電力通信網(wǎng)無人值守的監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

如今的電力通信網(wǎng)以同步數(shù)字傳輸技術(shù)（SDH）為基礎(chǔ)，以E1/2Mbit/s線路傳輸方式組網(wǎng)架構(gòu)，承載多種電力系統(tǒng)的綜合業(yè)務(wù)，如繼電保護(hù)信號(hào)、遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的傳輸，調(diào)度電話、日常電話的正常使用，光穿透業(yè)務(wù)等。通信業(yè)務(wù)在電力網(wǎng)中的作用越來越明顯，但是由于通信專業(yè)人員短缺，并且要做到被監(jiān)控局站的無人值守，因此引入監(jiān)控系統(tǒng)是勢(shì)在必行。

一個(gè)合格的監(jiān)控系統(tǒng)必須應(yīng)能達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：必須形成至少涵蓋本地網(wǎng)規(guī)模的多級(jí)監(jiān)控網(wǎng)，具備較強(qiáng)的擴(kuò)容能力；必須達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的響應(yīng)時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能與系統(tǒng)規(guī)模的無關(guān)性；監(jiān)控的軟硬件體系必須穩(wěn)定可靠；必須能將各種不同類型的傳統(tǒng)設(shè)備和智能型設(shè)備完整的納入監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)硬件具備升級(jí)兼容性；系統(tǒng)軟件具備在線擴(kuò)容、設(shè)置更新的能力；可以靈活的擴(kuò)展圖像監(jiān)控的功能，并實(shí)現(xiàn)告警聯(lián)動(dòng)。

1 監(jiān)控對(duì)象的分類

按照監(jiān)控對(duì)象的不同，可以把監(jiān)控對(duì)象分成三類，即按用途分類，按性能分類，按電特性分類。

按用途分類

可分為通信動(dòng)力系統(tǒng)監(jiān)控和環(huán)境系統(tǒng)監(jiān)控兩大類，其中通信動(dòng)力系統(tǒng)包括高壓配電、低壓配電、交流穩(wěn)壓器、UPS、整流器和蓄電池組等動(dòng)力設(shè)備，環(huán)境系統(tǒng)包括機(jī)房用空調(diào)、門禁、溫濕度、紅外、煙霧、水浸等環(huán)境量。在各局站無人值守的情況下，還配有靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像監(jiān)控，在中心實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的情況。通過對(duì)動(dòng)力設(shè)備和環(huán)境合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，就能準(zhǔn)確將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)集中反映到監(jiān)控中心

按性能分類

按被采集設(shè)備的性能可分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備。智能設(shè)備只設(shè)備本身帶有一定數(shù)量的傳感器、變送器，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理能力，并帶有智能接口，可直接與后臺(tái)進(jìn)行通信。非智能設(shè)備本身不具備數(shù)據(jù)采集和處理能力，無智能接口。對(duì)于是能設(shè)備，可通過其智能設(shè)備協(xié)議（包括智能設(shè)備通信協(xié)議、數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)、包的內(nèi)容及接口方式）直接進(jìn)行通信，納入監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)于非智能設(shè)備則需通過采集器采集數(shù)據(jù)再接入監(jiān)控系統(tǒng)。

按電特性分類

（1）按電量分

監(jiān)控對(duì)象可分為非電量和電量，對(duì)于非電對(duì)象（如溫濕度），應(yīng)通過傳感器把非電量變成電量后接入數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對(duì)于電量（如電壓電流）則通過變送器把其變換成適合采集器要求的輸入信號(hào)范圍后接入數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

（2）按信號(hào)性質(zhì)分

監(jiān)控對(duì)象按信號(hào)的性質(zhì)可分為模擬量和數(shù)字量。模擬量是指那些隨時(shí)間連續(xù)變化的量（如交流電壓、交流電流等），對(duì)這些量的測(cè)量，需采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬量變成數(shù)字量后才能適宜單片機(jī)采集，而數(shù)字量是指那些僅有0和1兩種狀態(tài)的量，這樣的量單片機(jī)可直接測(cè)量。

監(jiān)控量的分類

在實(shí)際應(yīng)用中，一般只選擇四種有代表性的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，即

AI：模擬輸入信號(hào)參量（遙測(cè)量）

AO：模擬輸出信號(hào)參量（遙調(diào)量）

DI：數(shù)字輸入信號(hào)參量（遙信量）

DO：數(shù)字輸出信號(hào)參量（遙控量）

下表列出了通信機(jī)房常用的幾種監(jiān)控量

2 監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

從系統(tǒng)規(guī)模來看，電力通信網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)需要有較大的監(jiān)控規(guī)模，需要能涵蓋整個(gè)本地網(wǎng)，監(jiān)控對(duì)象的數(shù)量多，類型復(fù)雜；從結(jié)構(gòu)來看，監(jiān)控系統(tǒng)屬?gòu)V域網(wǎng)范疇，規(guī)模大、數(shù)據(jù)量多，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與一般的小規(guī)模普通局域網(wǎng)類設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)完全不同。其合理的架構(gòu)就是分布式廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合通信行業(yè)階層試管理體制的模式，動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上應(yīng)該采用樹型階層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，組建一個(gè)樹型階層式的類Intranet廣域網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)單示意如下：

( 電力網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)）

動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)樹型階層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其主要數(shù)據(jù)處理層應(yīng)該是分布在監(jiān)控中心，由該層的處理總機(jī)構(gòu)成整個(gè)監(jiān)控廣域網(wǎng)的分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)路由的建立，統(tǒng)一邏輯數(shù)據(jù)庫與物力分布數(shù)據(jù)庫的對(duì)應(yīng)，以及應(yīng)用層人機(jī)界面的接入。其優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的：

（1）系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性，便于集中控制；

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次簡(jiǎn)單，所有短劇數(shù)據(jù)直達(dá)本地網(wǎng)監(jiān)控中心，簡(jiǎn)化了通信環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠性；

（3）只有一個(gè)集中監(jiān)控中心，避免了由于多級(jí)監(jiān)控中心同時(shí)操作同一個(gè)監(jiān)控對(duì)象而引起的混亂；

（4）削減了監(jiān)控站的建設(shè)開銷，減少了傳輸設(shè)備的投資，在提高系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，減低了系統(tǒng)價(jià)格。

（5）擁有很好的擴(kuò)容性，結(jié)合分布式結(jié)構(gòu)的并發(fā)特性，整個(gè)系統(tǒng)可在保證性能的前提下擴(kuò)容到很大的規(guī)模。

3 監(jiān)控信息的傳輸方式

在動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中，傳輸方式是一個(gè)可以獨(dú)立于系統(tǒng)其他技術(shù)的技術(shù)。由于監(jiān)控廠商本身不提供傳輸條件，因此監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸必須依賴于我們電力通信網(wǎng)已有的傳輸條件，也就是說要采用E1接入設(shè)備的2M組網(wǎng)方式。采用這種組網(wǎng)架構(gòu)時(shí)，各基站通過E1/2Mbit/s線路中時(shí)隙傳輸，各個(gè)局站間通過完整的E1/2Mbit/s線路將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)介入?yún)^(qū)域監(jiān)控中心。通過完整的E1/2Mbit/s線路還可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力與影像信息的傳輸。因?yàn)閷?shí)時(shí)圖像對(duì)于帶寬的要求比較高，模擬圖像數(shù)字化之后大約有100M，經(jīng)壓縮后可達(dá)到384K-2M之間。采用2M組網(wǎng)圖像效果比較好，傳輸可靠。