基于Web技术的满拉水电站远程监控系统

杨 军，梁竹靓

(1.西藏满拉水电站，西藏江孜 857400;2.南京申瑞电气系统控制有限公司，211100)

满拉水利枢纽工程是目前已建成的西藏水利史上规模最大的水利枢纽工程，位于西藏自治区日喀则地区江孜县境内的年楚河上游，以灌溉、发电为主，兼有防洪、旅游观光等综合功能。满拉水电站总装机容量为20MW，厂房为一引水式地面厂房，内装4台单机容量为5MW的水轮发电机组。为了使管理层能够实时观察水电站生产现场信息和进行远程故障诊断，开发了一种基于Web技术，采用B/S(浏览器/客户端)+C/S(客户端/服务端)模式的水电站远程监控系统。

1 系统硬件设计

满拉水电站远程监控系统的硬件设计以电站内部的分布式电力监控系统为起点，通过Internet接入传输数据至管理中心的Web服务器，Web服务器和客户端构成远程监控系统为了保障电网的安全性，在电站接入网络处增加一台网络隔离装置，电站的所有数据单向传输到管理中心的Web服务器上。由于远程监控系统离电站监控系统比较远，传输过程采用C/S模式，特点是安全性高、运行速度快;远程监控系统内部采用B/S模式，特点是灵活性强、使用方便、利于维护。管理中心的工作人员只要在企业网的任意一台电脑上，打开浏览器，便可查看电站的实时数据和历史信息，实现机组数据的异地和远程访问。

远程监控系统由用户浏览器、Web服务器和数据服务器三层结构组成。操作系统是Windows XP，数据库采用跨平台的MySQL软件，客户端安装浏览器Firefox。监控系统基于网络浏览器的Web架构方式，作为www网络应用的软件，其分布式的结构保证了发挥系统最大的效率。现场网络体系结构如图1所示。

图1 网络体系结构图

2 系统软件设计

远程监控系统分三部分。一部分是基于TPC/IP协议的远程通信系统，采用C/S模式，基于对电网的安全性能考虑，采取单向传输，接收到数据后对来自电站的数据进行解析和处理，并保存到数据库中。第二部分是图形显示系统，由Java语言开发，可显示实时的数据信息。第三部分是历史查询系统，采用B/S结构，通过浏览器可直接对电站的历史事件进行远程查询。

2.1 远程通信系统

远程通信程序由Python语言编写，基于TCP/IP协议，分为客户端backup.py和服务端backupserver.py两个程序。客户端根据配置文件web_server.conf读取Web服务器的IP地址，将所需要的数据文件传输到Web服务器上。具体流程如图2所示。

图2 通信系统流程图

2.2 图形显示系统

图形显示系统用Java语言编写，可以对满拉电站的4台机组、辅机、保护等设备的电量参数和状态参数进行远程实时显示。有用户登录管理、状态监控、告警管理、流程控制、开关字变位告警等功能。图形显示系统的实际效果如图3所示。

图3 图形显示系统

2.3 历史查询系统

历史查询系统使用Web数据库，在互联网中以Web查询接口方式访问数据库资源。其结构是后台采用数据库管理系统存储数据信息，对外提供包含表单的Web页面作为访问接口，查询结果也以包含数据列表的Web页面形式返回给用户。

由于电力平台的多样性，本系统安装目前比较流行的环境:Web服务器、SQL数据库服务器，以及服务器端的程序工具，这些工具是 Apache、MySQL、PHP和web脚本语言。

服务端使用PHP语言实现动态Web功能，客户端用常用的HTML和Javascript语言展现信息内容。

历史查询系统的实际效果如图4所示。

图4 历史查询系统

3 系统常见问题及解决方法

3.1 系统的安全性

电站监控系统已经对网络的信息安全采取了许多措施，如增加防火墙、防病毒系统，对网络进行入侵检测、漏洞扫描等。但由于这些在线分析技术的极端复杂性和安全控制的有限性，无法提供高度的数据安全。因此，为了防范网络攻击侵害引起的电力系统事故，在系统的网络出口处增设了网络隔离装置，这样可以极大地提高监控系统的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。

3.2 数据库文件传输

远程监控系统采用单向数据模式，传输MySQL历史数据库文件到Web服务器上。MySQL数据库文件以后缀为.frm、.myd、.myi的格式保存，如果某一个文件传送失败，会导致整个历史数据库无法查询，因此数据库文件的传输至关重要。本系统采用网络隔离装置，基于TCP协议以保证传输的可靠性。目前的策略是加上开始和结束标签，然后对文件做MD5校验，同时把校验码也发到对方，接收方收到开始和结束标签后，对文件做MD5校验，如果与收到的校验码一致，表示文件接收正确，写入本地文件系统。而客户端SOCKET在发送完毕后，装置会返回1个字节的内容，表示发送成功还是失败，客户端根据这个返回字节决定是否重新发送本次报文。这样能确保数据库文件传输的正确性。

4 结语

该设计方案是基于Web技术实现远程监控系统的一种实践，已成功应用于满拉水电站。远程监控系统采用Web服务架构，保证了系统的可靠性和安全性，能满足对电力监控的实时要求，极大地提高了电站管理的信息化程度，提高了监控的效率。

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