPS电源等机房装置及环境感应模板的数据接口，实时获取配电站房、变压器的环境数据，如供电电压和电流、可持续供电时间、环境的温度湿度、烟火以及漏水等环境数据，供数据处理模块使用。

图1 一体化监测平台体系结构

数据处理模块。数据处理模块包括电力数据处理模块和环境数据处理模块。电力数据处理模块对实时采集的电力数据，按照系统设定或用户给出的时间间隔进行汇总、计算、保存等处理，按照每15 min、0.5 h、1 h进行采集、计算及存储三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、有功电量、无功电量等电网运行数据［2］，供实时监控模块使用。

环境数据处理模块对实时采集的环境数据，通过与系统设定或用户给出的报警上下限值进行比较与分析，得出设备运行的环境状态，供故障报警模块使用。

实时监控及报警模块。对采集的电力数据，系统给出或用户组态与实际相对应的一次主接线模拟图，显示实时电力数据及监控画面，并在屏幕上采用模拟图方式，实时显示现场设备运行状况，显示当前或历史事件，包括实时数据列表展示、历史数据图表展示、一次主接线图展示、自定义画面组态展示（提供基本图形原语，用户可方便迅速的编辑和生成所需要的图形画面）等。在显示屏上通过实时弹出报警窗口方式，显示最新的报警信号，及时反映事故状态，并产生报警声音，包括音响报警、语音报警、警铃报警等。报警声音一旦发出将按照一定时间间隔持续不断地触发，直至值班人员来现场处理并按报警取消或复位键为止。报警信号按时间、级别顺序排队，并用闪烁和不闪烁来区别某一报警是否已确认或已处理。对采集的环境数据，通过串口或以太网将环境数据传送到监控电脑，可实时监测电源及所有探测器的工作状态。当配电房电源出现故障或探测器检测到异常情况时，启动报警联动并自动切换到相应的画面，提供越限警示及声光、推图报警，实现环境控制设备的遥测、遥信功能。

制表打印模块。对采集的电力数据，系统提供标准格式或自定义格式的报表打印，包括新建、修改、删除报表、实时报表、日报表、月报表、年报表、打印预览等。

对采集的环境数据，提供标准格式或自定义格式的报表打印，包括日报表、月报表、年报表，定时或实时生成事件报表等事故追忆模块。系统显示和记录配电站房前端设备所有动作事件和环境状况报警信息，如所有报警信号、开关状态、通信状况、设备运行状况等事件以及供电、温度、湿度、火灾、漏水等异常信息，所有动作事件和报警信息均存储在事件记录中，作为事故分析依据。提供对存储的电力和环境的历史数据进行分类、统计、比较等处理，并提供浏览、查询、分析等功能。

视频监视模块。实现站房、变压器的图像监视功能，完成周期性视频巡检，防非法侵入、防火灾、防渗漏；自动推出异常设备、异常部位视频图像。系统可以对每个报警探头制定布防计划，按计划进行报警探头布防及录像。支持录像回放功能、事件驱动方式录像和输出。系统提供对不同区域设备的监控点进行集中分组设置，便于监控人员巡检。凡是可以看到图像的计算机都应进行本地录像，将视频数据保存在硬盘上，形成多级录像体系。系统可以远程控制摄像机、云台。系统提供实时监测所有探测器的工作状态，探测器监测到异常情况，启动报警联动，自动切换到报警点摄像机，传送报警信息和报警图像，显示相应的画面。

2.2.2 服务层功能设计

为了确保系统正常运行，系统服务层应提供相应的支撑软件、全面的数据管理以及多样化的信息展示功能。

系统支撑软件。按照C／S结构设计，系统采用VC语言和.net开发工具，实现“瘦客户端”的目的。

数据库管理。采用当前最常用的Windows SQLserver关系型数据库管理系统，确保数据安全性及兼容性。

用户数据管理。包括用户管理、权限管理、告警管理以及报表管理等，其中用户管理分为普通用户、管理用户以及特权用户，满足系统配置、数据界限设定以及日常监视等功能需求；权限管理可实现不同用户对各数据处理模块的操作权限，确保系统安全、稳定运行；告警管理实现对发生的事件按照分类、时间顺序、告警级别、事故状态等的及时保存，并按照权限提供不同类型用户使用，以便事故追忆；报表管理实现报表模板管理和报表数据管理，用户可使用标准报表格式或自定义报表格式输出各类报表，并实现当前或历史报表查询功能。

信息展示。系统为管理用户和特权用户提供图表组态功能，实现信息展示多样化，如一次主接线图、故障告警界面、数据的趋势图、棒形图、饼形图、表格等。

3 系统特点

高度整合的一体化解决方案。针对配电站房监控、防盗与安全防范的需要，提供了整体统一的解决方案，系统设备和功能高度集成，资源共享，可扩展性强，降低了系统建设的复杂性和建设投资。

灵活的图形监控。平台提供基于矢量的图形系统，具备图元增加、修改、删除等编辑功能，以及监控画面放大、缩小、漫游等浏览功能，并可在图上直接进行各种操作。图元的状态可通过改变图元的颜色、闪烁等显示方式，展示图元属性。图形元素间存在拓扑连接关系，可结合具体应用进行拓扑分析。

支持GPRS无线通信技术。许多现场无法实现光纤通信，为此平台集成了GPRS无线通信技术。GPRS在现有的GSM网络基础上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体。它以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，提高了现有GSM网的数据业务传输速率，最高可达170 kb／s［3］。

合理的视频监控技术。结合实际情况很大程度上采用GPRS无线通信方式，监控系统在设计上改变了传统的全程视频监控的理念，采用高清摄像头定时拍照、自定义拍照等功能，将图像数据上传到监控中心，既节省了通信流量费，又可达到更好的监控效果。

4 结语

将原来配电站房的被动管理改为主动监视。通过对配电站房的环境数据采集、比较、分析，给出供电系统及环境监测状况，对超限数据弹出告警窗口和声光报警，使值班人员能够及时发现配电站房潜在异常与缺陷，提高配电站房运行安全性、可靠性。本设计方案已在多个供电公司等地区投入运行，建立配电站房一体化监测平台几十套，切实提升了配电站房的自动化程度和管理水平，深受用户好评。

配电站房一体化监测平台运用经济、可靠、先进的传感、通信和控制技术实现配电站房的整体数字化，对配电站房的安全防范、环境状况管理和自然灾害应对等有着重大意义，能切实提高配电房的安全水平和管理水平，进一步推动配电网管理向智能化、信息化、集约化发展。

［1］夏水斌，叶利，李帆.湖北电网配电监控系统设计与实现［J］.湖北电力，2008，12（增刊）：11-14.

［2］王云，贾清寒，胡晓龙.基于无线网的配电变压器监测系统应用［J］.电力系统自动化，2000，26（16）：75-76.

［3］苗壮.GPRS技术在电力通信中的应用［J］.黑龙江科技信息，2012（3）：41.

Research on Integrated Monitoring Platform of the Distribution Room

The existing power distribution rooms can only collect limited basic data，and the technical specifications are not unified，and various types of equipment monitoring data can not join in a comprehensive platform.Based on the research of the integrated distribution network monitoring platform，the power data，environment parameters and video monitoring information of the station buildings and transformers were integrated，and the unified acquisition and storage were achieved.The data monitoring，analysis and processing on the platform were realized.The design scheme，design principles and key problems of the system platform were introduced in this paper.

integrated monitoring；data collection；distribution

TM734

：B

：1007－9904（2014）05－0057－03

2014-06-03

于晓晖（1975—），女，工程师，主要从事电力营销、远程抄表、智能变电站、信息系统设计与应用等方向的研究工作。