一种一体化联合监控系统的制作方法

1.本发明实施例涉及电力技术领域，尤其涉及一种一体化联合监控系统。


背景技术：

2.随着能源压力的加大、资源状况的愈发紧张以及气候和环境问题越来越突出，迫切要求加大能源的管理配置和利用效率，建设智慧能源网以及面向智慧城市的发展上升为当前国家战略。
3.随着电力技术的发展以及电网规模的扩大，变电站的功能越来越完善，变电站相关的功能子系统的数量也越来越多。变电站相关的功能子系统例如可以是充电站子系统、储能子系统、电能质量在线监测子系统等。
4.共享型融入式变电站相关的各子系统是重要的电力设备，需要进行实时监控和定期维护。但是，各个变电站监控子系统的通讯接口和通信规约各不相同，增加了相互通信的难度，难以实现一体化联合监控，从而导致难以及时发现各系统可能出现的异常情况。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种一体化联合监控系统，能够根据实际应用场景，将变电站各功能子系统接入变电站主体监控系统，实现子系统模块的即插即用，并实现变电站主体系统和变电站功能子系统的一体化联合监控。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种一体化联合监控系统，包括：
7.变电站主体监控系统和多个变电站功能子系统；各所述变电站功能子系统通过统一的通讯接口接入所述变电站主体监控系统；
8.所述变电站主体监控系统分为多个安全区，各所述安全区之间通过安全防护装置隔离，各所述安全区通过站控层网络连接；各所述安全区分别包括一个监控平台；
9.各所述监控平台用于监控对应安全区内的电气设备和所接入的变电站功能子系统。
10.进一步的，变电站主体系统包括：第一安全区、第二安全区和第三安全区；变电站功能子系统包括：第一类变电站功能子系统和第二类变电站功能子系统；
11.所述第一安全区包括变电站的实时控制电气设备；
12.所述第二安全区包括变电站的非实时控制电气设备，所述第一类变电站功能子系统通过对应的通讯接口接入所述第二安全区的站控层网络中；
13.所述第二类变电站功能子系统通过对应的通讯接口接入所述第三安全区的站控层网络中。
14.进一步的，所述第一类变电站功能子系统包括但不限于：充电站子系统、光伏站子系统和储能站子系统中的一种或多种；
15.所述第二类变电站功能子系统包括但不限于：基站子系统、北斗地基增强站子系统、电能质量在线监测子系统和数据中心站子系统中的一种或多种。
16.进一步的，在所述第二类变电站功能子系统包括基站子系统、北斗地基增强站子系统和数据中心站子系统时，所述基站子系统、北斗地基增强站子系统和所述数据中心站子系统分别通过一个安全隔离设备与对应第三安全区的通讯接口连接。
17.进一步的，所述通讯接口为以太网接口，各所述通讯接口采用统一的通信规约。
18.进一步的，所述第一安全区包含的第一监控平台和第二安全区的第二监控平台通过防火墙进行通信。
19.进一步的，所述一体化联合监控系统还包括调度中心，各所述安全区分别包括一个传输通道；各所述安全区通过对应的传输通道与所述调度中心通信。
20.进一步的，各所述安全区分别通过对应的传输通道，向所述调度中心传输监控数据
21.进一步的，所述调度中心还用于通过各所述安全区对应的传输通道向各所述安全区内的电气设备和接入的变电站功能子系统发送调度指令。
22.进一步的，所述调度中心包括数据显示界面，所述监控显示界面用于显示各安全区所传输的监控数据。
23.本实施例的技术方案所提供的一体化联合监控系统包括：变电站主体监控系统和多个变电站功能子系统；各变电站功能子系统通过统一的通讯接口接入变电站主体监控系统，实现子系统模块的即插即用；变电站主体监控系统分为多个安全区，各安全区之间通过安全防护装置隔离，各安全区通过站控层网络连接；各安全区分别包括一个监控平台；各监控平台用于监控对应安全区内的电气设备和所接入的变电站功能子系统，能够根据实际应用场景，将变电站功能子系统接入变电站监控系统，实现变电站主体监控系统和变电站功能子系统的一体化联合监控。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1是本发明实施例一中的一种一体化联合监控系统的结构示意图；
26.图2是本发明实施例一中的一体化联合监控系统的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.实施例一
30.图1为本发明实施例一提供的一种一体化联合监控系统的结构示意图，本实施例
可适用于根据实际应用场景，将变电站功能子系统接入变电站主体监控系统的情况。如图1所示，该系统具体包括：变电站主体系统和多个变电站功能子系统；各变电站功能子系统通过统一的通讯接口接入变电站主体监控系统；变电站主体监控系统分为多个安全区，各安全区之间通过安全防护装置隔离，各安全区通过站控层网络连接；各安全区分别包括一个监控平台；各监控平台用于监控对应安全区内的电气设备和所接入的变电站功能子系统。
31.其中，变电站主体监控系统是指变电站的一部分，主要实现对变电站一、二次设备的监测、控制。
32.变电站功能子系统是指与变电站相关且能够提供对外提供服务的子系统。例如可以包括：充电站子系统、光伏站子系统、储能站子系统、基站子系统、北斗地基增强站子系统、电能质量在线监测子系统和数据中心站子系统等。
33.在变电站主体监控系统中包含多个安全区，安全区是将变电站主体监控系统基于安全属性进行分区后形成的区域，每个分区称之为一个安全区。同时各安全区之间也可以通过站控层网络连接，实现信息交流。站控层网络是安全区中的设备和站控层设备之间的网络，实现站控层内部以及站控层和安全区之间的数据传输。
34.其中，各安全区可以通过安全防护装置进行分区，安全防护装置由软硬件设备组合而成，存在于各变电站功能子系统之间、变电站功能子系统和变电站主体监控系统之间的边界上，形成的一道保护屏障。安全防护装置可以是防火墙、横向隔离装置或纵向隔离装置等。安全防护装置主要由四个部分组成：服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关，各安全区的一切输入输出的网络通信和数据包都要经过安全防护装置。
35.在本发明实施例中，可以根据实际场景和需求，将任一个或多个变电站功能子系统通过统一的通讯接口接入变电站主体监控系统，统一的通讯接口还具有相同的通信规约。各安全区分别包括一个监控平台；各监控平台用于监控对应安全区内的电气设备和所接入的变电站功能子系统。从而可以根据实际场景，通过统一的接口将变电站功能子系统接入变电站主体监控系统，实现变电站主体监控系统和变电站功能子系统的一体化联合监控。
36.本实施例的技术方案所提供的一体化联合监控系统包括：变电站主体监控系统和多个变电站功能子系统；各变电站功能子系统通过统一的通讯接口接入变电站主体监控系统；变电站主体监控系统分为多个安全区，各安全区之间通过安全防护装置隔离，各安全区通过站控层网络连接；各安全区分别包括一个监控平台；各监控平台用于监控对应安全区内的电气设备和所接入的变电站功能子系统，能够根据实际应用场景，通过统一的接口将变电站功能子系统接入变电站主体监控系统，实现变电站和变电站功能子系统的一体化联合监控。
37.可选的，变电站主体监控系统包括：第一安全区、第二安全区和第三安全区；变电站功能子系统包括：第一类变电站功能子系统和第二类变电站功能子系统；
38.所述第一安全区包括变电站的实时控制电气设备；
39.所述第ii安全区包括变电站的非实时控制电气设备，所述第一类变电站功能子系统通过对应的通讯接口接入所述第二安全区的站控层网络中；
40.所述第二类变电站功能子系统通过对应的通讯接口接入所述第三安全区的站控层网络中。
41.具体的，如图2所示，变电站主体系统的站控层网络上连接有多个电气设备和通讯接口，变电站主体系统可以分为三个安全区，分别为第一安全区、第二安全区和第三安全区。
42.其中，第一安全区中可以包括变电站的实时控制电气设备，实时控制电气设备可以是各类一次设备、保护、测控等需要实时监控的设备。
43.第二安全区中可以包括变电站的非实时控制电气设备，非实时电气设备可以包括子站、录波设备、电能计量设备等不需要实时上传监控信息的设备。第二安全区还可以通过站控层网络上所连接的对应的通讯接口接入第一类变电站功能子系统，第一类变电站功能子系统可以是与变电站的储能、充电、分布式光伏发电相关的电力子系统。
44.第三安全区可以通过站控层网络上所连接的对应的通讯接口接入第二类变电站功能子系统，第二类变电站功能子系统可以是电能质量检测、数据监测、定位系统等为电力系统服务或依据电力系统的供电对外提供服务的子系统。
45.在现有的电力系统中，第一类变电站功能子系统和第二类变电站功能子系统通常与变电站主体相互分离，无法实现联合监控。在本发明实施例中，根据实际应用场景将第一类变电站功能子系统和第二类变电站功能子系统通过对应的具有统一通信规约的通讯接口接入变电站主体监控系统，实现变电站和变电站功能子系统的一体化联合监控。
46.可选的，所述第一类变电站功能子系统包括：充电站子系统、光伏站子系统和储能站子系统中的一种或多种；
47.所述第二类变电站功能子系统包括：基站子系统、北斗地基增强站子系统、电能质量在线监测子系统和数据中心站子系统中的一种或多种。
48.其中，充电站子系统是为新能源汽车、电动车等所使用的电瓶充电的系统，充电站子系统中的设备为充电桩。光伏站子系统是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的发电系统。储能站子系统是为了调节峰谷用电问题所设立的电站，一般有抽水储能电站、超大型电池组两种方式。储能站子系统把人们在用电低峰时段要浪费掉的电量储存起来，在用电高峰的时候重新释放到电网中，来达到解决能源问题的目的。
49.基站子系统(bss，base station subsystem)，简称基站。公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。以gsm网络为例，基站包括基站收发信机bts和基站控制器bsc。一个基站控制器可以控制十几以至数十个基站收发信机。例如，可以是5g基站子系统。
50.北斗地基增强系统作为导航应用的核心，由基准站网络、数据处理系统、运营服务平台、数据播发系统和用户终端五部分组成。基准站接受卫星导航信号后，通过数据处理系统形成相应信息，经由卫星、广播、移动通信等手段实时播发给应用终端，实现定位服务。
51.电能质量在线监测子系统主要由现场监测层，通讯传输层和数据管理层组成，用于监测电网中的谐波、负序、闪变、电压暂态等电能质量问题，保障电力系统的供电安全。
52.数据中心站子系统是在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理的系统，它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备(例如通信和存储系统)，还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。
53.可选的，在所述第二类变电站功能子系统包括基站子系统和北斗地基增强站子系统时，所述基站子系统和所述北斗地基增强站子系统分别通过一个安全隔离设备与对应第三安全区的通讯接口连接。
54.具体的，基站子系统和北斗地基增强站子系统，需要通过安全隔离设备才能接入变电站主体系统，安全隔离设备例如可以是网闸。网闸gap全称安全隔离网闸，安全隔离网闸是一种由带有多种控制功能专用硬件在电路上切断网络之间的链路层连接，并能够在网络间进行安全适度的应用数据交换的网络安全设备。当变电站功能子系统的网络需要保证高强度的安全，同时又与其它不信任网络进行信息交换的情况下，如果采用物理隔离卡，变电站功能子系统必须使用开关在内外网之间来回切换，不仅管理起来非常麻烦，使用起来也非常不方便，如果采用防火墙，由于防火墙自身的安全很难保证，所以防火墙也无法防止内部信息泄漏和外部病毒、黑客程序的渗入，安全性无法保证。在这种情况下，安全隔离网闸能够同时满足这两个要求，弥补了物理隔离卡和防火墙的不足之处。
55.可选的，所述通讯接口为以太网接口，各所述通讯接口采用统一的通信规约。
56.其中，通过通讯接口用于建立两个系统之间的物理连接，通信规约两个系统之间的协议连接。
57.具体的，各变电站功能子系统通过统一的以太网接口接入到变电站主体系统中，且各通讯接口采用统一的通信规约，例如可以是dl/t860规约，实现变电站主体系统与各变电站功能子系统的配置管理、实时数据传输、实时告警传输、历史数据查询、实时控制等功能。本发明实施例对dl/t860规约不作赘述。
58.可选的，所述第一安全区包含的第一监控平台和第二安全区的第二监控平台通过防火墙进行通信。
59.具体的，变电站主体系统中通过安全防护装置分隔为三个安全区，以保障各安全区内电力设备的安全性，每个安全区内设有监控平台，用于监控各自安全区内电力设备的运行状态，第一安全区包含的第一监控平台和第二安全区的第二监控平台也可以通过防火墙的验证进行通信，实现第一安全区和第二安全区之间的数据融合共享。
60.可选的，所述电力监控系统还包括调度中心，各所述安全区分别包括一个传输通道；各所述安全区通过对应的传输通道与所述调度中心通信。
61.具体的，在电力系统中除了变电站主体系统和多个变电站功能子系统，还包括调度中心。在变电站主体监控系统中的每个安全区中均包含一个传输通道。该调度中心用于通过各安全区对应的传输通道与对应安全区中的电力设备或所接入的变电站功能子系统进行信息传输，实现对安全区中的电力设备或所接入的变电站功能子系统进行监控。
62.可选的，所述调度中心用于通过各所述安全区对应的传输通道接收各所述安全区的监控平台传输的监控数据，还用于通过各所述安全区对应的传输通道向各所述安全区内的电气设备和接入的变电站功能子系统发送调度指令。
63.具体的，调度中心可以通过各所述安全区对应的传输通道接收各所述安全区的监控平台传输的监控数据，对监控数据进行故障分析和预测处理等确定调度指令，将所述调度指令通过各所述安全区对应的传输通道反馈至各所述安全区的电气设备和接入的变电站功能子系统。
64.可选的，所述调度中心包括数据显示界面，所述监控显示界面用于显示各安全区
所传输的监控数据。
65.具体的，调度中心的监控显示界面利用各安全区的监控平台传送的监控数据进行监控数据显示，实现数据共享，信息互联和对电力系统的一体化监控。
66.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。