电力动环监控系统升级改造实践

张磊 李威 刘为

摘  要：动力环境监控系统是电力通信系统的重要组成部分，对于电力网络设备安全起着重要的监视和保障作用。为了满足电力公司通信动环监控平台的标准化、扁平化、集中监控的建设需求，解决不同动环厂家监控单元在网络协议和数据采集方面的差异问题，在现有动环系统所存在问题的基础上重点描述了电力动环监控系统改造的方法，包括接口协议标准化和接口数据标准化，介绍了升级改造后动力环境综合管理系统平台的系统架构、部署层级、硬件参数及功能设计要求，并以电力公司监控系统升级改造的案例验证了动环监控系统升级改造的效果，为其他公司的动环监控系统的改造提供借鉴。

关键词：动力环境监控;动环系统接口标准;智能系统;监控系统改造;动环B接口

中图分类号：TM73;TP277      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）19-0127-03

Abstract：Power environment monitoring system is the heart of power communication network and plays an important role in monitoring and guaranteeing the safety of power network equipment. In order to meet the construction requirements of standardization，flattening and centralized monitoring of power company’s communication mobile ring monitoring platform，the network protocols and data of monitoring units of different mobile ring manufacturers are solved. On the basis of the problems existing in the current dynamic loop system， this paper mainly describes the transformation methods of the electric power dynamic loop monitoring system，including the standardization of interface protocol and interface data，and introduces the system architecture，deployment level，hardware parameters and work of the upgraded dynamic environment integrated management system platform. It can design requirements and verify the effect of the upgrading and transformation of the dynamic environment monitoring system with the case of the upgrading and transformation of the monitoring system of the power company，which can provide reference for the improvement of the dynamic environment monitoring system of other companies.

Keywords：power environment monitoring;power environment system interface standard;intelligent system;monitoring system reform;power environment B interface

0  引  言

通信動力环境集中监控系统，就是把同一通信枢纽内的各种电源设备、空调系统和外围系统的运行情况集中到一个监控中心，实行统一管理。但是由于机房监控设备的类型、品牌规格、功能参数和数据接口的不统一及业务功能的不断扩展开发和应用，动环监控系统在系统结构、稳定性和功能性上都存在一定局限性，所以动力环境监控系统的升级改造势在必行。

1  现有动环系统存在的问题

缺乏统一的平台，多套平台软件数据分散。机房中的被监控对象（如开关电源、蓄电池、门禁、视频等），监控设备的品牌、规格、功能参数和数据接口不统一，传统监控系统采用监控管理中心（CSC）、区域监控中心（LSC）、现场监控单元（FSU）三级架构，每个厂家的前端FSU（Field Supervision Unit，动力环境采集设备）设备只能接入自身平台进行管理，上级平台通过C接口（平台对平台）对接，省中心部署一套CSC，各地市部署一套LSC平台，系统的业务处理功能都集中在LSC平台上，各LSC平台系统数据分散，均为本地化、分布式管理[1]，如告警分析、告警处理、告警确认等功能都在LSC平台上操作，相比之下CSC平台系统的管理较弱，仅有经过LSC系统过滤上送后的数据。此外，现网还存在各地市LSC平台系统告警门限参数不统一，部分告警在LSC平台上被人工屏蔽的情况，导致动环管理相关考核指标的数据失真，准确性不足，监控效果受到限制[2]。

2  动环监控系统改造的方法与措施

2.1  接口协议标准化

FSU与SC（监控中心）之间通过WebService和FTP方式互联，二者同时形成完整的B接口协议标准。FSU与SC之间的数据流交互采用基于Soap+XML+文本文件技术的接口[3]。接入双方的通信需求为SC提供WebService服务，FSU向SC注册、上报告警信息、上报监控点数据、上报动环设备配置数据。

FSU提供WebService服务，SC主动请求监控点数据、写监控点设置值、请求监控点门限数据、写监控点门限数据、获取FSU注册信息、设置FSU注册信息、获取FSU的FTP信息、设置FSU的FTP信息、时间同步、获取FSU状态信息（心跳机制）、更新FSU状态信息获取周期、重启FSU、请求动环设备配置数据、写动环设备配置数据[4]。FSU提供FTP服务，SC批量获取监控对象的配置数据、定期获取监控图像文件、获取活动、历史告警同步文件、获取监控点性能数据文件、上传FSU相关文件、获取日志文件，并通过报文格式的定义、数据流方式定义、FTP接口能力等多方面规范动环监控系统B接口的接入标准[5]。

2.2  接口数据标准化

迁移现网LSC系统已有的业务数据到新的CSC系统，包含基础配置、资源管理信息、历史告警信息、历史性能数据、门禁事件等，保持监控数据的完整性，割接各地市前置机监控数据，统一将FSU设备监控数据汇聚到CSC监控系统进行集中监控，按照电力公司《动环告警标准化字典表》对现网的告警信息进行梳理，规范站点、机房、设备、测点及告警名称、告警等级配置信息[6]。部署原有CSC系统、LSC系统与第三方系统配套的外围异构互联接口，如综合告警接口、性能数据接口、EMOS接口等。接口数据标准化后，系统将支持综合告警接口、话务网管等系统能耗管理接口、性能数据接口、图像联动抓拍接口、能耗平台采集接口，业务功能可实现平滑过渡[7]。

2.3  系统功能架构配置

在接口标准化的基础上，通过提供告警处理、告警工程管理、告警屏蔽管理功能项，能够实时监控各局站产生的各类告警，并能迅速采取相应措施。报表管理功能模块为各级管理人员、操作人员提供各类报表以供查询，如告警类报表、动力保障类报表、电量管理类报表、门禁类报表、资产类报表等。此外，系统还提供服务器状态监控、日志查询等功能，C/S与B/S架构相结合，对于安全要求较高且专业性较强的系统管理、配置管理、控制管理等，采用C/S架构实现，保证系统的安全性、管理性;对于访问灵活性要求较高的实时数据查询、实时视频查询、告警查询、统计分析报表等，采用B/S架构，满足系统灵活性要求。

2.4  系统部署架构设计

该监控系统采用二级结构，主调与备调服务器采用双机热备、异地容灾方式。系统部署架构分4层架构：被控设备层、采集层、传输层、系统管理层。被控设备层处于底层的智能设备，采集层主要是由采集模块、传感器、控制器组成。传输层由嵌入式采集单元、交换机、路由器及传输线缆组成。管理平台层由服务器、管理终端、显示终端、报警设备和管理软件组成。

2.5  系统功能需求设计

动力环境管理平台功能模块包括：告警管理、权限管理、报表管理、日志管理、系统安全、开放接口。告警管理包括：告警分级定义、告警呈现、告警处理、告警控制、告警查询和统计功能。系统的报表管理应能生成并输出告警记录报表、告警统计表、交接班日志、操作记录报表等用户已定义的标准报表，同时能够查询各类测点历史曲线，以及不同测点组合后的多条曲线，供用户进行分析比较。系统接口开发性要求向下支持的接口协议包括但不限于：C接口、OPC、SNMP、BACNET、ODBC、API、TCP/IP、Socket等。向上支持的接口协议包括但不限于：C接口、D接口、OPC、SNMP、ODBC、Socket。可以实现多系统数据监控可视化，视频监控智能化，真正做到融合监控。

2.6  系统性能参数要求

动力环境管理平台应支持100个以上客户端同时访问，网络连接端口数至少能满足50000个设备接入，事件存储至少200000条，界面数据刷新延时不超过2s，控制延时时间不超过5s，报表展示时间不超过10s，支持监控终端连接至少1000个，告警短信发送延时不超过3s，要求一个信号周期（完成对管辖范围内所有设备的数据采集、存储和显示）应控制在5s内。在排除硬件及监控设备本身的故障时，系统的误报率要求小于0.1%，历史数据存储至少达到3年以上，报表存储至少达到3年以上，应具备极高的可靠性和稳定性。

3  电力监控系统升级改造过程实践

辽宁电力公司针对现网动环监控设备运行情况，采用平台建设过渡方案，即保留原有三级架构平台和设备，按照实际需求逐步升级老旧设备，而新增设备按照最新接口规范要求，采用二级架构方式接入平台统一管理。最终实现全网整体二级架构管理。采用标准的B接口协议实现与上级平台的互联互通，为保障整个系统的容灾性能，在两地分别建设一套双机热备系统，同时两地通过专业备份软件实现异地灾备，最大程度上确保整套系统的稳定运行。

在省中心新建设一套集中监控中心CSC平台，取消现有各地市的LSC平台，可实现配置管理、权限管理、业务数据的集中化，统一告警规则、统一考核标准，促进省级网管中心对各地市运维管理的绩效考核工作更加准确、公平、透明。

4  结  论

本文通过对电力动环监控系统的接口标准化建设和实践，总结了一套有效可靠的动环升级改造标准化建设体系，不仅对电力变电站温度、视频、水浸、烟感、供电设备、蓄电池的可视化监控，还支持多厂家系统平台的统一接入和监控，且满足动环系统改造的平滑割接过渡，解决了传统动环系统功能性扩展性弱、平台多部署分散的问题。改造后的综合动力环境管理平台与传输设备网络管理系统、通信资源管理系统等集成应用，构成电力系统监控网络，从资产、设备、电力环境、管理流程、运行等方面实时监控和统一管理。为电力公司通信管理自动化、运营智能化和科学决策提供强有力的技术支持，同时也为其他单位的动环系统升级改造工作提供参考依据。

参考文献：

[1] 陈圆，粟欣.动环监控系统中B接口的实现 [J].电子产品世界，2017，24（8）：49-52.

[2] 宋艳，陈少波，郝自飞，等.电力信通站点动环监控标准化建设 [J].电子技术与软件工程，2017（20）：42-43.

[3] 宗凌.基于物聯网及云计算的广东电信省级动环监控系统设计思路 [J].电信科学，2017，33（S2）：90-97.

[4] 孙勇锋.基于双市电监控装置创新应用的基站发电成本管控 [J].通信电源技术，2018，35（5）：113-114+116.

[5] 李洪，赵浙业，刘化召.基于SOA的嵌入式动环监控系统分析与设计 [J].电信技术，2018（4）：44-46.

[6] 孙婷，芦英明，陈中伟.软件系统性能测试方法及流程规划 [J].自动化与仪器仪表，2018（1）：166-169.

[7] 汪旸，徐彪，周超凡，等.基于层次分析法的输电断面综合监控方法 [J].中国电力，2019，52（4）：89-95.

作者简介：张磊（1989-），男，汉族，吉林德惠人，专责，硕士研究生，研究方向：物联网和无线通信。