网络背景下电力监控中的信息系统应用

王伟亚

摘要：随着IT运维信息化在电力行业的广泛应用，相关企业部门不仅要构建完备的基础网络，还要增加一些防御安全系统（防火墙、网络版防毒系统），应用这些措施保证电力部门的信息安全。对于网络背景下电力监控中的信息系统应用，要不断优化电力网络，更新电力监控系统，积极推进电力监控云平台系统的应用，尤其是要进一步优化电力运维服务，才能最终为企业的技术管理与运作发展打好坚实的铺垫。

关键词：电力监控网络；信息技术；运行维护；技术管理

中图分类号：TP3      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）33-0090-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：<E：＼2022知网文件＼33＼5xs202233＼Image＼image1_2.jpeg>

随着电力企业运维管理信息化不断提高，需要增加企业的安全防御系统，以保证企业各个部门的安全运行。单纯的安全防御系统，难以满足企业正常运行需求，比如一些平台，包括各种操作系统和数据库，一旦出现问题，会导致企业相关业务系统出现故障，给企业带来极大损失。因此这些平台和系统的运行状态和参数需要被时时监控管理，当发生问题时可以及时通知系统监控人员，消除隐患，降低系统故障给企业带来的不良影响。

企业在信息化管理方面普遍存在两个问题，一是桌面机大量使用，二是电力部门大都使用数量多且布置分散的PC机。桌面机的主要问题在于容易感染病毒，从而连锁反应，影响整个系统的安全运行，而且桌面机在安全防范方面比较弱，需要技术管理人员给予技术指导。大量的PC机最主要的问题在于维护困难，需要大量专业技术人员进行维护，这在实际工作中难以有效执行，现有技术人员往往捉襟见肘，导致PC机在问题紧急响应方面，难以发挥有效作用。根据上述问题，电力企业部门需要建立完善的IT运维管理系统，不仅能够帮助相关部门时时监控信息平台的运行状态，而且能够及时获取系统故障信息和问题，启动相关应急预案，消除故障，降低损失，保证电力系统安全运行。

1 电力网络介绍

power network定义为电力系统中除发电设备和用电设备以外的部分[1]。电力网络主要有变电、输电和配电三个流程。它的主要作用在于将电厂和分布广泛的电户连接起来，把电力输入到各个用户。电力网络一般由电力电缆、变电设备和换流设备组成[2]，按照其不同的功能，又可以划分为输电网络、区域网络、配电网络和联络线路。联络线路可以让区域间的用户、电力设备实现互联互通，提高区域电能的合理调配和管理，提高供电和用电效率，也能够保证电力系统的安全运行。联络线路具有良好的社会效益，很多电力企业不断提高电力系统的控制和通信功能，以实现联络线路，提高电力系统的管理水平和效率。

2 电力监控系统

电力监控系统是对电力设备进行时时监控和过程控制的专业软件，它的优点在于通过“组态方式”而非编程方式实现系统集成[3]，它提供很多已经设计好的软件模块，用户只需要根据自己业务需求，对这些模块进行选择并“组态”，就可以实现企业需要的各类功能，从而满足企业业务需求。

某电力部门使用的QDL Integrate电力监控系统，不仅可以与国内外电力控制设备、工业计算机和网络进行信息连接，实现网络时时动态监控和管理的目的，而且能够向未来扩展的业务管理需求提供各类预留接口，實现与“第三方”软、硬件更广泛地业务集成和联络。

2.1 主要功能

本文这里以葛洲坝·龙湖江宸电力监控系统为例，介绍电力监控系统的功能。

2.1.1 系统拓扑图

进入系统后，首页一般显示高压部分的系统拓扑图，并在拓扑图上显示当前回路断路器的状态，当前回路的实时电流、功率、频率、功率因数等比较重要的电参量，对于高压系统，还会显示比较重要的状态信息，比如：闭锁重合闸状态、弹簧储能状态、断路器分合状态、地刀位置、远方/就地状态等；以上数据均为实时值；点击上方导航栏，可以切换画面，分为两级，第一层按配电房区分，第二层按变压器区分，可快速定位设备。

2.1.2 四遥功能

遥测：电力监控系统采集并保存现场设备的实时数据，包括：电压、电流、有功、无功、视在功率、频率、功率因数、累计电能、变压器温度等实时电参量；

遥信：电力监控系统采集现场设备的状态，如断路器分合状态，对于高压系统，还可以采集弹簧储能状态、地刀位置、远方/就地、设备故障等，也可采集过流、过压、电流速断等报警事件；

遥控：电力监控系统可对现场设备进行控制，如遥控断路器分闸、合闸（需现场设备支持遥控功能）；

摇调：电力监控系统可设置现场设备的参数，如给综保设备授时。

2.1.3 图表功能

可以显示：1）高压配电柜D2H4的实时数据和功率曲线、电流曲线；2）变压器C1T的实时温度数据和温度曲线；3）电力抄表功能，设定好起始时间和结束时间，点击查询即可得到该时间段设备的用电量，查询完成后还可保存成Excel文档或直接打印。

2.1.4 报警功能

越限报警：越限报警需要在数据库中设定报警值，当实际值小于低报警值或实际值大于高报警值时，报警；报警方式可以是弹窗报警、语音报警、声光报警（需安装声光报警器）等方式。

开入量状态变化报警：该报警需要在数据库中设置，当开入量状态变化，如断路器由合到分或由分到合，此时会报警，报警方式可以是弹窗报警、语音报警、声光报警（需安装声光报警器）等方式。

故障报警：该报警需要在数据库中设置，当故障状态置1，此时会报警，报警方式可以是弹窗报警、语音报警、声光报警（需安装声光报警器）等方式。下图1为开入量状态变化报警：

2.1.5 权限管理

具有完善的用户管理功能，避免越权操作。每一级权限对应相应的控制权限，最多可设置多级不同权限，并记录权限用户的操作。 管理员具有最高的权限，并可以对其他用户或者計算机的权限进行设置；用户或者计算机被设置了权限之后只能在权限规定的范围内操作或者浏览，权限范围以外的功能都将被禁止；所有用户的操作都将被系统日志记录下来，包括操作时间、操作类型、操作对象、操作结果等信息。

2.1.6 事件记录

系统检测到预定义的故障时，会自动记录故障发生前后一段时间内的相关信息，这些信息可供事后进行提取、判断和分析。

2.2 电力监控云平台系统构成

云平台系统，就是利用互联网、云计算、GIS等先进技术，提高管理效率，推动信息化建设，逐步实现信息技术标准化、信息采集自动化、信息管理集成化、业务处理智能化的先进系统平台[4]。

武汉某公司的云平台系统，适用于电力监控系统、能耗管理系统、预付费系统、PLC集成系统、电气火灾系统、隧道监控系统、智能楼宇系统、智慧水务系统等智能化、自动化的先进管理平台。

2.3 云平台的主要功能——以电力监控云平台系统为例

这里以某公司开发的电力监控云平台系统为例，介绍该云平台的主要功能。电力监控云平台系统网络拓扑图如图4。

主要功能有：1）综合看板：通过综合看板可整体了解平台的整体运行情况，并预设多个模板供用户选择，是平台对外展示的窗口和集中控制中心；2）电力监测：通过矢量配电图实时监测变电所用电情况，画面响应遥信变位、遥测越限报警，点击某个配电回路后可以查询该配电回路的各类详细用电参数，包括三相电压、三相电流、功率、频率、功率因数、电能值、开关状态、接点温度、环境温度等实时值，还可统计开关今日用电量、本月用电量、上月用电量等对比功能，电流、电压、功率还可以以曲线的方式对用户展现该回路的用电趋势等；3）环境监测：实时监测变电所的运行环境，包括环境温湿度、水浸、门磁、烟感、线缆温度、红外对射探测器、双鉴防盗传感器等，并可实现视频监视和录像回放；4）故障报警：可配置遥信变位报警（水浸、烟雾、门磁、开关跳闸等）、遥测越限报警（过压、欠压、过流、线缆温度过高、绕组温度过高等）、运行报警（仪表离线、网关离线等），并将接收到的报警通过短信、网页推送，报警上下限可根据现场情况灵活配置；5）能效分析：系统可配置每个变电所内变压器、进线柜、出线柜、计量柜、高压电缆等设备信息，记录设备的厂家、型号、投运日期等，并可通过报表统计近期需要保养或更换的设备；6）巡检消缺：通过系统编制巡检计划，并将计划下发到巡检人员手机上，巡检人员在变电所现场根据巡检要求执行巡检任务，如果在巡检过程中发现缺陷，可记录缺陷并在系统中生成消缺任务；7）用户报告：系统自动保存变电设备一个月的状态信息，对电力负荷、电力用电量、电力功率波动大小、事故分析问题等进行判断反馈，并输出在该工作时段内检查时发生的各类故障和处理情况。

3 电力监控中电力运维服务的方案、对策

电力运维服务是指为维护电厂相关设备的高效运行和管理，满足用电需求，根据供电和用电设备特点，提供电力规划、设备维护、管理监控、运营管理、设备检测等相关服务[5]，通过这些过程，保证“稳定、高效、快捷”的用电需求。在实际中发现，传统电力运维，缺少标准化体系，人员调配随意性大、效率不高；缺乏精细化数据，为用电分析提供可靠依据；电力业务量大，传统运维方式效率低；设备故障检修周期长、难度大，影响电网安全；传统运维方式记录设备信息工作量大，记录工作烦琐。近年来，随着人力成本上升，业务量增大，采用传统手段进行电力运维服务已经不能满足“优质服务，快速服务”的目标。因而，需要解决掉许多的客观问题。国内某公司对此提出了自己的方案，某电力运维管理解决方案主要由数据采集层、传输层、服务层、应用层四大部分组成。结合在线监测、传感技术，现场终端采集到电力信息、环境信息、视频监控信息等数据通过通信管理机F-DPU100与网络视频录像机F-NVR200传至中心监控室。系统具备多种功能，为用电企业提供电能质量分析、各类用电统计分析、事件监控、运维巡检消缺派单等支持，从而实现“安全、经济、优质”的用电指标。某公司的电力运维管理解决方案，其系统功能主要实现：1）事件告警：温度越限、状态变化、通信故障等事件发生时，系统自发提示告警；2）设备管理：记录设备信息，设备归档；3）用电监测：对电力参数如电流、电压、用电负荷、漏电、功率因数、谐波等进行实时监测，以图表的形式直观展示数据；4）运维管理：具备告警事件处理、日常运维日志管理、运维工单处理、运维任务管理、打卡签到管理等功能；5）账号管理：结合运维管理需求，创建不同权限的账号，如管理人员、实施人员、监督人员等；6）微信公众号/App查看：客户可以通过公众号/App查看设备的运行状态、告警信息处理进度、日常运维数据等。实现这样的功能，采取这样的措施方案，其效果是非常理想的，比如，可以实时监控设备运行状态，及时发现故障，排除故障，将用电损失降到最低；可以综合一体化的运维管理平台，提供高效的运维业务流程人员配置；可以替代传统运维模式，简单、快速精准把握变配电站的运行情况；可以根据智能监控系统发现可能的故障，及时将故障通知管理监控人员，实现电力系统监控管理从“被动监控”向“主动监控”改进，降低事故发生的概率。

总之，搭建智能云平台的工作，无论是在前期设计、施工安装还是在后期运维，智能云平台发挥的作用显而易见。在提升发电量、提高设备利用率、减少停机时间、及时消缺、提供备品备件等方面，智能云平台和数据中心扮演着 “大脑中枢”的角色。

4 结束语

数字化技术是工业互联网、智能制造、物联网的重要基础，也是“中国制造2025”中所明确的新工业革命时代技术发展的一个方向。随着IT技术在电力管理部门的使用，网络故障和信息泄露等安全问题也越来越突出。无论是供电企业还是用电企业，电力系统信息安全不仅关系到电力企业可靠、高效运行，而且关系到电力系统管理的数字化、信息化。因此，需要不断优化电力网络，更新电力监控系统，积极推进电力监控云平台系统的应用，才能最终为企业的技术管理与运作发展打好坚实的铺垫。

参考文献：

[1] 钟西炎，成绥洲编.电力系统通信与网络技术[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2] 何玉姣，吴栋梁.智能电力运维管理云平台[J].百科论坛电子，2020（7）.

[3] 陈利洪.基于WebGIS的电力运维管理平台的研究[D].北京：华北电力大学，2013.

[4] 来骥，马跃，张辉，等.浅析电力运维管理系统的设计及开发[J].电子技术应用，2016，42（S1）：182-184，186.

[5] 杨松林，马波.电力科技信息化服务智能化改善方案[J].计算机产品与流通，2019（11）：74.

【通联编辑：张薇】