電力系統通信網是電力系統調度自動化和企業管理現代化的重要組成部分。它由許多網絡環節組成,如傳輸網、交換網、用戶終端等。每個網絡環節又包括許多網元設備,主要有微波、載波、光纖、擴頻、交換機、調度機等。設備分布在不同的地方,如省中調、地調、各發電廠、變電站等。220 kV及以下變電所正趨向綜合自動化、無人值守站發展,而且網內設備品種繁多,不同設備有不同管理系統。
隨著電網的擴大,計算機網絡及通信技術的發展,電力系統信息量的不斷增加,電力系統通信網也在不斷擴大。為了確保系統可靠運行,實時監測通信網絡、各運行站、通信設備的運行狀態,并迅速、準確地將各種信息和有關數據傳送到管理中心,實現遠程遙測和控制,對通信網的故障進行管理,縮短維護停運時間,有必要建立通信網綜合監控系統,實施對通信網的綜合管理。
[b]1系統概述
[/b] 通信網綜合監控系統監視各種運行的通信設備,具有對通信設備、電源、空調、機房環境及電源等輔助設備進行監測或控制等功能;對于已有監控系統的設備,可通過標準通信口,接入通信網綜合監控系統,實現同步監視和控制。
1.1系統結構
系統由中心站、分站組成。中心站一般設在地區級調度所,分站設在各變電站。
1.1.1中心站
中心站的基本結構為前置通信機+后臺服務器+工作站,宜采用總線型以太網。前置通信機和后臺服務器均可配置雙機熱備份,工作站的數量可根據需要任意配置,并能支持遠程工作站。該系統可靠性高,速度快、實時性好,可擴展實現數據共享。如果系統容量較小,中心站可由一臺主機來完成全部功能。中心站基本結構見圖1。
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1.1.2分站
分站系統主要設備由RTU和各機載單元組成。采用1臺RTU作為匯接機,管理多個數據采集單元(稱為機載單元)。機載單元是把反映通信設備運行狀態的各種模擬量、狀態量以及反映機房設備和環境的參量,按照通信的技術要求,轉換成可與計算機直接接口的模擬信號或數字信號的前置交換裝置。RTU與各機載單元之間采用總線結構。對于站內智能設備,可通過規約轉換器接入RTU?;窘Y構見圖2。
1.2系統功能
通信監控系統應能完成對通信設備、電源、空調等設備的監視與控制,對機房環境進行監測等任務。
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1.2.1遙測功能
a. 模擬量:采集各種通信設備、通信電源及通信機房的主要電平、電壓、溫度、濕度等信號。
b. 狀態量:采集各種通信設備、通信電源的告警信號及機房煙霧、開關狀態等告警信號。
1.2.2遙控功能
a. 對通信電路、站內通信設備及風機、空調、主備電源等輔助設備,監測系統主備通道,監測設備本身,端站圖象監測系統的啟閉等進行遙控操作。如遙控載波800 Hz信號的投切,模擬摘機等。
b. 提供圖象化遙控界面,將同一端站或同一方向的遙控量放在同一界面,便于直觀地對多個量進行遙控操作和確認。
1.2.3智能設備接入功能
a. 具有接入已知通信規約并自帶外部訪問接口的智能設備的功能(如微波、光纖設備、PCM終端設備等)。
b. 對于沒有提供通信規約、但具有終端接入功能的智能設備,可按終端方式接入系統。
c. 對于不帶監控系統的智能設備采用直采方式接入。
1.2.4告警處理功能
優先、實時接收和處理被監測設備狀態量、模擬量,監測系統本身故障的告警數據,并根據告警級別的優先級,實時發出聲、光、圖告警顯示。
1.2.5管理功能
a. 根據系統實時獲取的監測數據和網絡拓撲結構,自動判斷電路故障區段、原因或提示可能性,提供給通信調度。
b. 提供繪制各種電路系統圖的環境和手段,建立通信資源管理庫(如光纖、微波線路資源、載波通道頻譜資源等)、通信設備檔案資料庫等,對設備進行有效管理,為管理技術人員提供編制各種電路管理表格的條件。
1.2.6顯示及打印功能
a. 應具有各種圖、表、數據的畫面顯示功能(如地理分布圖、網絡圖、機房設備、設備參數、系統配置、事件顯示、系統狀態、曲線、趨勢圖等畫面)。
b. 應具有對各種報表(如日報表、月報表、年報表等)的定時和隨機打印功能。
c. 隨機打印各種異常、告警、操作記錄等。
1.2.7軟件功能
a. 軟件具有自動恢復功能,有數據安全性保障措施,靜態數據庫雙備份。
b. 具有完整的界面生成工具和報表生成工具。
c. 具有在線升級的能力。
1.2.8數據傳輸功能
a. 可與上下級監控系統數據進行交換。
b. 可與其它管理網絡及各種RTU進行通信。
2系統設計原則
a. 電力系統通信網監控系統應符合《電力通信網監測系統技術規范》、《電力通信網監控系統數據采集層傳輸規約》、《電力通信網監測系統計算機數據通信應用層協議》以及相關的國際、國家標準。
b. 應根據通信網現狀以及規劃情況進行綜合監控系統的設計,避免重復投資和浪費。
c. 設備選型時應盡量考慮其技術的先進性,以適應系統發展的需要。
d. 系統軟件應考慮其通用性和可升級性。
e. 為了提高系統的可靠性,系統的重要部件應為熱備份方式(如前置機、服務器等)。
系統示意圖見圖3。
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3系統應用
河北南部電網各地區220 kV及以下變電所內通信站目前基本上都已不設值班人員,如何解決對通信設備的遠程維護管理,確保系統的正常運行,使系統由局部管理變為全網管理,由人工監控變為自動監控,已成為當前通信網建設的重要內容。盡快建設地區級電力通信網綜合監控系統,中心站設在地調。配置前置機、服務器、調制解調器、工作站等,前置機、服務器設雙機熱備份,分站設在變電所的通信機房內;配置RTU、PC機、調制解調器等,實現對電力線載波機、微波設備、光傳輸設備、PCM終端設備、電源、空調設備、機房環境等的遠程監控管理。各種通信設備所需的監控信息通過配置不同的機載單元或規約轉換器接入監控系統,實現如1.2節所述的各項監控功能。
上述系統配置可根據通信站的增加逐步擴充,站內端口的配置可按通信站內通信設備的類型、數量進行調整。