一种变电站智能二次设备巡视系统的制作方法

本发明涉及变电站监测，具体是一种变电站智能二次设备巡视系统。

背景技术：

1、目前，无人值守的巡维方式已经基本成型，较之于以往的变电站值守方式，其运行维护工作无论是内容还是范围都大量增加；同时变电站二次系统设备数量急剧增加、设备种类也不断增加，新设备、新技术不断投入到电网运行中来，同时变电站二次系统在电网中的作用也越来越重要，其运行情况直接关系到变电站乃至整个电网的安全稳定运行。

2、在现有技术下，对二次设备的各专业巡检数据单独存放、分析和执行监督操作，缺乏数据共享，无法实现联动，容易造成重复投资；同时由于二次设备巡检工作内容繁杂、工作量大，包含二次系统设备的运行指示灯、操作\切换把手、设备压板等各项内容，采集数据较多，若无差别通过数字通讯方式上传至控制室，会导致数据传输占用带宽高，将会给数据的传输和存储造成较大压力；基于以上不足，本发明提出一种变电站智能二次设备巡视系统。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种变电站智能二次设备巡视系统。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种变电站智能二次设备巡视系统，包括设备辨识模块、设备状态监测模块、本地存储器、主控制器、hart通信模块、信号评估模块以及存储分析模块；

3、所述设备辨识模块与设备状态监测模块相连接，用于辨识变电站二次系统中二次设备的位置，并将位置信息发送至设备状态监测模块；

4、所述设备状态监测模块用于当接收到位置信息后，采集对应位置处的变电站二次设备的状态监测数据；所述设备状态监测模块包括时钟质量监测单元、交换机监测单元、测控监测单元以及服务器监测单元；

5、所述设备状态监测模块连接有本地存储器，在将采集的状态监测数据通过hart通信模块上报到主控制器之前，所述信号评估模块用于对当前网络区域的通信状况进行评估，以决定是否上传数据；

6、若当前网络状况不佳，则设备状态监测模块将采集的状态监测数据存储至本地存储器，而不再进行数据上传；若当前网络状况较好，则将采集的状态监测数据通过hart通信模块上报到主控制器；

7、所述设备状态监测模块在空闲时间时，将本地存储器存储的状态监测数据通过hart通信模块以第一传输速度阈值向主控制器传送；

8、所述存储分析模块与本地存储器相连接，用于根据本地存储器的内存变化情况进行容纳指数rz分析；若容纳指数rz小于预设容纳阈值，则将第一传输速度阈值转换为第二传输速度阈值；其中，第二传输速度阈值大于第一传输速度阈值。

9、进一步地，所述信号评估模块的具体评估步骤如下：

10、实时采集hart通信模块的噪声信号，将采集的噪声信号转化为数字信号，对转化后的数字信号进行滤波；

11、按照预设间隔时长采集对应数字信号的周期能量值并标记为ei；将周期能量值ei与预设能量阈值相比较；其中周期能量值是指对接收到的连续多个比特位数据的能量进行累加并求平均所得到的值；

12、若周期能量值ei大于预设能量阈值，则表示噪声干扰严重，生成重度干扰信号；当监测到重度干扰信号时，自动倒计数，倒计数为d1，d1为预设值；其中每采集一次周期能量值，则倒计数减一；

13、在倒计数阶段继续对重度干扰信号进行监测，若监测到新的重度干扰信号，则倒计数自动归为原值，重新按照d1进行倒计数；否则继续倒数，直至倒计数归零，停止计数；

14、在倒计数阶段，若重度干扰信号的出现次数达到预设第一数量或者预定比例或者连续重度干扰信号的出现次数达到预设第二数量，则表明当前网络状况不佳；其中预设第二数量小于预设第一数量。

15、进一步地，所述存储分析模块的具体分析步骤如下：

16、获取本地存储器的剩余内存容量并标记为ri；建立剩余内存容量ri随时间变化的曲线图，并对曲线图进行求导获取内存变化速率曲线图；

17、将内存变化速率标记为mi；若内存变化速率mi≥预设速率阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并进行标注；

18、在预设时间段内，统计标注曲线段的数量为l1；将所有标注曲线段上对应nbi与预设速率阈值的差值对时间进行积分得到标注参考面积lm1；

19、利用公式cs＝l1×g1+lm1×g2计算得到内存消耗指数cs，其中g1、g2均为预设系数因子；

20、将剩余内存容量、内存消耗指数进行归一化处理并取其数值，利用公式rz＝(ri×g3)/(cs×g4)计算得到本地存储器的容纳指数rz，其中g3、g4均为预设系数因子。

21、进一步地，所述时钟质量监测单元用于对变电站主备、主从时钟的运行状态进行监测，对时钟输出的信号精度进行监测，以及对站内智能设备时钟同步的效果进行监测。

22、进一步地，所述交换机监测单元用于监测交换机的网络拓扑结构、vlan划分表、端口链路状态、各端口光强、端口流量、错误报文统计、丢帧、流量越限以及链路中断。

23、进一步地，所述测控监测单元用于对自动化设备的工作电压、运行温度、装置参数、装置铭牌、装置运行时钟、自检信息、告警及闭锁节点状态、负荷率、通讯端口状态、端口流量、检修状态和程序版本信息状态进行监测。

24、进一步地，所述服务器监测单元用于监测变电站服务器的cpu负载、内存使用率、磁盘使用率、网卡状态和主板状态。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、1、本发明中所述设备辨识模块用于辨识变电站二次系统中二次设备的位置，并将位置信息发送至设备状态监测模块；所述设备状态监测模块用于当接收到位置信息后，采集对应位置处的变电站二次设备的状态监测数据，通过对变电站服务器、时钟同步系统、交换机、自动化设备的运行状态进行实时监测，实现实时、高效地获取监测数据，进而提高变电站工作的智能化与适用性；

27、2、本发明中所述信号评估模块用于实时采集hart通信模块的噪声信号对当前网络区域的通信状况进行评估，以决定是否上传数据；若当前网络状况不佳，则设备状态监测模块将采集的状态监测数据存储至本地存储器，而不再进行数据上传，从而减小对网络带宽的占用，减轻数据传输压力；所述设备状态监测模块在空闲时间时，将本地存储器存储的状态监测数据以第一传输速度阈值向主控制器传送；若本地存储器容纳指数rz小于预设容纳阈值，则将第一传输速度阈值转换为第二传输速度阈值，以此减轻存储压力。

技术特征：

1.一种变电站智能二次设备巡视系统，其特征在于，包括设备辨识模块、设备状态监测模块、本地存储器、主控制器、hart通信模块、信号评估模块以及存储分析模块；

2.根据权利要求1所述的一种变电站智能二次设备巡视系统，其特征在于，所述信号评估模块的具体评估步骤如下：

3.根据权利要求1所述的一种变电站智能二次设备巡视系统，其特征在于，所述存储分析模块的具体分析步骤如下：

4.根据权利要求1所述的一种变电站智能二次设备巡视系统，其特征在于，所述时钟质量监测单元用于对变电站主备、主从时钟的运行状态进行监测，对时钟输出的信号精度进行监测，以及对站内智能设备时钟同步的效果进行监测。

5.根据权利要求1所述的一种变电站智能二次设备巡视系统，其特征在于，所述交换机监测单元用于监测交换机的网络拓扑结构、vlan划分表、端口链路状态、各端口光强、端口流量、错误报文统计、丢帧、流量越限以及链路中断。

6.根据权利要求1所述的一种变电站智能二次设备巡视系统，其特征在于，所述测控监测单元用于对自动化设备的工作电压、运行温度、装置参数、装置铭牌、装置运行时钟、自检信息、告警及闭锁节点状态、负荷率、通讯端口状态、端口流量、检修状态和程序版本信息状态进行监测。

7.根据权利要求1所述的一种变电站智能二次设备巡视系统，其特征在于，所述服务器监测单元用于监测变电站服务器的cpu负载、内存使用率、磁盘使用率、网卡状态和主板状态。

技术总结
本发明公开了一种变电站智能二次设备巡视系统，涉及变电站监测技术领域，包括设备辨识模块、设备状态监测模块、主控制器以及信号评估模块；设备辨识模块用于辨识变电站二次系统中二次设备的位置，并将位置信息发送至设备状态监测模块；设备状态监测模块用于采集对应位置处的变电站二次设备的状态监测数据；通过对变电站服务器、时钟同步系统、交换机、自动化设备的运行状态进行实时监测，进而提高变电站工作的智能化与适用性；信号评估模块用于对当前网络区域的通信状况进行评估，以决定是否上传数据；若当前网络状况不佳，则将采集的状态监测数据存储至本地存储器，而不再进行数据上传；从而减小对网络带宽的占用，减轻数据传输压力。

技术研发人员：刘建强,樊恒彪,邢昭晴,孙宏轩
受保护的技术使用者：安徽奇硕电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29