电力通信的监控系统设计与应用

电力通信的监控系统设计与应用

卞文涛

西安市轨道交通集团有限公司  陕西省西安市  710016

摘要：轨道交通电力系统是轨道交通系统的动力能源和心脏，向轨道交通电力机车及各机电设备系统提供安全可靠的电力供应，满足各系统的供电要求，保障其网络安全性不言而喻。电力通信监控系统的建设事关电力系统的安全稳定运行，确保电力，通信系统相关设备的安全稳定运行。应当科学合理兼顾数据的整合和集成，充分考虑其可靠性，安全性及可扩充等多种因素，从而整合其功能，充分发挥出各个功能的作用。

关键词：电力通信；监控系统设计；应用

引言

伴随着城市化进程加快，各地开始兴建服务于城市界内的各种轻型化铁路系统，城市轨道交通中实时监测电力系统运行情况，发现、解决运行中的故障，切实提高变电站运行安全性和可靠性。

1电力通信监控系统结构与运行原理

目前电力通信监控系统已经获得了十分显著的应用成效，内部的监控系统主要有3种，分别是南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS-9600分布式监控系统、许继电气股份有限公司的CBZ-8000通信监控系统、北京四方公司的CSC2000系统，上述电力通信监控系统内部主要为站控层、间隔层，即分层分布式监控系统，利用主站控制中心，实现远程监控，并在监控过程中实时调整变电站远动装置、所有子站后台工作站等存在的问题。

站控层主机在监控系统中作为神经中枢，接收电网线路、变电站子站传输的数据，同时处理接收到的信号，根据系统下达的操作指令，提供相应的反馈。当主机接收到子站上传数据，须进行分析、反馈时，远动装置可作为数据传输中枢，负责上传变电站运行中产生的数据。选择远动装置时，考虑到系统运行安全，一般会结合以往的实践经验，应用运行可靠性高的嵌入式远动装置。

2电力通信网监控系统的模式

（1）集中式。随着网络技术以及计算机技术的日益成熟，通信网的监控系统通过微机管理了全网的监控。而由于枢纽站集中了许多通信设备，因此，早期的监控系统的建设都采用集中的方式，据通过变送器，蒋氏转换成直流信号，然后集中进行处理，并将结果通过信道发送到中心站。

（2）分布式。分布式的监控系统是采用工业总线负责采集部分，中心站利用局域网的形式，因此，具备了灵活性和可靠性。分布式监控系统，其扩容较为便捷，但要对一个监控设备以及工作单员进行扩容时，直接可以在总线上进行挂靠，而不用做其他的任何的变动。在进行编程时，软件不会随着监控设备的增多而进行改变。分布式的监控系统反应速度较快，可以实现实时的监控和管理。而且具有极高的性价比。

（3）广域网监控系统。广域网监控系统更加符合人们对于监控系统功能不断提高的需求，充分发挥网络技术的功能和作用。广域网监控系统的建设首先需要有高效的数据传输通道，同时，要有成熟的网络产品以及适合的价位和优质的售后服务。还应当具备一定的广域网用户程序的开发能力和技术水平。广域网监控系统通过人工智能，多媒体技术的应用极大地提高了管理的功能，提高了系统资源的利用率。

3电力通信监控系统的建设

3.1调度主站系统设计

设计城市轨道交通电力系统结构时， 应该充分考虑“监控”和“调度”两方面的功能，通常由“数据采集和监控”系统，即SCADA 系统来实现。其中调度主站系统是整个电力监控系统的框架，借助复杂的分布式软件进行构建的同时，必须充分结合城市交通的实际情况。通常来说，进行轨道交通的单相管理时，按照“中央（总控）-车站（分控）”的方式进行共同管理，加上调度主站的现场管理，形成三级控制的管理体系。此种分层分布式的调度主站系统架构设计，虽然复杂，但有利于自动化系统的展开，使城市轨道交通庞大的电力需求得到满足。通常情况下，数据库服务器需要配置单独操作，而SCADA可以与数据采集系统集成到一起，形成SCADA 服务器，在调度员界面单独配置机器。其工作流程如下：运用处于隔离状态的数据采集系统， 接受所属分级变电站经由通讯系统专用的透明以太网络通道，上传相关信息，经过转化处理后，经由SCADA 服务器末端的双网提供给调度主站的其他节点设备。为了保证安全，历史服务器冗余需要配置两台。除此之外，为了保证数据库内信息的一致性，可以在其中设置共享磁盘阵列，保证历史数据库中记载的相关数据、内容、记录的真实性，在一些特殊时期，还能够实时保存处理过程中的“描述”型参数。

3.2电力通信网监控系统的设置

将各级中每一节点划分为本地自治区域，根据自防御能力及级别间跨域请求协防，以实现核心层、汇聚层、接入层对网络安全进行双层防御的效果。双层防御模型主要包括核心层的治理域及协防控制器、汇聚层的自制域及自制协防控制器、区控自做域及自制协防控制器、接入层的自制域及控制模块等。1）主域核心点包含本地安全防护设备，并实现多个系统模块管控，这些防御控制器不仅具有强大的防御能力，并且可根据更高层次的命令实现协作防御。2）区控域汇聚层节点包含本地安全防护设备及多个区控自治模块。区控自治模块内部署协防控制器，不仅具有模块检验及域内自防御能力，并且能够起到协作防御作用。3）自治域接入层包含多种安全防护设备，内部控制模块能监测本地网络安全信息，可与局域内安全防护设备对域内网络安全开展防御功能。域内相对独立的区域控制模块是自防御能力的主要依据，能够帮助实现本区域安全风险的快速处理。自防御技术能使各域拥有独自防御能力，独立应对局部安全问题，例如，当域内的部分控制模块在进行实时监测过程中发现网络受到相关威胁后，可控制采用本地的相关安全防护设备采取相关措施进行防御。

3.3系统的功能分析

电力通信监控系统的主站系统，应当具备数据的采集以及坚实的功能和维护管理的功能。数据的采集和监视，是指对通信设备及辅助设备的状态量以及模拟量信息进行采集和显示。实时对模拟量的越限解释。同时显示故障的警告以及事件的显示，并进行记录和分析。对于通信系统的运行进行记录完成事件的储存以及打印图表。对站内设备运行情况以及其相关的图表，通过画面进行显示。同时，主站的系统还应当支持数据库的建成以及维护，对各种图表进行修改以及设置限制参数。同时，监控系统应当与综合管理系统相结合，具有维护和管理的功能。通过对电力系统的运行进行统计和分析，对报表进行存档。分析设备运行的质量以及通信电路，对于运行的方式进行管理，同时对电路调试计划进行安排。系统应当具备交换功能，完成信息的交换。另外主战系统能够发送命令，使子站的时钟统一。主站应当具备了向监控系统对相关的设备的模拟量及状态量信息进行采集和发送。实现故障告警，并进行优先定位，能实现越限告警、状态变化信息。具有自修复及通电自复位的功能，实现数据传输通道以及监视功能，枢纽站应该有信息的转发，显示，打印以及数据处理的功能。

结束语

电力通信网络系统主要依靠光纤通信以及微波通信两种方式，包含了调度的交换网络行政的交换网络以及调度的数据网络和综合数据网络等系统，其网络环节较多且涉及的设备种类繁杂，因此为通信网络的管理带来了较大的困难，电力通信网监控系统可以有效地加强通信网络的管理。

参考文献

[1]张略,李舒婷,陈功伯等.电力通信网调度与运维模式探讨[J].中国信息化,2021,No.323(03):64-66.

[2]张应海.电力通信技术在电力系统的运用刍议[J].中国新通信,2021,23(04):9-10.

[3]杨龙梅.智能化电力通信监控管理系统的设计[J].住宅与房地产,2021,No.601(04):127-128.

[4]叶頔.电力通信中的通信电源监控系统设计[J].通信电源技术,2020,37(01):249-250.