電力通信網(wǎng)無人值守的監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

如今的電力通信網(wǎng)以同步數(shù)字傳輸技術(shù)（SDH）為基礎(chǔ)，以E1/2Mbit/s線路傳輸方式組網(wǎng)架構(gòu)，承載多種電力系統(tǒng)的綜合業(yè)務(wù)，如繼電保護(hù)信號、遠(yuǎn)動信號的傳輸，調(diào)度電話、日常電話的正常使用，光穿透業(yè)務(wù)等。通信業(yè)務(wù)在電力網(wǎng)中的作用越來越明顯，但是由于通信專業(yè)人員短缺，并且要做到被監(jiān)控局站的無人值守，因此引入監(jiān)控系統(tǒng)是勢在必行。

一個合格的監(jiān)控系統(tǒng)必須應(yīng)能達(dá)到以下幾點要求：必須形成至少涵蓋本地網(wǎng)規(guī)模的多級監(jiān)控網(wǎng)，具備較強的擴容能力；必須達(dá)到實時監(jiān)控的響應(yīng)時間，并實現(xiàn)系統(tǒng)性能與系統(tǒng)規(guī)模的無關(guān)性；監(jiān)控的軟硬件體系必須穩(wěn)定可靠；必須能將各種不同類型的傳統(tǒng)設(shè)備和智能型設(shè)備完整的納入監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)硬件具備升級兼容性；系統(tǒng)軟件具備在線擴容、設(shè)置更新的能力；可以靈活的擴展圖像監(jiān)控的功能，并實現(xiàn)告警聯(lián)動。

按照監(jiān)控對象的不同，可以把監(jiān)控對象分成三類，即按用途分類，按性能分類，按電特性分類。

按用途分類

可分為通信動力系統(tǒng)監(jiān)控和環(huán)境系統(tǒng)監(jiān)控兩大類，其中通信動力系統(tǒng)包括高壓配電、低壓配電、交流穩(wěn)壓器、UPS、整流器和蓄電池組等動力設(shè)備，環(huán)境系統(tǒng)包括機房用空調(diào)、門禁、溫濕度、紅外、煙霧、水浸等環(huán)境量。在各局站無人值守的情況下，還配有靜態(tài)或動態(tài)圖像監(jiān)控，在中心實時監(jiān)視現(xiàn)場的情況。通過對動力設(shè)備和環(huán)境合理布置監(jiān)測點，就能準(zhǔn)確將設(shè)備運行狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)集中反映到監(jiān)控中心

按性能分類

按被采集設(shè)備的性能可分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備。智能設(shè)備只設(shè)備本身帶有一定數(shù)量的傳感器、變送器，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理能力，并帶有智能接口，可直接與后臺進(jìn)行通信。非智能設(shè)備本身不具備數(shù)據(jù)采集和處理能力，無智能接口。對于是能設(shè)備，可通過其智能設(shè)備協(xié)議（包括智能設(shè)備通信協(xié)議、數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)、包的內(nèi)容及接口方式）直接進(jìn)行通信，納入監(jiān)控系統(tǒng)。對于非智能設(shè)備則需通過采集器采集數(shù)據(jù)再接入監(jiān)控系統(tǒng)。

按電特性分類

（1）按電量分

監(jiān)控對象可分為非電量和電量，對于非電對象（如溫濕度），應(yīng)通過傳感器把非電量變成電量后接入數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對于電量（如電壓電流）則通過變送器把其變換成適合采集器要求的輸入信號范圍后接入數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

（2）按信號性質(zhì)分

監(jiān)控對象按信號的性質(zhì)可分為模擬量和數(shù)字量。模擬量是指那些隨時間連續(xù)變化的量（如交流電壓、交流電流等），對這些量的測量，需采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬量變成數(shù)字量后才能適宜單片機采集，而數(shù)字量是指那些僅有0和1兩種狀態(tài)的量，這樣的量單片機可直接測量。

在實際應(yīng)用中，一般只選擇四種有代表性的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，即

AI：模擬輸入信號參量（遙測量）

AO：模擬輸出信號參量（遙調(diào)量）

DI：數(shù)字輸入信號參量（遙信量）

DO：數(shù)字輸出信號參量（遙控量）

下表列出了通信機房常用的幾種監(jiān)控量

從系統(tǒng)規(guī)模來看，電力通信網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)需要有較大的監(jiān)控規(guī)模，需要能涵蓋整個本地網(wǎng)，監(jiān)控對象的數(shù)量多，類型復(fù)雜；從結(jié)構(gòu)來看，監(jiān)控系統(tǒng)屬廣域網(wǎng)范疇，規(guī)模大、數(shù)據(jù)量多，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與一般的小規(guī)模普通局域網(wǎng)類設(shè)計出發(fā)點完全不同。其合理的架構(gòu)就是分布式廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合通信行業(yè)階層試管理體制的模式，動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上應(yīng)該采用樹型階層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，組建一個樹型階層式的類Intranet廣域網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，簡單示意如下：

( 電力網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)）

動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)樹型階層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其主要數(shù)據(jù)處理層應(yīng)該是分布在監(jiān)控中心，由該層的處理總機構(gòu)成整個監(jiān)控廣域網(wǎng)的分布式計算機系統(tǒng)。主監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)動態(tài)路由的建立，統(tǒng)一邏輯數(shù)據(jù)庫與物力分布數(shù)據(jù)庫的對應(yīng)，以及應(yīng)用層人機界面的接入。其優(yōu)點也是顯而易見的：

（1）系統(tǒng)具有良好的實時性，便于集中控制；

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次簡單，所有短劇數(shù)據(jù)直達(dá)本地網(wǎng)監(jiān)控中心，簡化了通信環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠性；

（3）只有一個集中監(jiān)控中心，避免了由于多級監(jiān)控中心同時操作同一個監(jiān)控對象而引起的混亂；

（4）削減了監(jiān)控站的建設(shè)開銷，減少了傳輸設(shè)備的投資，在提高系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，減低了系統(tǒng)價格。

（5）擁有很好的擴容性，結(jié)合分布式結(jié)構(gòu)的并發(fā)特性，整個系統(tǒng)可在保證性能的前提下擴容到很大的規(guī)模。

在動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中，傳輸方式是一個可以獨立于系統(tǒng)其他技術(shù)的技術(shù)。由于監(jiān)控廠商本身不提供傳輸條件，因此監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸必須依賴于我們電力通信網(wǎng)已有的傳輸條件，也就是說要采用E1接入設(shè)備的2M組網(wǎng)方式。采用這種組網(wǎng)架構(gòu)時，各基站通過E1/2Mbit/s線路中時隙傳輸，各個局站間通過完整的E1/2Mbit/s線路將監(jiān)控數(shù)據(jù)介入?yún)^(qū)域監(jiān)控中心。通過完整的E1/2Mbit/s線路還可實現(xiàn)動力與影像信息的傳輸。因為實時圖像對于帶寬的要求比較高，模擬圖像數(shù)字化之后大約有100M，經(jīng)壓縮后可達(dá)到384K-2M之間。采用2M組網(wǎng)圖像效果比較好，傳輸可靠。