基于SCADA的通信站环境监控系统的研究
时间:2023-09-29 10:36来源: 作者: 点击: 次
1 站工程
站主要包括机房及动力设备、视频监控系统两部分。电力网目前通信站一般都位于变电所内，除了地调中心通信机房有人值班外，其他通信站均为无人值守通信站。实施这些通信站的通信电源乃至整个机房环境监控是很有必要的。
1.1 通信机房动力环境监测量范围
1.1.1 机房温/湿度。
1.1.2 智能动力设备(配电屏、整流设备、蓄电池组)要求采集如下信息：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。⑥通信机房消防报警由变电站统一考虑。
1.1.3 无通信机房的110kV变电站，动力监测基本要求：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。
1.2 变电站端监测显示要求 上述通信机房动力环境监测信号（遥信、遥测和开关量等）在变电站要求画面显示，告警画面变色闪动、声音告警。声音告警确认后可人工屏蔽。
1.3 地调端监测显示要求 各供电局所辖的变电站的无人值班通信机房动力环境监测信号要求送到本局调度自动化系统，开通供电局地调端通信中心机房登录Web服务器的权限，以浏览方式监视通信机房动力环境状态，其画面要求具备声、光告警。
1.4 省网通信调度监测显示要求 220kV及以上变电站通信机房动力环境监测信号要求送到中调调度自动化系统，通信调度员通过登录中调DMIS的Web服务器，浏览各通信机房动力环境状态和告警信息。
1.5 通信机房闭路监视 要求在通信机房安装摄像头，实现对整个机房的闭路监视。并将监视信号接入变电站闭路监视系统。同时可对异常/事故前状态及异常/事故时的状态进行录像。并将监视信号接入地调监控中心监视系统，由地调监控中心监视。
2 通信机房动力环境监测系统、视频监控系统实施
该系统按功能共分三个子系统：前端信号采集系统、监控子站和监控服务器系统。
2.1 前端信号采集系统 前端信号采集系统系统主要硬件是红外一体化摄像机、温湿度传感器、交流电压变送器、直流电压变送器组成。
2.2 监控子站 在通信机房的19”机柜里安装一台硬盘录像机，用于把通信机房内摄像头的模拟信号处理为数字信号通过网络传输，经过协议转换器，转换成E1信号接口，通过河池通信网络传输到监控中心。
2.3 监控服务器系统（通过系统完成）
2.3.1 主站端硬件系统：利用调度中心现有的数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。
2.3.2 主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由系统厂家完成。
3 设备主要功能和技术参数
3.1 主站端
3.1.1 主站端硬件系统：利用调度中心现有的数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。
3.1.2 主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由SCADA系统厂家完成。
3.1.3 主站端功能介绍：①以形象直观的图形界面方式实时显示本LSC所辖范围内各基站监控对象的分布状况、工作状态和运行参数。②提供整个监控系统网络构成模拟浏览图，能够快速进入所选择的基站，浏览基站监控信息。③监控系统数据信息的显示可按端局和按设备类别支持多种列表显示方式。④自诊断功能，对监控系统本身设备的故障及时监测并能发出告警。⑤信息打印功能具有：a出现告警立即打印；b根据管理需要定时打印；c屏幕拷贝打印。⑥实时接收各通站动力设备和机房环境的告警信息，具有以下告警功能：a分级告警功能显示；b紧急告警；c重要告警；d一般告警；e告警提示；f告警确认；g告警分类显示；h告警查询。⑦具有统计功能，能生成以下各种统计报表及曲线图：a日、月、年告警统计表；b日、月、年监测数据统计报表；c每天的设备运行参数或曲线；d监控中心中的告警数据、操作数据和监测数据等能保存一年以上。⑧安全管理功能：a用户和用户组管理功能，这些功能包括增加、删除、查询和修改等，此功能只能由授权的用户实施。b用户的权限配置和管理功能，对用户的权限级别可以进行配置。c系统操作权限的划分和配置功能。当操作人员取得相应权限时，可进行相应操作。对用户实施的操作进行鉴权的功能，保证具有权限的用户才能实施相应的操作。同时系统应有设备操作记录，设备操作记录包括操作人员工号、被操作设备名称、操作内容、操作时间等。⑨相关的控制机制，对于监控对象的接入以及监控设备的接入进行安全管理。⑩系统数据备份和恢复功能。 报表管理功能：a用户利用监控系统提供的工具软件，生成并打印出各种统计资料、交接班日志、派修工单、机历卡及曲线图等。b提供历史告警纪录日、月、年及自定义时段的报表和相关统计报表。c提供按照告警级别、告警类型、设备类型等条件统计的历史告警次数或告警历时统计报表。d提供任意遥测量或遥测量组合自定义时段的历史数据曲线分析数据。e提供运行状态量曲线分析数据。f提供系统操作纪录输出报表。g提供登退录系统输出报表。h提供系统交接班日志管理输出报表；i提供自定义打印输出报表功能。 显示功能：系统可实时显示和刷新监控范围内所有局站、设备以及全部监控点的运行参数、所处状态、配置属性。
提供可在线定制的组态页面显示综合性的局站或设备群组的监控信息。同时提供详细资料页面显示任意设备的监控信息。
对监控对象进行分层次、分类型的显示与管理。监控对象状态（告警、故障权限等）显示醒目清晰, 可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展，最后将故障定位在监控对象上。
界面能够按照需要及时详细的提示和统计系统发生的任何告警和事件。
3.2 分站端
3.2.1 分站端硬件系统：监控主机、温湿度传感器、直流电压变送器、交流电压变送器。
3.2.2 分站端功能介绍：①周期性地采集各监控模块的数据，进行数据处理和发送。②随时接收并快速响应来自监控主站的数据查询和控制命令，并将控制命令下发给监控模块。③收集故障告警信息，告警优先主动上报。④能进行基本的数据处理、存储，具备接入计算机进行现场维护操作的功能。⑤具有保存告警信息及监测数据的统计值至少2天的能力。⑥具有本地控制优先的功能，可屏蔽监控中心发出的遥控命令并以适当方式通知监控中心此时所处的控制状态。⑦具有告警过滤和屏蔽功能。
4结语
目前，结合电力系统通信网的实际情况，利用电力调度自动化系统(SCADA)即可简单地实现对电力通信站的监控功能，通过SCADA系统提供的信息接收处理与转发方式实现通信站机房环境的远程集中监视和管控，确保电力系统通信设备设施的安全稳定运行。
站主要包括机房及动力设备、视频监控系统两部分。电力网目前通信站一般都位于变电所内，除了地调中心通信机房有人值班外，其他通信站均为无人值守通信站。实施这些通信站的通信电源乃至整个机房环境监控是很有必要的。
1.1 通信机房动力环境监测量范围
1.1.1 机房温/湿度。
1.1.2 智能动力设备(配电屏、整流设备、蓄电池组)要求采集如下信息：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。⑥通信机房消防报警由变电站统一考虑。
1.1.3 无通信机房的110kV变电站，动力监测基本要求：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。
1.2 变电站端监测显示要求 上述通信机房动力环境监测信号（遥信、遥测和开关量等）在变电站要求画面显示，告警画面变色闪动、声音告警。声音告警确认后可人工屏蔽。
1.3 地调端监测显示要求 各供电局所辖的变电站的无人值班通信机房动力环境监测信号要求送到本局调度自动化系统，开通供电局地调端通信中心机房登录Web服务器的权限，以浏览方式监视通信机房动力环境状态，其画面要求具备声、光告警。
1.4 省网通信调度监测显示要求 220kV及以上变电站通信机房动力环境监测信号要求送到中调调度自动化系统，通信调度员通过登录中调DMIS的Web服务器，浏览各通信机房动力环境状态和告警信息。
1.5 通信机房闭路监视 要求在通信机房安装摄像头，实现对整个机房的闭路监视。并将监视信号接入变电站闭路监视系统。同时可对异常/事故前状态及异常/事故时的状态进行录像。并将监视信号接入地调监控中心监视系统，由地调监控中心监视。
2 通信机房动力环境监测系统、视频监控系统实施
该系统按功能共分三个子系统：前端信号采集系统、监控子站和监控服务器系统。
2.1 前端信号采集系统 前端信号采集系统系统主要硬件是红外一体化摄像机、温湿度传感器、交流电压变送器、直流电压变送器组成。
2.2 监控子站 在通信机房的19”机柜里安装一台硬盘录像机，用于把通信机房内摄像头的模拟信号处理为数字信号通过网络传输，经过协议转换器，转换成E1信号接口，通过河池通信网络传输到监控中心。
2.3 监控服务器系统（通过系统完成）
2.3.1 主站端硬件系统：利用调度中心现有的数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。
2.3.2 主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由系统厂家完成。
3 设备主要功能和技术参数
3.1 主站端
3.1.1 主站端硬件系统：利用调度中心现有的数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。
3.1.2 主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由SCADA系统厂家完成。
3.1.3 主站端功能介绍：①以形象直观的图形界面方式实时显示本LSC所辖范围内各基站监控对象的分布状况、工作状态和运行参数。②提供整个监控系统网络构成模拟浏览图，能够快速进入所选择的基站，浏览基站监控信息。③监控系统数据信息的显示可按端局和按设备类别支持多种列表显示方式。④自诊断功能，对监控系统本身设备的故障及时监测并能发出告警。⑤信息打印功能具有：a出现告警立即打印；b根据管理需要定时打印；c屏幕拷贝打印。⑥实时接收各通站动力设备和机房环境的告警信息，具有以下告警功能：a分级告警功能显示；b紧急告警；c重要告警；d一般告警；e告警提示；f告警确认；g告警分类显示；h告警查询。⑦具有统计功能，能生成以下各种统计报表及曲线图：a日、月、年告警统计表；b日、月、年监测数据统计报表；c每天的设备运行参数或曲线；d监控中心中的告警数据、操作数据和监测数据等能保存一年以上。⑧安全管理功能：a用户和用户组管理功能，这些功能包括增加、删除、查询和修改等，此功能只能由授权的用户实施。b用户的权限配置和管理功能，对用户的权限级别可以进行配置。c系统操作权限的划分和配置功能。当操作人员取得相应权限时，可进行相应操作。对用户实施的操作进行鉴权的功能，保证具有权限的用户才能实施相应的操作。同时系统应有设备操作记录，设备操作记录包括操作人员工号、被操作设备名称、操作内容、操作时间等。⑨相关的控制机制，对于监控对象的接入以及监控设备的接入进行安全管理。⑩系统数据备份和恢复功能。 报表管理功能：a用户利用监控系统提供的工具软件，生成并打印出各种统计资料、交接班日志、派修工单、机历卡及曲线图等。b提供历史告警纪录日、月、年及自定义时段的报表和相关统计报表。c提供按照告警级别、告警类型、设备类型等条件统计的历史告警次数或告警历时统计报表。d提供任意遥测量或遥测量组合自定义时段的历史数据曲线分析数据。e提供运行状态量曲线分析数据。f提供系统操作纪录输出报表。g提供登退录系统输出报表。h提供系统交接班日志管理输出报表；i提供自定义打印输出报表功能。 显示功能：系统可实时显示和刷新监控范围内所有局站、设备以及全部监控点的运行参数、所处状态、配置属性。
提供可在线定制的组态页面显示综合性的局站或设备群组的监控信息。同时提供详细资料页面显示任意设备的监控信息。
对监控对象进行分层次、分类型的显示与管理。监控对象状态（告警、故障权限等）显示醒目清晰, 可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展，最后将故障定位在监控对象上。
界面能够按照需要及时详细的提示和统计系统发生的任何告警和事件。
3.2 分站端
3.2.1 分站端硬件系统：监控主机、温湿度传感器、直流电压变送器、交流电压变送器。
3.2.2 分站端功能介绍：①周期性地采集各监控模块的数据，进行数据处理和发送。②随时接收并快速响应来自监控主站的数据查询和控制命令，并将控制命令下发给监控模块。③收集故障告警信息，告警优先主动上报。④能进行基本的数据处理、存储，具备接入计算机进行现场维护操作的功能。⑤具有保存告警信息及监测数据的统计值至少2天的能力。⑥具有本地控制优先的功能，可屏蔽监控中心发出的遥控命令并以适当方式通知监控中心此时所处的控制状态。⑦具有告警过滤和屏蔽功能。
4结语
目前，结合电力系统通信网的实际情况，利用电力调度自动化系统(SCADA)即可简单地实现对电力通信站的监控功能，通过SCADA系统提供的信息接收处理与转发方式实现通信站机房环境的远程集中监视和管控，确保电力系统通信设备设施的安全稳定运行。
