■ 石家莊科林自動化有限公司 李春海 劉彩坤 趙琦 徐華民 韓勝峰 劉暢

0 引言

隨著電力機房在國家電網(wǎng)中的地位日益重要，國家電網(wǎng)開始在調(diào)度自動化系統(tǒng)機房、監(jiān)控中心自動化機房建設(shè)對各系統(tǒng)運行狀況，機房環(huán)境，電源，消防等情況進行信息采集、分析、報警。用于幫助自動化運行值班人員對系統(tǒng)的告警進行自動分析，并以聲光、短信方式提示自動化維護人員及時處理缺陷，提高調(diào)度自動化系統(tǒng)、監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)運行水平，保障電網(wǎng)正常運行，減輕自動化運行值班人員勞動強度有重要意義。

1 基于IEC 61850規(guī)范通訊的電力機房監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的實現(xiàn)框圖

智能通訊單元通過RS485/RS232/網(wǎng)絡(luò)等通訊方式采集電力機房的相關(guān)信息，同時也可以采用IEC61850規(guī)范與其它的智能通訊設(shè)備進行數(shù)據(jù)的交互。將采集到的數(shù)據(jù)采用IEC101、IEC104規(guī)約發(fā)送到電力機房監(jiān)控主站系統(tǒng)。音頻視頻部分通過傳統(tǒng)的方式進行視頻和音頻的采集、傳送與接收。

系統(tǒng)對調(diào)度自動化系統(tǒng)機房、監(jiān)控中心自動化機房的運行環(huán)境進行實時監(jiān)控，對調(diào)度自動化系統(tǒng)、監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)的運行工況、關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，對系統(tǒng)各種異常和故障情況的判別與報警，對歷史信息、報警記錄應(yīng)能方便地存儲與檢索，系統(tǒng)支持多個客戶終端的監(jiān)視、控制、報警接收和查詢，系統(tǒng)具有統(tǒng)一、完整的用戶界面和操作平臺，集中進行各類信息的查詢和監(jiān)視，系統(tǒng)提供友好、美觀的人機交互界面，靈活的當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)查詢手段，豐富多樣的圖表、圖形及多媒體表現(xiàn)方式，并符合國家智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

2 功能實現(xiàn)

2．1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集層的功能實現(xiàn)

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集層作為系統(tǒng)最基本的部分，安裝于各電力機房監(jiān)測現(xiàn)場。主要組成部分是智能通訊單元、電力機房相關(guān)信息采集設(shè)備及音頻視頻單元等。

2．1．1 采集數(shù)據(jù)源

電力機房監(jiān)控的數(shù)據(jù)來源主要是各類信息采集設(shè)備和監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)。

各類信息采集設(shè)備包括動力監(jiān)測模塊、UPS電池監(jiān)測模塊、溫濕度監(jiān)測模塊、漏水監(jiān)測模塊、空調(diào)監(jiān)控模塊、消防監(jiān)測模塊、開關(guān)量監(jiān)測模塊、門禁監(jiān)測模塊和其他智能設(shè)備等等。

監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)可以提供系統(tǒng)的運行工況、關(guān)鍵數(shù)據(jù)等等。

2．1．2 智能通訊單元

電力機房監(jiān)控系統(tǒng)采用智能通訊單元，作為電力機房監(jiān)控主站系統(tǒng)與監(jiān)控設(shè)備的中間節(jié)點，區(qū)別于傳統(tǒng)的機房監(jiān)控模式—監(jiān)控主站系統(tǒng)直接采集監(jiān)控設(shè)備。智能通訊單元可采集機房的溫度、濕度、門磁、煙感等各種傳感器以及智能設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至電力機房監(jiān)控主站系統(tǒng)。并可以接受電力機房監(jiān)控主站系統(tǒng)傳送下來的控制命令對各種可控設(shè)備進行控制。

智能通訊單元的通訊基于IEC 61850規(guī)范研發(fā)，使得電力機房監(jiān)控系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的機房監(jiān)控系統(tǒng)，符合了國家智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，系統(tǒng)提供了完善的接口，在與其他系統(tǒng)的集成也能滿足智能電網(wǎng)的要求。

智能通訊單元采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，多任務(wù)、模塊化設(shè)計，系統(tǒng)在開放性、擴展性、安全性等方面具有較強的優(yōu)勢。

智能通訊單元通過了電科院質(zhì)檢中心四級電磁兼容檢測，可適用于在各種復(fù)雜的電磁環(huán)境下運行。

2．2 通訊層的功能實現(xiàn)

智能通訊單元與電力機房監(jiān)控主站系統(tǒng)可以采用成熟的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)等通訊信道進行通訊。為了滿足電力二次安全防護的要求，可以安裝縱向加密認(rèn)證裝置等安全防護設(shè)備。

2．3 系統(tǒng)主站層的功能實現(xiàn)

系統(tǒng)主站層是整個系統(tǒng)的核心部分。遵循IEC61970 CIM規(guī)范的電網(wǎng)模型，并提供遵循CIS標(biāo)準(zhǔn)的API接口和基于SVG的圖形交換，實現(xiàn)遵循相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的第三方軟件的即插即用，便于系統(tǒng)的功能擴展和更大范圍的信息集成。系統(tǒng)內(nèi)部功能模塊化，系統(tǒng)功能如搭積木方式組建在一起，有利于系統(tǒng)功能的裁剪和擴展。

系統(tǒng)主站層主要包括采集服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器、工作站及其他各種相關(guān)設(shè)備和軟件，相互之間通過數(shù)據(jù)線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)連接。

采集服務(wù)器負(fù)責(zé)對各監(jiān)測點進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集。

歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行統(tǒng)計數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲記憶。

應(yīng)用服務(wù)器完成各種相關(guān)的應(yīng)用功能的實現(xiàn)，對電網(wǎng)自動化系統(tǒng)機房的動力、環(huán)境等進行實時監(jiān)控、統(tǒng)計、分析、報警。

WEB服務(wù)器負(fù)責(zé)最終的數(shù)據(jù)展現(xiàn)，進行WEB信息發(fā)布。通過CORBA組件技術(shù)搭建分布式數(shù)據(jù)總線，并采用SVG圖形方式實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的圖形化展示，并方便與其它系統(tǒng)通過SVG圖形交換方式進行互通。WEB信息發(fā)布系統(tǒng)符合電網(wǎng)二次安全防護的要求，在安全I區(qū)與安全III區(qū)之間布置正向物理隔離裝置，用于從內(nèi)向外的通訊，傳送實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、圖形文件、報警信息等。

工作站負(fù)責(zé)供值班人員和維護人員進行使用，提供人性化的人機界面。

系統(tǒng)主站層是整個系統(tǒng)的控制和管理中心。該層由數(shù)據(jù)處理層和業(yè)務(wù)管理層構(gòu)成，數(shù)據(jù)處理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)計算，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)生成各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計、歷史報表等應(yīng)用。業(yè)務(wù)管理層負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)管理流程和數(shù)據(jù)WEB信息發(fā)布。

3 結(jié)束語

電力機房作為國家電網(wǎng)的重要的環(huán)節(jié)之一，基于IEC 61850規(guī)范的電力機房監(jiān)控系統(tǒng)的目的是在經(jīng)濟、安全、穩(wěn)定、提高勞動生產(chǎn)率和管理水平等方面產(chǎn)生巨大的效益，更好的為國家電力服務(wù)。

1.國際電工委員會；IEC61850規(guī)范

2.國際電工委員會；IEC61970 CIM規(guī)范

3.國網(wǎng)公司調(diào)技〔2007〕22 號文件頒布的“三項分析制度”

4.彭明建；淺談機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)；電力信息化月刊基于IEC 61850通訊的電力機房監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用和實現(xiàn)