一种变电站通信电源监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信电源监控领域，尤其涉及一种变电站通信电源监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，电网调度自动化已经非常成熟完善，越来越多的变电站实现了无人值守。但人员撤离后，变电站的安全运行变得异常重要，对于安全监视的需求越来越强烈。虽然电网调度自动化系统涵盖了部分通信电源系统的信息，但大部分通信设备运行状况不能完全掌握。
[0003]在变电站中，通信电源负责向变电站内的调度交换机、通讯配线架、电力载波机等通讯负荷提供电源，是保证变电站正常运行的重要组成之一。目前，变电站向数字化、无人值守型和网络化集中管理的方向发展，各种电气设备已逐渐实现远方监控，但是对于通信电源的远程在线监控却无完善的实施方案；因此不能全面地反映通信系统的运行状况，特别是当通信系统出现运行异常初期，调度自动化系统并不能检测到故障状态，不利于通信电源系统以及整个电网系统的实时监控。
[0004]现有的变电站通信电源系统在运行时，主要存在以下问题:
[0005]1、现有通信电源监控装置的人机界面和变电站的配置、布局、接线是一种强耦合模式，每一个变电站都需要单独开发一套人机界面，不能根据变电站的要求灵活展示每个变电站的人机界面信息，软件可移植性差，不利于集中控制和数字量通讯，不能有效的实现人机对话，运行中不能任意改变运行参数。
[0006]2、目前变电站通信电源设备使用IEC 61850-7-420标准实现的61850模型文件建模，IEC61850-7-420标准对变电站通信电源设备的逻辑节点没有列出相关的扩展类。自DL/T 860标准推出之后，原有的建模方法不能满足现有标准的规定，不符合国网招标规范。原有的模型文件由于不同的厂家创建不同的逻辑节点LN(logical node，以下简称LN)，互操作性差。
[0007]61850模型文件一直采用手动编辑的方式完成，手动编辑IED性能描述(IEDCapability Descript1n，以下简称I⑶)文件对工程人员的技术要求高，工作量大，易出错。如果配置修改后，需要重新编辑IED性能描述文件。其中，IED为IntelligentElectronic Device,以下简称 IED0
[0008]3、由于不同厂家的通信电源装置存在技术上的脱节不协调，随着系统软件的需求的添加、测点的增多，可能会导致通信电源系统的软件版本与其他电源系统的软件版本不匹配，设备无法正常运行，特别是对于智能变电站和无人值班电站，影响更大。
[0009]4、目前通信电源设备的通信机制是先人工手动配置端口信息，然后保存参数重启生效。如果下位机更换其他类型的设备需要重新修改配置，然后保存参数重启生效。这种配置修改-保存-重启的机制对操作人员的技术要求高，灵活性、兼容性差。
【发明内容】
[0010]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种变电站通信电源监控系统及方法，该系统及方法能够使得用户能根据变电站的需求有效的配置通信电源系统的各项参数，每个变电站可以根据配置信息动态显示每个通信电源监控子系统的接线图及子系统运行信息。
[0011]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0012]一种变电站通信电源监控系统，包括:智能设备信息采集终端、人机界面配置模块、IED模型自动配置模块、版本自动匹配模块、自适应通信模块以及后台监控中心；
[0013]智能设备信息采集终端:采集并上传变电站通信电源环境的运行参数信息以及通信电源设备及线路的工作状态信息；
[0014]人机界面配置模块:用于根据实际需求配置变电站通信电源监控系统参数信息，并进行变电站通信电源监控系统的界面展示；
[0015]IED模型自动配置模块:根据不同的配置自动生成模型文件，实现对变电站通信电源设备的快速建模；
[0016]版本自动匹配模块:用于实时监测通信电源监控系统与各个监控单元的软件版本是否自动匹配；
[0017]自适应通信模块:用于实现通信电源监控系统与各个监控单元的自适应通信；
[0018]后台监控中心:控制通信电源监控系统人机界面的配置、IED模型的自动配置、版本的自动匹配以及设备间的自适应通信以及判断变电站通信电源环境的运行参数异常并据此发出报警信息；
[0019]所述智能设备信息采集终端、人机界面配置模块、IED模型自动配置模块、版本自动匹配模块和自适应通信模块分别与后台监控中心连接。
[0020]所述智能设备信息采集终端分别与采集通信电源信息的电池巡检模块、采样模块、充电模块、开出模块和开入模块。
[0021]所述人机界面配置模块包括:上位机、下位机和云计算服务器；
[0022]所述上位机为通信电源监控系统人机界面，所述下位机为通信管理模块，所述通信电源监控系统人机界面与通信管理模块通过网口或者串口进行通信；
[0023]所述通信管理模块采集通信电源的报警记录并分别传送给通信电源监控系统人机界面和云计算中心，运用云计算服务器进行数据分析，形成一个包含有故障点反馈、故障等级、事故原因、用户区域、时间走势、触发因素信息的统计图在一体化电源人机界面上展示，所述一体化电源人机界面还能够展示实时报警记录和历史报警记录。
[0024]所述自适应通信模块包括:智能子模块，所述智能子模块通过接口与外部环境通Is ;
[0025]所述智能子模块包括观察单元、自学习单元和行为单元；所述观察单元与自学习单元通信，所述自学习单元与行为单元通信；
[0026]所述观察单元根据系统的内部状态从自学习单元获取信息向下位机发送消息，并将收到的消息给自学习单元；
[0027]所述自学习单元接收观察单元的消息，通过学习和推理制定发送策略，在信息库中查找相应的发送信息；对收发的信息进行学习和推理，制定相应的配置策略；
[0028]所述行为单元根据自学习单元的配置策略对设备进行配置，系统将接收到的测点数据根据不同类型分组向后台转发。
[0029]所述观察单元包括消息子单元和系统内部状态子单元；
[0030]所述消息子单元指系统与下位机通信的数据，模块之间交互的数据；
[0031]所述系统内部状态子单元包括端口未配置、配置中、配置完成和启动异常。
[0032]所述自学习单元包括依次连接的推理子单元、信息库、学习子单元和策略库；
[0033]所述推理子单元指对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型；
[0034]所述信息库指所有系统支持的下位机的消息集合；
[0035]所述学习子单元指对消息的观察、推理；
[0036]所述策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
[0037]所述行为单元包括自适应配置子单元、数据转发子单元和分组调度子单元；
[0038]所述自适应配置子单元根据系统端口下接设备的不同自动匹配，无需用户手动修改配置文件；
[0039]所述数据转发子单元用于将测点数据对后台转发；
[0040]所述分组调度子单元根据数据类型的不同、测点数据的个数分类型分组的发送。
[0041]变电站通信电源监控系统还包括:变电站通信电源备用电池组监控子系统，所述变电站通信电源备用电池组监控子系统包括:若干组电池接口，每组电池接口均与单体电池连接，所述电池接口与其邻近的电池接口通过开关连接，电池接口从左往右排序，排序为奇数的电池接口与其邻近的奇数电池接口通过旁路开关连接，排序为偶数的电池接口与其邻近的偶数电池接口连接，所有开关被控制单元控制，所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭；所述变电站通信电源备用电池组监控子系统与后台监控中心连接。
[0042]所述每组电池接口均分为正极接口和负极接口，每组电池接口均与单体电池的正负两极连接，
[0043]第i组电池接口 Bi的正/负极接口均与第i+Ι组电池接口 B i+1的负/正极接口通过开关Si连接，
[0044]第i组电池接口 Bi的负/正极接口均与第1-Ι组电池接口 B η的正/负极接口通过开关Sg连接，
[0045]第1-Ι组电池接口 Bp1的正/负极接口均与第i+Ι组电池接口 B i+1的负/正极接口通过串联的芳路开关Cp1和保护电路连接；
[0046]其中，I < i < η，η为电池接口的组数，i为正整数；
[0047]所述开关与驱动电路连接，所述旁路开关与驱动电路连接，所述驱动电路与控制单元连接；所述控制单元，实时检测各开关的闭合状态，并根据电池信息控制开关的导通和关闭。
[0048]一种变电站通信电源监控系统的工作方法，包括:
[0049]采集变电站通信电源监控系统各母线及馈线开关的通断状态、变电站通信电源环境的运行参数、以及变电站通信电源监控系统设备的工作状态信息并上传至后台监控中心;
[0050]后台监控中心根据接收到的数据、结合客户端上传的参数配置信息对通信电源监控系统的人机界面进行配置，对变电站通信电源设备进行快速建模，实现通信电源监控系统与各个监控单元的自适应通信，并实时监测通信电源监控系统与各个监控单元的软件版本是否自动匹配；
[0051]同时，后台监控中心根据接收到的变电站通信电源备用电池组充电信息实时控制备用电池组的充电利用率；
[0052]后台监控中心判断变电站通信电源环境的运行参数以及上述个操作步骤是否存在异常并据此发出报警信息。
[0053]所述对通信电源监控系统的人机界面进行配置的方法包括以下步骤:
[0054](I)设备自检，系统初始化；
[0055](2)读取系统原始配置文件信息，判断所述配置文件信息是否读取成功；若是，所述原始配置文件信息在通信电源监控系统人机界面进行显示，否则，检查或修改配置文件无误后重新读取；
[0056](3)建立通信电源监控系统人机界面和通信管理模块之间的通信，检查通信是否正常；如果正常，通信电源监控系统人机界面接收通信管理模块发送的数据，将外接设备信息展示到人机界面；
[0057](4)检查当前配置信息是否满足变电站的具体要求，如果符合，配置过程结束，如果不符合要求，则进入步骤(5)重新配置系统信息，
[0058](5)在通信电源监控系统人机界面端重新配置系统信息，并将所述配置信息保存到配置文件中；
[0059](6)将配置好的数据信息发送至通信管理模块，重启通信管理模块，配置过程结束。
[0060]所述通信电源监控系统能够配置NI个通信电源监控子系统，所述通信电源监控子系统包含电池巡检、充电模块、绝缘检测模块、母线、进线、馈线条数、熔断器、避雷器、母联开关、充电开关以及连接关系信息；
[0061]根据上述配置信息能够自动生成Kl套通信电源监控系统方案，每套方案都能