專利名稱：基于iec61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力監(jiān)控領(lǐng)域，涉及一種用于電力機(jī)房的監(jiān)控系統(tǒng)，特別是為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化而設(shè)計(jì)的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電力機(jī)房在國家電網(wǎng)中的地位日益重要，國家電網(wǎng)開始對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房、監(jiān)控中心自動(dòng)化機(jī)房的各運(yùn)行系統(tǒng)工況、機(jī)房環(huán)境、動(dòng)力、消防等情況進(jìn)行信息采集、分析、報(bào)警。用于幫助運(yùn)行值班人員對系統(tǒng)的告警進(jìn)行自動(dòng)分析，并以聲光、短信方式提示自動(dòng)化維護(hù)人員及時(shí)處理缺陷，提高調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行水平，保障電網(wǎng)正常運(yùn)行，減輕自動(dòng)化運(yùn)行值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度有重要意義。目前國家為了適應(yīng)未來電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，提出了在通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中遵循的新標(biāo)準(zhǔn)-IEC61850通訊協(xié)議，以滿足全新的電網(wǎng)發(fā)展的需求，隨之而來的是新型的基于IEC61850通訊協(xié)議的智能化模塊的產(chǎn)生以及應(yīng)用，但是目前沒有相關(guān)的技術(shù)對電力機(jī)房實(shí)現(xiàn)基于IEC61850通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)監(jiān)控，這就導(dǎo)致了無法滿足現(xiàn)今電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，以上的問題給電網(wǎng)監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展帶來了極大的挑戰(zhàn)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)引起的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)無法滿足電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，利用在電路系統(tǒng)中增加通訊處理單元以及符合智能電網(wǎng)規(guī)范IEC61850通訊的智能化模塊的方法，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)目的采用的技術(shù)方案是，基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)中包括有系統(tǒng)主控單元，帶有數(shù)據(jù)管理程序和海量存儲(chǔ)單元的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，電力機(jī)房單元和系統(tǒng)主控單元借助網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，每個(gè)電力機(jī)房單元所屬的分系統(tǒng)中包括數(shù)據(jù)采集接口單元、音、視頻監(jiān)控單元，電力機(jī)房單元的分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中還包括帶有配套管理軟件的通訊處理單元，符合智能電網(wǎng)規(guī)范的基于IEC61850通訊的智能電力機(jī)房用的智能化模塊；數(shù)據(jù)采集接口單元將采集到的下屬電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息、智能化模塊運(yùn)行狀態(tài)信息分別送至通訊處理單元，再借助網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送至系統(tǒng)主控單元，系統(tǒng)主控單元借助網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將對電力機(jī)房單元的監(jiān)控指令發(fā)送到通訊處理單元形成雙向信息通道。通過在系統(tǒng)中增加通訊處理單元，實(shí)現(xiàn)了將符合智能電網(wǎng)規(guī)范IEC61850通訊的智能化模塊的接入，通訊處理單元將數(shù)據(jù)采集單元以及智能化模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息處理后，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送給系統(tǒng)主控單元。本實(shí)用新型的有益效果是，借助增設(shè)的通訊處理單元以及符合智能電網(wǎng)規(guī)范 IEC61850通訊的智能化模塊，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展需求，符合了智能電網(wǎng)的發(fā)展；通訊處理單元為電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)基于IEC61850通訊提供了完善的接口，并通過了四級電容兼容檢測，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性與模塊化。
圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型中通訊處理單元的電路框圖。1是系統(tǒng)主控單元，2是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，3是數(shù)據(jù)采集接口單元，4是通訊處理單元， 4-1是電源供給電路，4-2A、4-2B是網(wǎng)絡(luò)接口電路，4-3是串行接口電路，5是智能化模塊，6 是音、視頻監(jiān)控單元，7-1、7-2……7-N是電力機(jī)房單元，虛線代表網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)線代表串行連接。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施方式
參看附圖，基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)中包括有系統(tǒng)主控單元 1，帶有數(shù)據(jù)管理程序和海量存儲(chǔ)單元的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2，電力機(jī)房單元7-1、7-2……7-N和系統(tǒng)主控單元1借助網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2上，每個(gè)電力機(jī)房單元7-1、7-2……7-N所屬的分系統(tǒng)中包括數(shù)據(jù)采集接口單元3、音、視頻監(jiān)控單元6，電力機(jī)房單元7-1、7-2…… 7-N的分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中還包括帶有配套管理軟件的通訊處理單元4，符合智能電網(wǎng)規(guī)范的基于IEC61850通訊的智能電力機(jī)房用的智能化模塊5 ；數(shù)據(jù)采集接口單元3將采集到的下屬電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息、智能化模塊5運(yùn)行狀態(tài)信息分別送至通訊處理單元4，再借助網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2發(fā)送至系統(tǒng)主控單元1，系統(tǒng)主控單元1借助網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2將對電力機(jī)房單元7-1、7-2……7-N的監(jiān)控指令發(fā)送到通訊處理單元4形成雙向信息通道，N是大于2的正整數(shù)。所述的通訊處理單元4的電路結(jié)構(gòu)中包括電源供給電路4-1、配有信息管理軟件和緩存器的中央處理器CPU、與網(wǎng)絡(luò)適配的接口電路4-2A、4-2B、以及與數(shù)據(jù)采集接口單元 3連接的一組串行接口電路4-3，以上所有電路借助數(shù)據(jù)總線與中央處理器CPU串行連接， 網(wǎng)絡(luò)接口電路4-2B與智能化模塊5進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)接口電路4-2A與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，串行接口電路4-3與數(shù)據(jù)采集接口電路3進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。所述的電源供給電路4-1包括交流電源電路和直流電源電路，借助與中央處理器 CPU發(fā)送控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對電源供給電路4-1中交流電源電路和直流電源電路之間的切換使用，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。所述的串行接口電路4-3的類型是RS232接口電路、或RS485接口電路、或CS電流環(huán)電路，根據(jù)數(shù)據(jù)采集接口單元3，所需接口類型的不同能任意的更換。本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述的中央處理器CPU的型號(hào)是Vortex86。本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述的數(shù)據(jù)總線是PC104總線。以上電力機(jī)房單元的分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集接口單元3中包括動(dòng)力監(jiān)測模塊， UPS電池監(jiān)測模塊，溫/濕度監(jiān)測模塊，漏水監(jiān)測模塊，空調(diào)監(jiān)控模塊，消防監(jiān)測模塊，開關(guān)量監(jiān)測模塊，門禁監(jiān)測模塊，實(shí)現(xiàn)對電力機(jī)房單元中的各種工作狀態(tài)信息實(shí)現(xiàn)采集，進(jìn)行監(jiān)控。本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述的智能化模塊5中包括有互感器、測控裝置、故障濾波設(shè)備。[0019]本實(shí)用新型的通訊處理單元采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，多任務(wù)、模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)在開放性、擴(kuò)展性、安全性等方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。系統(tǒng)遵循IEC61970CIM規(guī)范的電網(wǎng)模型，并提供遵循CIS標(biāo)準(zhǔn)的API接口和基于 SVG的圖形交換，實(shí)現(xiàn)遵循相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的第三方軟件的即插即用，便于系統(tǒng)的功能擴(kuò)展和更大范圍的信息集成。通過符合IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)接口的方式，可方便支持與第三方獨(dú)立系統(tǒng)的集成，也支持第三方應(yīng)用集成到本系統(tǒng)內(nèi)，同時(shí)作用于系統(tǒng)內(nèi)各內(nèi)部組件的集成，從而將各種組件有機(jī)地集成到一起構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)遵循標(biāo)準(zhǔn)接口方式，有利于系統(tǒng)內(nèi)部功能模塊化，系統(tǒng)功能如搭積木方式組建在一起，有利于系統(tǒng)功能的裁剪和擴(kuò)展。系統(tǒng)具有TOB信息發(fā)布功能，通過CORBA組件技術(shù)搭建分布式數(shù)據(jù)總線，并采用 SVG圖形方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的圖形化展示，并方便與其它系統(tǒng)通過SVG圖形交換方式進(jìn)行互通。WEB信息發(fā)布系統(tǒng)符合電網(wǎng)二次安全防護(hù)的要求，在安全I(xiàn)區(qū)與安全I(xiàn)II區(qū)之間布置正向物理隔離裝置，用于從內(nèi)向外的通訊，傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、圖形文件、報(bào)警信息 等。系統(tǒng)不僅能夠?qū)﹄娏C(jī)房的動(dòng)力、環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且系統(tǒng)采用了標(biāo)準(zhǔn)的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)作為傳輸規(guī)約，通過擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)控主站系統(tǒng)各應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行工況、關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，能對系統(tǒng)各種異常和故障情況的判別與報(bào)警，能對歷史信息、報(bào)警記錄應(yīng)能方便地存儲(chǔ)與檢索。本系統(tǒng)促進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化管理，加強(qiáng)調(diào)度安全保障體系和內(nèi)部安全監(jiān)督體系的建設(shè)，實(shí)施安全生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制，強(qiáng)化全面、全員、全過程、全方位監(jiān)督與管理，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的 “可控、能控、在控”。本實(shí)用新型的工作原理是，通訊處理單元4通過串行接口電路4-3中的RS485接口電路、RS232接口電路，借助數(shù)據(jù)采集單元采集電力機(jī)房的相關(guān)信息，以及借助網(wǎng)絡(luò)接口 4-2B與其它的符合智能電網(wǎng)規(guī)范IEC61850通訊的智能化模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，將采集到的數(shù)據(jù)借助網(wǎng)絡(luò)接口 4-2A采用IEClOl或IEC104規(guī)約經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2上報(bào)給系統(tǒng)主控單元1，音、視頻部分則通過傳統(tǒng)的方式進(jìn)行視頻和音頻的采集、傳送與接收。
權(quán)利要求1.基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)中包括有系統(tǒng)主控單元(1)，帶有數(shù)據(jù)管理程序和海量存儲(chǔ)單元的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器O)，電力機(jī)房單元(7-1、7-2……7-N)和系統(tǒng)主控單元⑴借助網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器⑵上，每個(gè)電力機(jī)房單元(7-1、7-2……7-N)所屬的分系統(tǒng)中包括數(shù)據(jù)采集接口單元(3)、音、視頻監(jiān)控單元(6)，其特征在于電力機(jī)房單元 (7-1,7-2……7-N)的分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中還包括帶有配套管理軟件的通訊處理單元G)，符合智能電網(wǎng)規(guī)范的基于IEC61850通訊的智能電力機(jī)房用的智能化模塊(5)；數(shù)據(jù)采集接口單元 (3)將采集到的下屬電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息、智能化模塊( 運(yùn)行狀態(tài)信息分別送至通訊處理單元G)，再借助網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(2)發(fā)送至系統(tǒng)主控單元(1)，系統(tǒng)主控單元(1)借助網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(2)將對電力機(jī)房單元(7-1、7-2……7-N)的監(jiān)控指令發(fā)送到通訊處理單元(4)形成雙向信息通道，N是大于2的正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的通訊處理單元(4)的電路結(jié)構(gòu)中包括電源供給電路G-1)、配有信息管理軟件和緩存器的中央處理器(CPU)、與網(wǎng)絡(luò)適配的接口電路G-2A、4-2B)、以及與數(shù)據(jù)采集接口單元(3) 連接的一組串行接口電路G-3)，以上所有電路借助數(shù)據(jù)總線與中央處理器(CPU)串行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的電源供給電路(4-1)包括交流電源電路和直流電源電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的串行接口電路G-3)的類型是RS232接口電路、或RS485接口電路、或CS電流環(huán)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的中央處理器(CPU)的型號(hào)是Vortex86。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)總線是PC104總線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于電力機(jī)房單元的分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集接口單元⑶中包括動(dòng)力監(jiān)測模塊，UPS電池監(jiān)測模塊， 溫/濕度監(jiān)測模塊，漏水監(jiān)測模塊，空調(diào)監(jiān)控模塊，消防監(jiān)測模塊，開關(guān)量監(jiān)測模塊，門禁監(jiān)測模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的智能化模塊(5)中包括有互感器、測控裝置、故障濾波設(shè)備。
專利摘要基于IEC61850通訊的電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)引起的無法滿足電力機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的不足，采用的技術(shù)方案是，結(jié)構(gòu)中包括有系統(tǒng)主控單元，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，電力機(jī)房單元，每個(gè)電力機(jī)房單元分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中包括數(shù)據(jù)采集接口單元、音、視頻監(jiān)控單元，結(jié)構(gòu)中還包括帶有通訊處理單元，智能化模塊；數(shù)據(jù)采集接口單元將采集到的信息、智能化模塊的信息分別送至通訊處理單元，再發(fā)送至系統(tǒng)主控單元，系統(tǒng)主控單元將監(jiān)控指令發(fā)送到通訊處理單元。本實(shí)用新型的有益效果是借助增設(shè)的通訊處理單元以及智能化模塊，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的需求，通訊處理單元為電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)基于IEC61850通訊提供了完善的接口，并通過了四級電容兼容檢測，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性與模塊化。
文檔編號(hào)H04L29/08GK201956747SQ20102060857
公開日2011年8月31日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者于振江, 馮義, 劉彩坤, 劉暢, 屈愛艷, 徐華民, 李春海, 梁曉尊, 謝雷, 趙琦, 韓勝峰 申請人:石家莊科林自動(dòng)化有限公司, 邢臺(tái)供電公司