变电站通信电源综合监控系统

占永红

（国网安徽省电力有限公司安庆供电公司，安庆 246003）

目前，计算机及通信设备都在向智能化方向发展，具有良好的网络管理系统，在数据中心都能监视甚至监控到各个站点的设备运行状态，可以及时发现并解决设备出现问题。但是这些设备的供电系统及运行环境孤立运行，无法在中心站对其进行监视。从通信及计算机系统的运行分析中发现，设备供电系统及运行环境已经成为制约通信及计算机网络安全运行的关键因素，因此对供电系统运行及环境进行实时集中的监控尤为重要。

1 系统建设

变电站通信电源监控系统是指通过对分布在各变电站通信机房内的通信电源设备包括高频开关电源、直流电源、直变电源、逆变电源等，进行运行数据及状态采集，并将数据上传到中心监控平台。在通信电源监控系统中，运维值班人员可根据实际需要设定对监测电压、电流、功率等数据的正常值范围，当监测数据值超出或低于正常值范围，系统会发出报警信号，提醒运维值班人员，采取及时必要的处理措施。

图1 系统整体架构图图

图2 变电站通信电源设备监测网络示意图

1.1 前置采集层

前置采集层集成了各类设备的通讯采集协议，主要进行实时数据的采集与处理，电源设备和环境传感器通过智能数据接口（RS232、RS485、RS422）或者增加采集传感设备接入前置采集系统，实现设备运行正常状态监测、异常状态预测、在线智能故障诊断等功能。

其主要功能如下：

1.1.1 通信电源监测

实时监测高频开关电源、直变电源等输入、整流、逆变、输出各个模块的实时运行参数，包括对输入电压、输出电压、母排电压、电池电压、电流、频率、温度、充放电状态、模块输出电源、模块状态、欠压过压、过流、接地状态等各类实时数据和状态，通过系统监控客户端实时查看实时的配电参数，显示相应配电参数的曲线图并可查询相关的历史记录（列表、曲线）。当出现相应的报警时，系统会根据设定的报警级别及职责权限划分情况将报警信息通过电话语音、短信通知等方式告知相应的管理人员，以便其及时做出处理。

1.2 中间件服务层

中间件技术是解决分布异构问题的一种主要手段。中间件位于应用系统与应用系统之间，提供相互之间的通信服务。这些服务具有特定的程序接口和协议，针对特殊的应用环境，提供符合要求的通信接口和数据规范格式。

1.2.1 实时数据库

图3 实时库功能示意图

图4 系统平台架构图

实时数据库是汇聚整个通信电源监控系统实时数据和告警的基础平台，前置采集单元将实时采集的通信电源实时数据实时上传到实时数据库，中心监控系统平台将实时数据库中的有效数据及时准确转化成有效业务数据呈现给运维值班管理人员，使得监控系统中各个环节有效衔接，构建一致、安全、完整的数据环境，是整个监控系统各环节之间信息沟通的桥梁。

由于项目设计的采集点比较多，为提高系统整体性能，确保数据的实时性、准确性、完整性，因此选择实时数据库作为系统核心数据库。

1.3 通信电源综合监控系统

系统软件平台分布式部署安装，由管理服务器、前置服务器、语音短信报警模块等构成。前置服务器可分区域管理独立监控。各区域配置短信报警模块对本区域的各类报警进行管理，按照设定的策略下发给指定的管理员。系统支持办公网电脑的Web浏览器登录访问系统。

系统对分布在各变电站的高频开关电源、直流电源等通信电源设备进行遥测、遥信数据的采集，实时监测通信设备供电系统的运行状态，实时上传、存储通信电源设备运行数据，及时发现故障，并作必要的遥控、遥调操作，适时通知人员处理；提高了通信电源供电系统的可靠性和稳定性，实现了对变电站通信设备稳定运行的远程监控和无人值守，为变电站通信系统管理自动化、运行智能化和决策科学化提供有力支撑。

1.3.1 报警管理

（1）系统对实时采集到的通信电源数据与数据库中设定的阈值、越限值进行比较，当高于或低于限值的系统发生告警信息，及时通过多种方式通知管理人员。

（2）系统内的告警信息按等级划分成严重告警、一般告警、自定义告警等，用户可根据实际需要对系统内的某一类告警进行统一划分。

（3）告警信息查询检索：中心软件平台提供对过往不同变电站、不同通信电源设备各类告警信息的统一查询检索，方便事后回溯查找问题。

（4）通道设备状态报警：当主站中心与变电站通信主机或通信电源设备通信异常时，会产生通道、设备通信异常告警提醒管理人员。1.3.2 集中管理平台

（1）集中管理服务器可通过TCP/IP网络对变电站、机房通信网电源的嵌入式服务器的集中管理，实时接收由本地嵌入式服务器传来的监控数据和报警信息，并可进行集中的数据二次处理、系统联动、远程控制、告警过滤（通过策略，优化关联服务同时发出告警信息，仅针对根源故障服务告警，避免告警信息阻塞）、远程集中报警、机房运行状况报表（可按机房区域、服务种类、告警信息级别等自定义，按每日、每周、每月生成机房运行状况报表）等功能。

（2）NTP网络时钟同步，用于同步网络内多台监控主机的系统时钟。一台监控主机作为服务器提供标准时钟，其它主机作为客户端。

2 系统意义及经济效益

通信电源监控系统的建设实现了对变电站通信电源系统的实时远程监控和管理，提高对通信设备供电的稳定性、可靠性，为管理自动化、运行智能化和决策科学化提供有力的技术支持。减少运维人员运维工作量，准确及时发现通信电源设备运行的异常情况。有效提高管理运维水平，达到对通信电源设备少人、无人值守，提高运维效率，降低运维成本。

从主站中心到站端前置等一整套及高实时性、高可靠性、高开发性，易维护易操作于一体的现代化通信电源综合监控系统，主要有以下几点意义：

（1）提升变电站通信电源设备管理水平和运行稳定性。

（2）提升变电站通信电源设备管理科学化、智能化、自动化水平。

（3）实现对变电站通信电源设备的少人、无人运维值守。

从经济效益角度分析，通信电源监控系统主要有以下几点意义：

（1）提高通信电源供电质量，使供电系统有更高的可靠性和经济性。有效保障变电站各传输设备正常工作，进而保障整个变电站的一次、二次设备网络通道正常。

（2）运维班组人员可直接远程查看各个变电站通信电源设备的运行状况，达到无人值守目的，减少人工成本。

（3）运维管理人员可通过通信电源监控系统提供的数据及告警信息针对性的进行通信电源及通信设备维护检修工作，减少进站工作次数提高工作效率，减少车辆使用、本品库存的数量大大降低运维费用成本。