電力管理中的移動式作業監控平臺建構應用

趙智勇 孫夢覺

摘 要：在我國基建水平不斷提高的過程中，我國海內外電廠建設數量也在不斷的提高，原本電力管理監控系統已經無法滿足國際市場需求，此對于我國電力管理監控系統提出的要求也在不斷提高。以此，本文就基于電力管理監控平臺的功能，設計了電力管理移動式作業監控系統，為后期利用管理監控系統提高電力自動化管理水平提供基礎。

關鍵詞：電力管理;移動式作業;監控平臺

在我國社會經濟不斷發展和進步的過程中，社會對于用電量需求也在不斷的提高，對于電力企業供電也提出了一定的要求。電力企業屬于我國國民經濟發展中的主要構成，為經濟發展提供可靠電力基礎保證。我國電力系統通過長時間發展，在電廠建設規模、數量等方面都具有一定的成效。但是，在國際市場競爭越來越激烈背景下，我國傳統模式中電氣管理監控系統無法滿足國際市場發展需求[1]。所以，電力企業要想在國際市場中占據一定優勢，就要和實際情況相互結合，使產品市場競爭力得到提高，促進我國電氣管理監控系統的發展。

1電力管控平臺的模式和結構

電力管控平臺通過間隔層、站控層與通信層構成，間隔層也稱之為現場監控層。

1.1站控層

站控層在控制室中，在生產過程中，站控層能夠實現監測對象指定信息的收集。另外，還能夠對收集信息實現處理和存儲，站控層的主要特點為：其一，并不會收到硬件平臺制約，在轉移高層代碼過程中，不需要進行修改;其二，具有完善網絡功能，并且支持流行協議;其三，具備安全性能，并且使用雙網體系結構[2]。

1.2現場保護測控層

公共端和發電機的子系統為現場保護測控層主要構成，并且各個子系統利用現場總線和通信管理連接。另外，系統通訊現場總線架構實現雙網連接，保證網絡安全性。此系統利用雙網練級模式，如果其中某模式出現故障，系統就通過單網運行，及時使故障信號對維修人員發送。維修人員接收到故障信號，及時維修故障，保證系統能夠穩定的運行。

1.3運行監控與報警

通過監測與控制系統創建監控系統，在監測設備實時監測過程中，總控室還能夠將監控畫面與相應信息數據結果進行展現。在監測設備出現故障的時候，在終端中現實數據異常波動，并且將被控對象的名稱、代碼與當時檢測值進行記錄，記憶異常次數、時間與持續時間，使數據信息整理成為報告方式進行打印。在出現故障和事故的時候，監控系統能夠自動發送事故的預警與警報，使工作人員對其注意，及時組織工作人員搶先修復，維護電廠利益，對電廠人員生命財產安全進行保證[3]。

圖1為電力管控平臺的結構，數據庫與web服務器構成web子系統，服務器實現設備層數據交互，并且利用瀏覽器實現相應操作，數據庫部分能夠存儲信息?？蛻糇酉到y通過監控計算機構成，利用瀏覽器對服務器發送請求，下載客戶請求相應網頁現實在瀏覽器中。瀏覽器能夠接收數據輸入，并且利用瀏覽器與web服務器對PLC發送命令[4]。

2電力管控平臺的創建和使用

某地創建地區主站和綜合監控系統平臺，并且創建數據交換平臺與基礎數據庫。主站通信綜合監控系統通過資源管理、網絡監視、業務管理等子系統構成，共有14個監控子站。電力管理移動式作業監控平臺的創建為：

2.1硬件結構設計

監控主站配置一臺磁盤陣列、調度工作站、方式工作站和兩臺服務器、前置機、協議轉換機，通過此設備創建通信網監控系統硬件平臺，利用網絡交換機的配置創建局域網網絡結構。

監控系統各設備的主要功能為[5]：

其一，服務器使用標準數據庫管理系統實現歷史數據存儲，并且能夠提供應用服務。數據庫服務器使用雙機熱備運行機制，通過雙芯跳線相互連接，對另外主機運動情況進行實時檢測，在出現故障的時候快速的切換，避免服務中斷。服務器實現SAS適配卡配置，對存儲設備進行連接，并且實現集群軟件的配置，從而實現服務器雙機熱備份。集群中的集群軟件對數據服務器中全部軟件與硬件狀態進行監視，在出現故障的時候快速的切換?？焖偾袚Q和故障檢測過程為自動，不需要操作員的干預。

其二，串口服務器利用串口對設備的分布和工作等監控信息進行收集，利用網絡傳輸協議轉換機;

其三，前置機能夠對主站和省調、D-MIS系統與綜合監控系統進行相互連接與數據通信，兩天前置機實現集群軟件進行安裝，在集群軟件發現前置機出現網絡或者硬件故障的時候，應用服務器到另外前置機進行切換，從而使雙前置機熱備份進行實現;

其四，采集器能夠收集機房環境、PCM設備、光設備等告警，并且實現空調控制[6];

其五，通過計量工作現場管理，實現營銷系統到現場施工，到營銷系統的電子檔案閉環，避免人為干預，提高營銷檔案質量，提升營銷系統電子化結算率和計量自動化系統自動超標率，同時對現場進度、質量進行管控，實現項目驗收數據支撐。

其六，通過電子標簽RFID、高精度定位，實現“網格管理+設備主人”的數據支撐，電子標簽是計量終端的二代“身份證”，可以記錄定位、資產信息、用戶信息等。高精度定位實現計量終端坐標定位，提高網格化運維質量、運維效率。

其七，調度工作站能夠使調度人員具備全網監視功能，將網絡告警信號進行實時的展現，并且實現光告警;

其八，方式工作站能夠將資源管理功能提供給系統管理人員，實現通信網設備資源的錄入、工單調度、統計和電路調配等工作。

監控子站利用光傳輸系統以太網接口和地區主站相互連接，微波監控子站利用2M通道和地區主站相互連接。通過接口服務器、數據收集器構成監控子站，收集器能夠對PCM設備、光設備等機架告警進行收集。接口服務器利用串口實現監控信息的收集，利用網絡到協議轉換機中傳輸。接口服務器使監控信息利用RS232接口到站內綜自系統中傳輸[7]。

2.2平臺網絡結構

電力設備現場利用數據傳輸、控制終端等功能不同出現改變，包括配電變壓器、用戶表和開關等，利用RS485與GPRS功能終端實現通信，還能夠實現命令控制。GPRS功能數據終端能夠實現數據雙向傳輸和控制，也就是利用內部GPRS通信模塊，利用通信基站登錄到網絡中，通過GGSN接入到Internet中，GPRS終端能夠接收到系統主站所發送的命令，并且執行命令。系統主站中的客戶端、應用服務器利用APN經由路由和Internet相互連接，根據防火墻抵御外部惡意攻擊，并且還能夠組織外部非法IP登錄。

2.3通信設備的接入

電力管理管控系統使用無線通信技術和電子標簽RFID技術實現高精度的定位，對現場設備的使用、存儲進行管控，利用公共頻段實現數據傳輸，通信通道與設備的投資比較小，并且維護量也比較小，在創建系統過程中牽涉部門比較少，缺點就是要實現頻點使用權的申請，造價高。以此，在通信設備創建過程中結合衛星通信，包括跟蹤遙測指令站、通信衛星、地面傳輸線路與衛星通信地球站，此通信距離比較短，覆蓋面積比較大，具有較強靈活性[8]。

2.4電力應急指揮系統

電力應急指揮系統能夠實現遠程監視電力野外搶修、突發事件線程，并且對其遠程指揮。電力施工人員在施工現場放置監控設備，指揮中心通過無線網絡對施工人員作業流程與現場的情況進行遠程的監控。其次，通過無線設備音頻對工作人員進行遠程的指揮，從而進一步的提高電力企業的事件響應速度與應急處理能力[9]。

通過液晶顯示屏、高倍變焦紅外攝像頭、三腳架等創建提箱式監控終端，施工人員通過現場情況架設監控終端，通過云臺調整監控場景為最佳狀態。攝像機是收集視頻圖像，利用無線網絡在中心視頻服務器中傳輸。工作人員利用無線筆記本、網絡計算機、手機對前端設備發送視頻圖像進行觀看。

將軍用箱體作為提箱式監控的終端，比較方便攜帶，而且具備防水、防震、抗壓的能力。終端能夠有效支持硬盤、SD卡等設備，存儲本地視頻圖像。將大容量鋰電池組設置到終端中，供電時間比較長。其次，終端也能夠在汽車、外部電源中使用。另外，將防水外殼、360°無限位云臺設置到紅外攝像頭中，在晚上和惡劣天氣中也能夠使用[10]。

視頻監控終端能夠隨身的攜帶，利用網絡在指揮中心實現現場圖像的傳輸，并且實現指揮中心的語音通話，通過現場實際情況制定解決對策。視頻監控終端具有緊湊的結構，體積小，攜帶方便。手機視頻終端具備視頻回傳、語音通訊、衛星定位等功能，能夠利用手機自帶攝像頭對現場視頻圖像進行觀看，即便是在家中都能夠利用手機視頻傳輸的功能對現場情況實時的了解。

2.5電力設備監視系統

電力設備無線監視具備信號處理技術、無線移動通信技術與軟硬件技術，系統充分使用無線網絡，具有較高的傳輸效率，覆蓋比較廣，并且使電力設備中的圖像、數據實時傳輸到遠端管理中，從而能夠使無線視頻監控具備遠距離、大范圍的數據監測，并且實時監控變電站運行的情況，還能夠實現指揮調度。系統能夠對變電站和設備環境參數、運行參數進行監測，對電力設備運行視頻圖像進行實時查看。使無人值守變電站、電力設備、低壓線路等遠程在線監控問題得到解決[11]。

在電力管理過程中，有可能因為施工人員失誤導致出現事故，無線監控系統能夠對工程進度與質量進行保證。管理人員能夠遠程監督工程施工安全性與規范性，掌握管理過程中的資料。假如事故出現，就能夠通過監控錄像調查事故。遠距離低壓輸電線路會受到地理環境、氣候條件的限制，尤其是在冬天會導致傳輸出現困難，導線存在覆冰和電纜塔架倒塌的情況。無線監控系統能夠實時監控，使信息在指揮中心反饋，并且收集數據，數據中心利用數據分析和對比，及時的判斷應急情況，保證低壓線運行的安全性。

2.6低壓線路巡視系統

低壓線路無線巡視系統能夠對低壓線路運行、建設的情況進行實時監視，對突發事件及時的處理，對電網運行穩定進行保證。巡視人員能夠攜帶無線監控終端安裝到車頂中，主管人員利用電腦與無線網手機對現場監控，從而及時看出線路建設、故障檢修等，通過設備音頻功能遠程指揮現場人員。無線車載監控終端具備高倍紅外攝像機和高抗震全方位云臺，并且將工業級無線數據處理單元安裝在車內，具備無線傳輸與視頻數據的收集編碼，對全球衛星定位系統進行集成在中斷中，通過大屏幕電子地圖通過定位指揮中心對車輛具體位置進行掌握，還能夠展現現場圖像，對車輛進行快速的調度。

在運行低壓線路巡視系統過程中，能夠自己選擇巡視車輛和線路，調整攝像頭焦距，控制云臺旋轉，使巡視人員工作強度得到降低。其次，使語音對講的功能得到實現，實現低壓線路巡視人員進行遠程指揮，實時的存儲巡視過程中的錄像[12]。

3系統平臺的實現

利用設計，系統使用.NET框架實現，系統服務器操作系統使用Windows Server2003版。系統的實現主要包括：

其一，儀器管理。儀器管理模塊主要包括儀器申請、儀器狀態監控與儀器分配，儀器管理的頁面，儀器狀態監控能夠對儀器運行狀態監控，整體監控網絡中所有監控儀器都具備唯一局域網IP，監控儀器是否能夠正常的工作，利用監控儀器IP是否在線進行判斷。通過前臺頁面得到儀器編碼與設備編碼，在數據訪問層中，利用數據庫池得到數據庫連接，執行數據庫插入操作之后釋放數據庫連接。

電壓監控模塊中的底層設備電壓監控使用成型電壓監控儀器，此儀器配備組態軟件能夠收集電壓數據，通過模擬數據朝著數據轉變，使數據利用webServices接口進行暴漏，通過供電設備遠程監控系統進行調用。監控系統利用發送的監控指令，觸發數據調用接口對監控數據接口進行調用。電壓監控底層收集設備利用監控儀器中集成組態軟件提供數據接口，使原始模擬數據朝著數字數據轉變，利用webServices接口能夠提供數據訪問。

視頻監控能夠實現底層視頻畫面，并且使視頻監控軟硬件實現。因為視頻控件功能強大，系統中實現視頻監控只要對應攝像頭編號與設備場所編號，就能夠創建映射關系。另外，在視頻監控調用過程中，在頁面中調用視頻控件，并且利用視頻SDK中API對視頻流信息進行訪問。

系統還能夠實現設備保障，設備保障流程主要環節就是制定設備保障單，并且對設備維修環節進行確定，在流轉流程過程中，假如設備保障流程的流轉世間比較長，并且超過系統設置維修過程中，可以將緊急修復短信對維修人員發送[13]。

3結束語

通過本文研究表示，在信息化時代背景中，先進信息技術被廣泛應用到社會各領域中。在創建電力管理監控系統過程中，電力企業要加大系統科技投入，在監控系統中使用先進信息技術，提高系統科技含量，從而使監控系統朝著數字化、信息化的方向發展。

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