一種變電站通信電源監控系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信電源監控領域，尤其涉及一種變電站通信電源監控系統及方法。
【背景技術】
[0002]目前，電網調度自動化已經非常成熟完善，越來越多的變電站實現了無人值守。但人員撤離后，變電站的安全運行變得異常重要，對于安全監視的需求越來越強烈。雖然電網調度自動化系統涵蓋了部分通信電源系統的信息，但大部分通信設備運行狀況不能完全掌握。
[0003]在變電站中，通信電源負責向變電站內的調度交換機、通訊配線架、電力載波機等通訊負荷提供電源，是保證變電站正常運行的重要組成之一。目前，變電站向數字化、無人值守型和網絡化集中管理的方向發展，各種電氣設備已逐漸實現遠方監控，但是對于通信電源的遠程在線監控卻無完善的實施方案；因此不能全面地反映通信系統的運行狀況，特別是當通信系統出現運行異常初期，調度自動化系統并不能檢測到故障狀態，不利于通信電源系統以及整個電網系統的實時監控。
[0004]現有的變電站通信電源系統在運行時，主要存在以下問題:
[0005]1、現有通信電源監控裝置的人機界面和變電站的配置、布局、接線是一種強耦合模式，每一個變電站都需要單獨開發一套人機界面，不能根據變電站的要求靈活展示每個變電站的人機界面信息，軟件可移植性差，不利于集中控制和數字量通訊，不能有效的實現人機對話，運行中不能任意改變運行參數。
[0006]2、目前變電站通信電源設備使用IEC 61850-7-420標準實現的61850模型文件建模，IEC61850-7-420標準對變電站通信電源設備的邏輯節點沒有列出相關的擴展類。自DL/T 860標準推出之后，原有的建模方法不能滿足現有標準的規定，不符合國網招標規范。原有的模型文件由于不同的廠家創建不同的邏輯節點LN(logical node，以下簡稱LN)，互操作性差。
[0007]61850模型文件一直采用手動編輯的方式完成，手動編輯IED性能描述(IEDCapability Descript1n，以下簡稱I⑶)文件對工程人員的技術要求高，工作量大，易出錯。如果配置修改后，需要重新編輯IED性能描述文件。其中，IED為IntelligentElectronic Device,以下簡稱 IED0
[0008]3、由于不同廠家的通信電源裝置存在技術上的脫節不協調，隨著系統軟件的需求的添加、測點的增多，可能會導致通信電源系統的軟件版本與其他電源系統的軟件版本不匹配，設備無法正常運行，特別是對于智能變電站和無人值班電站，影響更大。
[0009]4、目前通信電源設備的通信機制是先人工手動配置端口信息，然后保存參數重啟生效。如果下位機更換其他類型的設備需要重新修改配置，然后保存參數重啟生效。這種配置修改-保存-重啟的機制對操作人員的技術要求高，靈活性、兼容性差。
【發明內容】
[0010]本發明的目的就是為了解決上述問題，提供了一種變電站通信電源監控系統及方法，該系統及方法能夠使得用戶能根據變電站的需求有效的配置通信電源系統的各項參數，每個變電站可以根據配置信息動態顯示每個通信電源監控子系統的接線圖及子系統運行信息。
[0011]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0012]一種變電站通信電源監控系統，包括:智能設備信息采集終端、人機界面配置模塊、IED模型自動配置模塊、版本自動匹配模塊、自適應通信模塊以及后臺監控中心；
[0013]智能設備信息采集終端:采集并上傳變電站通信電源環境的運行參數信息以及通信電源設備及線路的工作狀態信息；
[0014]人機界面配置模塊:用于根據實際需求配置變電站通信電源監控系統參數信息，并進行變電站通信電源監控系統的界面展示；
[0015]IED模型自動配置模塊:根據不同的配置自動生成模型文件，實現對變電站通信電源設備的快速建模；
[0016]版本自動匹配模塊:用于實時監測通信電源監控系統與各個監控單元的軟件版本是否自動匹配；
[0017]自適應通信模塊:用于實現通信電源監控系統與各個監控單元的自適應通信；
[0018]后臺監控中心:控制通信電源監控系統人機界面的配置、IED模型的自動配置、版本的自動匹配以及設備間的自適應通信以及判斷變電站通信電源環境的運行參數異常并據此發出報警信息；
[0019]所述智能設備信息采集終端、人機界面配置模塊、IED模型自動配置模塊、版本自動匹配模塊和自適應通信模塊分別與后臺監控中心連接。
[0020]所述智能設備信息采集終端分別與采集通信電源信息的電池巡檢模塊、采樣模塊、充電模塊、開出模塊和開入模塊。
[0021]所述人機界面配置模塊包括:上位機、下位機和云計算服務器；
[0022]所述上位機為通信電源監控系統人機界面，所述下位機為通信管理模塊，所述通信電源監控系統人機界面與通信管理模塊通過網口或者串口進行通信；
[0023]所述通信管理模塊采集通信電源的報警記錄并分別傳送給通信電源監控系統人機界面和云計算中心，運用云計算服務器進行數據分析，形成一個包含有故障點反饋、故障等級、事故原因、用戶區域、時間走勢、觸發因素信息的統計圖在一體化電源人機界面上展示，所述一體化電源人機界面還能夠展示實時報警記錄和歷史報警記錄。
[0024]所述自適應通信模塊包括:智能子模塊，所述智能子模塊通過接口與外部環境通Is ;
[0025]所述智能子模塊包括觀察單元、自學習單元和行為單元；所述觀察單元與自學習單元通信，所述自學習單元與行為單元通信；
[0026]所述觀察單元根據系統的內部狀態從自學習單元獲取信息向下位機發送消息，并將收到的消息給自學習單元；
[0027]所述自學習單元接收觀察單元的消息，通過學習和推理制定發送策略，在信息庫中查找相應的發送信息；對收發的信息進行學習和推理，制定相應的配置策略；
[0028]所述行為單元根據自學習單元的配置策略對設備進行配置，系統將接收到的測點數據根據不同類型分組向后臺轉發。
[0029]所述觀察單元包括消息子單元和系統內部狀態子單元；
[0030]所述消息子單元指系統與下位機通信的數據，模塊之間交互的數據；
[0031]所述系統內部狀態子單元包括端口未配置、配置中、配置完成和啟動異常。
[0032]所述自學習單元包括依次連接的推理子單元、信息庫、學習子單元和策略庫；
[0033]所述推理子單元指對接收到的已知消息進行處理，推斷出下位機的類型；
[0034]所述信息庫指所有系統支持的下位機的消息集合；
[0035]所述學習子單元指對消息的觀察、推理；
[0036]所述策略庫包含未配置的發送策略、配置成功后的發送策略、配置策略、轉發策略、分組策略。
[0037]所述行為單元包括自適應配置子單元、數據轉發子單元和分組調度子單元；
[0038]所述自適應配置子單元根據系統端口下接設備的不同自動匹配，無需用戶手動修改配置文件；
[0039]所述數據轉發子單元用于將測點數據對后臺轉發；
[0040]所述分組調度子單元根據數據類型的不同、測點數據的個數分類型分組的發送。
[0041]變電站通信電源監控系統還包括:變電站通信電源備用電池組監控子系統，所述變電站通信電源備用電池組監控子系統包括:若干組電池接口，每組電池接口均與單體電池連接，所述電池接口與其鄰近的電池接口通過開關連接，電池接口從左往右排序，排序為奇數的電池接口與其鄰近的奇數電池接口通過旁路開關連接，排序為偶數的電池接口與其鄰近的偶數電池接口連接，所有開關被控制單元控制，所述控制單元，實時檢測各開關的閉合狀態，并根據電池信息控制開關的導通和關閉；所述變電站通信電源備用電池組監控子系統與后臺監控中心連接。
[0042]所述每組電池接口均分為正極接口和負極接口，每組電池接口均與單體電池的正負兩極連接，
[0043]第i組電池接口 Bi的正/負極接口均與第i+Ι組電池接口 B i+1的負/正極接口通過開關Si連接，
[0044]第i組電池接口 Bi的負/正極接口均與第1-Ι組電池接口 B η的正/負極接口通過開關Sg連接，
[0045]第1-Ι組電池接口 Bp1的正/負極接口均與第i+Ι組電池接口 B i+1的負/正極接口通過串聯的芳路開關Cp1和保護電路連接；
[0046]其中，I < i < η，η為電池接口的組數，i為正整數；
[0047]所述開關與驅動電路連接，所述旁路開關與驅動電路連接，所述驅動電路與控制單元連接；所述控制單元，實時檢測各開關的閉合狀態，并根據電池信息控制開關的導通和關閉。
[0048]一種變電站通信電源監控系統的工作方法，包括:
[0049]采集變電站通信電源監控系統各母線及饋線開關的通斷狀態、變電站通信電源環境的運行參數、以及變電站通信電源監控系統設備的工作狀態信息并上傳至后臺監控中心;
[0050]后臺監控中心根據接收到的數據、結合客戶端上傳的參數配置信息對通信電源監控系統的人機界面進行配置，對變電站通信電源設備進行快速建模，實現通信電源監控系統與各個監控單元的自適應通信，并實時監測通信電源監控系統與各個監控單元的軟件版本是否自動匹配；
[0051]同時，后臺監控中心根據接收到的變電站通信電源備用電池組充電信息實時控制備用電池組的充電利用率；
[0052]后臺監控中心判斷變電站通信電源環境的運行參數以及上述個操作步驟是否存在異常并據此發出報警信息。
[0053]所述對通信電源監控系統的人機界面進行配置的方法包括以下步驟:
[0054](I)設備自檢，系統初始化；
[0055](2)讀取系統原始配置文件信息，判斷所述配置文件信息是否讀取成功；若是，所述原始配置文件信息在通信電源監控系統人機界面進行顯示，否則，檢查或修改配置文件無誤后重新讀取；
[0056](3)建立通信電源監控系統人機界面和通信管理模塊之間的通信，檢查通信是否正常；如果正常，通信電源監控系統人機界面接收通信管理模塊發送的數據，將外接設備信息展示到人機界面；
[0057](4)檢查當前配置信息是否滿足變電站的具體要求，如果符合，配置過程結束，如果不符合要求，則進入步驟(5)重新配置系統信息，
[0058](5)在通信電源監控系統人機界面端重新配置系統信息，并將所述配置信息保存到配置文件中；
[0059](6)將配置好的數據信息發送至通信管理模塊，重啟通信管理模塊，配置過程結束。
[0060]所述通信電源監控系統能夠配置NI個通信電源監控子系統，所述通信電源監控子系統包含電池巡檢、充電模塊、絕緣檢測模塊、母線、進線、饋線條數、熔斷器、避雷器、母聯開關、充電開關以及連接關系信息；
[0061]根據上述配置信息能夠自動生成Kl套通信電源監控系統方案，每套方案都能