变电站视频及环境监控系统中通信电源监控模块的一体化集成方法

吕 莹，巩洪峰

（国网山东省电力公司超高压公司，山东 济南 250000）

0 引 言

变电站智能化管理是当前我国智能电力系统建设背景下的重点工作。在研究变电站智能化管理时发现，通信电源的智能监控还未实现，部分建设通信电源监控模块的变电站系统也未实现与视频及环境系统的集成和协调，导致通信电源监控与系统整体监控分离，造成资源浪费的同时形成冗余干扰。因此，目前变电站智能化建设以视频及环境监控系统中的通信电源监控模块一体化集成方法研究为重点。本次研究针对某电网变电站视频及环境监控系统规范和实际情况进行深入研究，探索一体化集成方法。

1 变电站视频及环境监控系统

为确保研究具有实践意义，针对某电网变电站视频及环境监控平台方案进行全面研究。结构依靠监控数据网和互联网完成串联，将变电站视频及环境监控平台、站端处理单元（Remote Processing Unit，RPU）、通信电源囊括其中。站端处理单元是核心模块，是实现集成应用的关键。

（1）变电站视频及环境监控平台主要完成监控的全面管理，构建监控工作站、交换机、通信服务器、防火墙以及网络摄像机于一体的监控平台，能够实现变电站的综合运行管控。

（2）远程测控终端（Remote Terminal Unit，RTU）是中间设备，利用接口协议与整个监控系统形成串联和集成。其应用完美解决了主站与平台的互联互换问题，实现了各位置网络摄像机的统一管理，建立统一协议封装后接入子系统。另外，RTU还集成站端视频处理单元（Remote Video Unit，RVU）和远程控制单元（Remote Control Unit，RCU）等，能够发送实时控制指令，实现系统的综合运行管控[1]。

（3）通信电源模块是通信系统的关键，为通信系统提供核心电力。现代电网运行背景下，电网运行对通信功能的需求量非常大，给通信电源造成压力，经常出现电路中断和系统瘫痪等现象，严重影响电力系统的工作运行。因此，针对此种情况，需要构建通信电源监控模块，并与视频及环境监控形成一体化集成，方便整个变电站监控运行管理，继而发现问题，找寻问题，实施全面的变电站运行监控管理。

2 通信电源监控一体化集成方法理论研究

一般情况下，通信电源监控模块需要获取的数据多达数十种，同时变电站视频及环境监控系统的数据整合数量多且复杂，因此系统之间的集成方法研究极为困难。本文在研究某电网监控系统后提出基于RPU的通信电源模块的集成方法，在通信电源中应用RPU，能够将电源监控系统的监测数据集成于环境设备，包括将遥信数据和遥测数据分别虚拟化到遥信和遥测设备中，并将数据上报于资源列表。系统设备应用之后，能够实时读取监控数据，并且将采集到的通信电源监控数据传输到系统上，储存于RPU。历史数据采集后可以在RPU中根据实际情况设计一般告警和严重告警2个级别的预警阈值。RPU设定联动策略，摄像机转到预置点，实施联动报警。此时，预警阈值就是通信电源故障的预警[2]。

3 通信电源监控一体化集成方法实践

按照上述理论思路将通信电源与视频及环境监控系统集成一体化，主要包括确定监控内容、系统集成结构设计以及系统执行流程。

3.1 监控内容分析

按照理论分析可知，监控内容按照数据分类主要包括通信电源的遥测数据和遥信数据，具体如表1和表2所示。

表1 监控遥测数据情况

表2 监控遥信数据情况

3.2 系统集成结构设计

根据集成理论方法研究，设计的通信电源监控系统集成结构主要包括系统统一平台、RTU模块、前端监控模块。

（1）集成通信电源监控系统集成模块将与视频及环境监控系统构建统一管理平台，实现统一管理，优化电力系统监控效果，保证监控达到最佳质量。集成控制模块应用电网控制协议（Power Grid Control Protocol，PGCP)[3]。

（2）RPU模块建立以PGCP模块、虚拟通信设备、虚拟遥测设备三者交互为核心，从而实现数据储存管理。

（3）前端监控模块设计多个监控器，能够实施全面的监控管理。整个监控模块设计中，按照《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统第3部分：前端智能设备协议》（YD/T 1363.3—2005）、《循环式远动规约》（DL 451—1991）和《远动设备及系统 第5-104部分：传输规约 采用标准传输协议子集的IEC 60870-5-101网络访问》（DL/T 634.5104—2002）3种规范，为实现监控数据通信共享，采用Modbus协议将监控模块串联。

3.3 系统执行流程

通信电源监控一体化集成后，集成应用流程也需要重新规划。本次研究重新设计系统初始化、系统启动、系统运行等流程。

系统初始化过程中，基本设计为3个步骤，完成RPU初始化操作，流程如图1所示。

图1 系统初始化基本操作流程

系统启动执行程序需要先完善文件配置，驱动注册程序。RPU在系统启动文件后，在所有配置文件中对信息列表进行读取，并且对每个数据进行遥测，确认遥信量和遥测量。遥信设备统一设置编码，实现遥测系统的全面管理管控，保证执行程序设计应用达到最佳效果。RPU采用主动模式是启动平台的关键。启动时，RPU开始向平台提出注册申请，将处于虚拟状态的环境量设备列表推送给平台，平台开始显示登录模式。登陆者在平台上输入登录验证密码，RPU也开始将环境量列表返回平台，平台与RPU形成联合工作[4]。

系统运行主要是遥信数据处理过程和遥测数据处理过程。遥信数据处理过程为读取遥信数据→读取是否成功→设置虚拟遥信设备当前值→是否第一次→通信状态是变化→向平台发送报警信息保存遥信状态→间隔实践→连续读取→结束连接请求等。遥测数据处理过程与遥信数据处理过程保持一致。系统运行过程中，按照主要流程完成各项工作，实现系统的启动和操作，确保系统运行达到最佳效果。

4 通信电源监控一体化集成方法实践应用总结

通信电源监控一体化集成方法应用非常关键，对于整个电力系统发展具有非常重要的意义。而实际上，通信电源监控一体化集成方法在应用之后，能够实现电源监控一体化集成管理，优化了工程方式，也有利于整个电力系统的发展。本次研究将设计的电源监控一体化集成方法应用于某电源视频及环境监控系统。

4.1 工程应用

在实践应用中，RPU应用过程需要屏蔽环境量设备的干扰，包括水浸、温度、湿度以及通信电源等，实现RPU透明，并且应用无缝接触方式将RPU应用于平台。在使用方面，通信电源模块集成设计并未改变整个系统外观，未增加多余设备，使设计的系统应用更加方便和节能。设计的集成系统根本无须进行其他操作，平台是2个集成模块的公用平台，能够实现集中化管理，系统应用效率也有所提高[5]。

4.2 具体应用特点展现

RPU集成方法应用之后，通信电源监控一体化集成方法应用展现了独特的功能特点。第一，集成方法具有兼容性，能够兼容多种类型、多种厂家的电源监控模块。第二，通信电源监控工作开展的过程中需要对遥信和遥测数据进行虚拟。因此，平台在进行监测和数据储存的过程中不需要对数据进行再次特殊处理，平台监控通信电源管理模块也无须重新设计流程，继而形成无缝集成。第三，发生异常情况时，在极短的时间内，平台就能收到报警数据，极大地提高了故障的响应速度[6]。第四，用户在应用过程中，可以实施环境量数据管理，操作通信电源监测管理，学习比较新的技术，降低使用难度。

5 结 论

通信电源监控一体化集成方法主要依靠RPU应用，在应用中能够逐渐完善信息，完成通信电源监控综合管理。经过实践验证，该方法具有兼容性、使用方便等多种优势，能够对通信电源监控一体化集成方法的应用研究提供帮助。