一种智能变电站内无线移动监控的装置及方法与流程

1.本发明涉及电力监控技术领域，尤其涉及一种智能变电站内无线移动监控的装置及方法。


背景技术：

2.目前，在智能变电站设备信息验收阶段，运维人员进行大量设备信息遥信对点的工作时，需要两人在设备区，两人在监控后台，用通讯设备进行沟通，工作效率较低下。
3.申请公布号为cn 114158217 a，名称为主站系统的定制值流转方法。站端人员操作终端设备，接收任务，进行定值的校核及下装，操作日志发送至定值校核服务器，定值校核服务器将操作日志发送至主站管控系统；主站管控系统将操作日志发送到保信主站，保信主站对操作日志进行核验，并将核验结果反向反馈至终端设备；站端人员通过终端设备查看核验结果，如通过，进行下一步，没有通过则重新定值的校核及下装。采用便携式定值运维终端设备，能够完成“一键式”数据同步，以及“一键式”定值校核和下放，加快定值校核和修改速度；终端设备完成现场校核，保信主站进行远程校核，双校核都通过任务完成，提高准确性。
4.授权公告号为cn 105978140 b，名称为一种电力设备的信息融合方法。在iec 61850信息模型扩展和webservice远程调用技术基础上提出一种一二次设备信息融合方法，扩展智能电子设备计算机类设备和元器件在线监测逻辑节点，实现了一二次设备状态信息统一建模，统一采集和统一处理。一二次设备在线监测功能由变电站设备状态监测系统统一完成，消除变电站设备状态监测信息孤岛现象，并采用web service远程调用方式，获取生产管理信息实现生产、运行、检修各专业之间联动，支撑调控一体和无人值班。
5.结合上述两篇专利文献和现有的技术方案，发明人分析发现在现有技术方案中存在如下技术问题。
6.现有技术方案是在设备区的设备信息通过站控层网络上传至主控室的监控后台，在设备区可以查看设备的实际状态信息，而不能确定设备信息是否正确上传至主控室的监控后台，无法做到设备信息和监控后台信息在空间上进行统一。只能是在设备区的运维人员和主控室的运维人员进行通信交流，或监控后台人员去现场核实设备信息是否正确。
7.而本发明目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种智能变电站内的无线移动监控方法，把设备信息与监控后台信息在同一空间的整合统一。
8.现有技术问题及思考：
9.如何解决判断设备侧实际状态的设备信息与管理服务器侧接收到的设备信息一致性的工作效率较低的技术问题。


技术实现要素：

10.本发明所要解决的技术问题是提供一种智能变电站内无线移动监控的装置及方法，解决判断设备侧实际状态的设备信息与管理终端接收到的设备信息一致性的工作效率
较低的技术问题。
11.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种智能变电站内无线移动监控的装置包括位于设备室内用于获得设备信息的第二通信装置，还包括用于运维人员使用的移动终端以及位于设备室内的堡垒机和第三通信装置，所述第二通信装置与堡垒机连接并通信，所述堡垒机与第三通信装置连接并通信，所述第三通信装置与移动终端连接并通信。
12.进一步的技术方案在于：还包括运维模块，运维模块为程序模块，用于当第二通信装置获得设备信息，第二通信装置将设备信息发往堡垒机，当堡垒机获得设备信息，堡垒机将设备信息发往第三通信装置，当第三通信装置获得设备信息，第三通信装置发送设备信息，移动终端获得第三通信装置发来的设备信息。
13.进一步的技术方案在于：还包括位于主控室内的管理终端和第一通信装置，所述管理终端与第一通信装置连接并通信，所述第一通信装置与第二通信装置连接并通信；所述管理终端为计算机，所述第一通信装置和第二通信装置均为站控层交换机，所述第三通信装置为路由器，所述移动终端为无线移动监控终端，所述第一通信装置为主控室站控层交换机。
14.进一步的技术方案在于：运维模块，还用于当第二通信装置获得设备信息，第二通信装置将设备信息发往第一通信装置，当第一通信装置获得设备信息，第一通信装置将设备信息发往管理终端，管理终端获得第一通信装置发来的设备信息，移动终端获得管理终端上的设备信息。
15.进一步的技术方案在于：还包括位于设备室内用于获得设备信息的二次设备，所述二次设备与第二通信装置连接并通信；所述第二通信装置包括第一至第三站控层交换机，所述堡垒机包括第一至第三堡垒机，所述第三通信装置为路由器，所述路由器包括第一至第三路由器，所述第一至第三站控层交换机、第一至第三堡垒机、第一至第三路由器形成结构相同的第一至第三监控单元，所述第一监控单元包括依次连接的第一站控层交换机、第一堡垒机和第一路由器，所述第二监控单元包括依次连接的第二站控层交换机、第二堡垒机和第二路由器，所述第三监控单元包括依次连接的第三站控层交换机、第三堡垒机和第三路由器。
16.进一步的技术方案在于：所述二次设备为保护装置、测控装置、合并单元、智能终端或者故障录波器，所述第一站控层交换机为220kv站控层交换机，所述第二站控层交换机为110kv站控层交换机，所述第三站控层交换机为10kv站控层交换机。
17.一种智能变电站内无线移动监控的方法，基于上述装置，包括判断的步骤，移动终端获得设备信息，对比移动终端获得的设备信息与二次设备侧实际状态的设备信息，获得二次设备侧实际状态的设备信息与移动终端侧接收到的设备信息一致或不一致。
18.进一步的技术方案在于：还基于位于主控室内的管理终端和第一通信装置，所述管理终端与第一通信装置连接并通信，所述第一通信装置与第二通信装置连接并通信；在判断的步骤中，移动终端获得第三通信装置发来的设备信息，或者移动终端获得管理终端上的设备信息。
19.进一步的技术方案在于：还包括判断步骤之前的获得信息的步骤，当二次设备获得实际状态的设备信息，二次设备将实际状态的设备信息发往第二通信装置，当第二通信
装置获得设备信息，第二通信装置分别将设备信息发往第一通信装置和堡垒机，当第一通信装置获得设备信息，第一通信装置将设备信息发往管理终端，管理终端获得第一通信装置发来的设备信息，当堡垒机获得设备信息，堡垒机将设备信息发往第三通信装置，当第三通信装置获得设备信息，第三通信装置发送设备信息，移动终端获得第三通信装置发来的设备信息。
20.进一步的技术方案在于：所述移动终端与管理终端连接并通信，移动终端读取获得管理终端上的设备信息。
21.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
22.一种智能变电站内无线移动监控的装置包括位于设备室内用于获得设备信息的第二通信装置，还包括用于运维人员使用的移动终端以及位于设备室内的堡垒机和第三通信装置，所述第二通信装置与堡垒机连接并通信，所述堡垒机与第三通信装置连接并通信，所述第三通信装置与移动终端连接并通信。该技术方案，其通过移动终端以及位于设备室内的堡垒机和第三通信装置等，实现判断设备侧实际状态的设备信息与发出的设备信息一致性，工作效率较高。
23.一种智能变电站内无线移动监控的方法，基于上述装置，包括判断的步骤，移动终端获得设备信息，对比移动终端获得的设备信息与二次设备侧实际状态的设备信息，获得二次设备侧实际状态的设备信息与移动终端侧接收到的设备信息一致或不一致。该技术方案，其通过上述判断步骤等，实现判断设备侧实际状态的设备信息与发出的设备信息一致性，工作效率较高。
24.详见具体实施方式部分描述。
附图说明
25.图1是本发明实施例1的原理框图；
26.图2是本发明实施例1应用的拓扑图；
27.图3是本发明实施例2的流程图；
28.图4是本发明实施例3的流程图；
29.图5是本发明实施例3操作的屏幕截图；
30.图6是本发明实施例3的数据流图；
31.图7是现有技术的拓扑图。
具体实施方式
32.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
34.实施例1：
35.如图1所示，本发明公开了一种智能变电站内无线移动监控的装置包括位于主控室内的管理终端和第一通信装置、位于设备室内用于获得设备信息的第二通信装置、第三通信装置和堡垒机、用于运维人员使用的移动终端以及运维模块，所述管理终端为计算机即监控后台，所述第一通信装置为主控室站控层交换机。
36.所述第二通信装置包括第一至第三站控层交换机即设备室站控层交换机，所述堡垒机包括第一至第三堡垒机，所述第三通信装置为路由器包括第一至第三路由器，所述第一至第三站控层交换机、第一至第三堡垒机、第一至第三路由器形成结构相同的第一至第三监控单元。
37.所述管理终端与主控室站控层交换机有线连接并双向通信，所述主控室站控层交换机与220kv站控层交换机有线连接并通信，所述主控室站控层交换机与110kv站控层交换机有线连接并通信，所述主控室站控层交换机与10kv站控层交换机有线连接并通信。
38.所述第一监控单元包括依次有线连接的第一站控层交换机、第一堡垒机和第一路由器，所述第一站控层交换机为220kv站控层交换机。
39.所述第二监控单元包括依次有线连接的第二站控层交换机、第二堡垒机和第二路由器，所述第二站控层交换机为110kv站控层交换机。
40.所述第三监控单元包括依次有线连接的第三站控层交换机、第三堡垒机和第三路由器，所述第三站控层交换机为10kv站控层交换机。
41.所述移动终端为无线移动监控终端，移动终端与路由器无线连接并通信。
42.所述移动终端包括第一所述移动终端和第二所述移动终端。
43.运维模块为程序模块，用于当设备室站控层交换机获得设备信息，设备室站控层交换机将设备信息分别发往主控室站控层交换机和堡垒机，当堡垒机获得设备信息，堡垒机将设备信息发往路由器，当路由器获得设备信息，路由器发送设备信息，第二移动终端获得路由器发来的设备信息；当主控室站控层交换机获得设备信息，主控室站控层交换机将设备信息发往管理终端，管理终端获得主控室站控层交换机发来的设备信息，第一移动终端获得管理终端上的设备信息。
44.其中，管理终端、交换机、堡垒机、路由器和移动终端本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
45.实施例1使用说明：
46.如图2所示，目前，位于设备室内用于获得设备信息的二次设备是现成的，所述二次设备与分站的站控层交换机有线连接并通信。图中，1为移动终端即无线移动监控终端，2为路由器即无线传输媒介，3为堡垒机。
47.所述二次设备包括保护装置、测控装置、合并单元、智能终端、故障录波器等。
48.当设备室站控层交换机获得设备信息，设备室站控层交换机将设备信息分别发往主控室站控层交换机和堡垒机，当堡垒机获得设备信息，堡垒机将设备信息发往路由器，当路由器获得设备信息，路由器发送设备信息；当主控室站控层交换机获得设备信息，主控室站控层交换机将设备信息发往管理终端，管理终端获得主控室站控层交换机发来的设备信息。
49.运维人员手持第二移动终端进入设备室，第二移动终端会与设备室的路由器无线
连接，第二移动终端获得二次设备发送来的设备信息，该设备信息是一次设备信息和二次设备信息的集合，经由二次设备与设备室站控层交换机之间的通信联络线而来，设备端接错线，导致实际设备信息与移动终端接收的设备信息不一致，进而造成设备室站控层交换机发往管理终端的设备信息与二次设备侧实际状态的设备信息不一致。
50.当运维人员查阅第二移动终端获得了二次设备发送来的设备信息，将第二移动终端获得的设备信息与二次设备侧实际状态的设备信息对比，判断是否一致。若不一致，即可断定设备室站控层交换机发往管理终端的设备信息是错的。无需在主控室设置人员参与校对，节约了人力和时间，提高了工作效率。
51.进一步地，服务器即管理终端中数据库参数连接错误，导致服务器存储的设备信息与实际设备信息不一致。为了解决该技术问题，运维人员在去现场之前，使用第一移动终端读取获得管理终端上的设备信息。监控主机数据库即管理终端上的数据库是需要拷贝至移动终端上的，形成另一个新的无线移动终端即第二移动终端。现场设备信号在移动终端上显示，需要把数据库提前备份到移动终端上，这个过程也就十多分钟，提前备份好就可以。将第二移动终端获得的设备信息与二次设备侧实际状态的设备信息对比，判断是否一致。若不一致，即可断定管理终端获得的设备信息是错的。无需在主控室设置人员参与校对，节约了人力和时间，提高了工作效率。
52.实施例2：
53.如图3所示，本发明公开了一种智能变电站内无线移动监控的方法，基于实施例1的装置，包括如下步骤：
54.获得信息
55.当二次设备获得实际状态的设备信息，二次设备将实际状态的设备信息发往设备室站控层交换机，当设备室站控层交换机获得设备信息，设备室站控层交换机分别将设备信息发往主控室站控层交换机和堡垒机，当主控室站控层交换机获得设备信息，主控室站控层交换机将设备信息发往管理终端，管理终端获得主控室站控层交换机发来的设备信息，当堡垒机获得设备信息，堡垒机将设备信息发往路由器，当路由器获得设备信息，路由器发送设备信息。
56.判断
57.第一移动终端获得管理终端上的设备信息，第二移动终端获得路由器发来的设备信息，运维人员对比第一移动终端获得的设备信息与二次设备侧实际状态的设备信息，获得二次设备侧实际状态的设备信息与第一移动终端获得的即管理终端获得的设备信息一致或不一致；运维人员对比第二移动终端获得的设备信息与二次设备侧实际状态的设备信息，获得二次设备侧实际状态的设备信息与第二移动终端侧接收到的设备信息一致或不一致。
58.实施例3：
59.如图4所示，本发明公开了一种智能变电站内无线移动监控的方法，基于实施例1的装置，包括如下步骤：
60.步骤s101：在站内设备区，设备室站控层交换机与堡垒机、无线传输介质即路由器进行有线连接，将全站设备状态信息以无线方式发送出去。
61.步骤s102：无线移动监控终端通过无线局域网与无线传输介质实现无线连接，可
接收到无线传输介质发出的数据。
62.步骤s103：运维人员通过无线移动监控终端使用堡垒机授权的账号进行登录，实现用户以协议代理的方式对站内站控层网络上全站设备状态信息的访问。
63.步骤s104：堡垒机对运维人员的访问行为进行事中监察、事后审计。
64.步骤s105：运维人员对站内设备信息进行非法访问或操作时，退出登录账号，则重复步骤s103～步骤s104；正常访问或操作，则跳入下一步。
65.步骤s106：运维人员在无线移动监控终端上访问全站设备状态信息，并对设备状态信息功能进行标记等简单操作，从而实现了在同一空间内设备状态信息与监控后台信息的整合统一。
66.步骤s107：所有任务完成后，结束。
67.本技术的构思：
68.如图7所示，现有技术是智能变电站内所有设备信息通过站控层网络集中上传至监控后台，同时在监控后台可以看所有设备实时信息状态，所以设备区的装置状态信息与主控室监控后台信息必须保持一致，不然对电网设备的实时监控、现场作业造成巨大压力。但在智能变电站信号验收阶段，将整个变电站的设备信息(几千个设备信号)与监控后台进行核对，并保证正确性，工作量很大，而且浪费人力、时间。
69.如图6所示，本发明实施了一种智能变电站内的无线移动监控方法，实现了设备信息与监控后台信息在设备区的整合统一。通过查看无线移动监控终端，可以实时对照设备信息，确认设备的一致性、正确性。在变电站验收阶段，大大节约人力资源、工作时间，有效地提高工作效率。此方法投资较小，便于推广。图中，1为移动终端即无线移动监控终端，2为路由器即无线传输媒介，3为堡垒机。移动终端、路由器和堡垒机为新增设备，提供全站所有设备状态信息提供新的监控路径。全站所有设备状态信息有几千个信号，所列设备仅为站内少量代表性设备。
70.本技术的技术贡献：
71.包括以下步骤：
72.步骤s101：在站内设备区，站控层中心交换机与堡垒机、无线传输介质进行有线连接，将全站设备状态信息以无线方式发送出去。
73.步骤s102：无线移动监控终端通过无线局域网与无线传输介质实现无线连接，可接收到无线传输介质发出的数据。
74.步骤s103：运维人员通过无线移动监控终端使用堡垒机授权的账号进行登录，实现用户以协议代理的方式对站内站控层网络上全站设备状态信息的访问。
75.步骤s104：堡垒机对运维人员的访问行为进行事中监察、事后审计。
76.步骤s105：运维人员对站内设备信息进行非法访问或操作时，退出登录账号，则重复步骤s103～步骤s104；正常访问或操作，则跳入下一步。
77.步骤s106：运维人员在无线移动监控终端上访问全站设备状态信息，并对设备状态信息功能进行标记等简单操作，从而实现了在同一空间内设备状态信息与监控后台信息的整合统一。
78.步骤s107：所有任务完成后，结束。
79.变电站是一个大系统，所述的全站设备状态信息包含一次设备(断路器、变压器、
母线、电流互感器、电压互感器等等)、二次设备(保护装置、合并单元、智能终端、故障录波器、网络分析仪、2m装置等等)、自动化设备(测控装置、站控层交换机、sdh、路由器等等)、辅控设备(火灾报警系统、监控系统等等)、对时设备等站内所有设备的状态信息。
80.所述步骤s101中，本文中站内设备区指的是220kv设备区、110kv设备区、10kv设备区，站控层交换机是指220kv设备区、110kv设备区、10kv设备区的站控层交换机，也成间隔层交换机。站控层中心交换机是指在主控室连接监控后台的站控层交换机。设备区站控层交换机与主控室站控层交换机上均承载全站设备状态信息数据。
81.现在变电站内所有设备信息只能在主控室的监控后台查看，不能在设备区进行查看设备信息。尤其是在新投变电站设备验收阶段，要在设备区和主控室后台之间进行大量遥信对点工作，同时对照监控后台查看遥信对点信号是否正确。在变电站内，监控后台布置到主控室，而设备区一、二次设备与监控后台在不同设备小室，变电站验收时验收人员只能通过对讲机、手机等通讯设备在设备区与监控后台进行遥信信号对点确认工作。几千个的设备信号需要跨小室对点确认，在使用通信设备且对话过程中存在通信信号差、信号理解错误、监控人员临时离开等影响工作进度情况，大大增加验收时长。另外，信号对点工作异常繁琐，需要足够的人员力量支撑，2人在设备区进行信号传动，2人在监控后台验证信号正确性。所以检修人员研究此方法，来减少现场工作时间、节约人员力量，提供工作效率。
82.本技术的目的：
83.目的是解决智能变电站内运维人员在设备区进行变电站设备信息验收阶段，大量设备信息遥信对点的工作时，需要两人在设备区，两人在监控后台，用通讯设备进行沟通，工作效率较低下的技术问题，现将全站设备状态信息与监控后台信息在同一空间进行整合统一，节约人力、降低作业时间，大大地提高了工作效率。
84.技术方案说明：
85.现有技术方案是在设备区的设备信息通过站控层网络上传至主控室的监控后台，在设备区可以查看设备的实际状态信息，而不能确定设备信息是否正确上传至主控室的监控后台，无法做到设备信息和监控后台信息在空间上进行统一。只能是在设备区的运维人员和主控室的运维人员进行通信交流，或监控后台人员去现场核实设备信息是否正确。
86.而本发明目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种智能变电站内的无线移动监控方法，把设备信息与监控后台信息在同一空间的整合统一。
87.此方法包括连接设备区内站控层网络的堡垒机、无线传输介质和无线移动终端设备，通过网线将站控层交换机与堡垒机、无线传输介质进行连接；无线移动监控终端通过无线局域网络与无线传输介质进行实时通信连接，从而实现对站控层网络的安全访问。堡垒机与无线传输介质布置与智能变电站各电压等级设备室的站控层网络交换机所在的屏柜内，220kv设备室、110kv设备室、10kv设备室各一台；无线移动监控终端布置于主控室内，与监控后台放于同一位置，根据需要设置终端数量，一般1～2台，在现场工作开始时，通过管理员对特定运维人员进行授权方式，运维人员可使用此终端进行工作。
88.如图5所示，堡垒机是在变电站特定的站控层网络环境中，保护网络和数据不受来自外部和内部用户的入侵和破坏。管理员通过堡垒机的事前授权、事中监察、事后审计功能，切断移动终端对站控层网络的直接访问，实现用户使用以协议代理的方式实现无线移动终端及站控层网络的访问。堡垒机采用支持linux、数据库、网络设备、安全设备等一系列
授权账号的设备。
89.无线传输介质是通过无线信号与无线移动监控终端进行连接，支持无线视频监控和动态图像传输，以便站控层网络中的数据信息进行实时传输。此无线传输介质支持vpn安全隧道功能。具有抗干扰能力强，传输稳定的特点。支持linux、windows操作系统，实时性强，采用工业级元器件。另外，电源模块支持内置电源反向保护和过压过流保护。
90.无线移动监控终端，支持采用linux(如果很难实现可以考虑windows)安全系统的移动终端。通过登录经授权的账号信息，可进行变电站站控层网络的访问。无线移动监控终端与站内监控后台功能相同，具备实时查看站内所有设备的状态信息、事故记录等功能，但不可具备对监控后台装置配置、数据库的更改功能(因为变电站内更改配置、数据库等信息集中在监控后台更改即可，此终端的主要是查看和信号记录功能，对此项功能不做要求，具备太多功能容易造成网络安全事故)。此无线移动监控终端支持信号标记功能，尤其当变电站验收阶段，会有大量设备信号进行验证，处于错误信号问题多发期，对发现的错误信号进行简单标记，验收工作进行到一个小阶段方便统一进行更改。
91.网线：是连接站控层网络交换机、堡垒机和无线传输介质的功能。应选用工程级六类网线，具备传输信号衰减小，串扰少，更小的时延误差，传输速率高于1gbps。
92.本技术保密运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：
93.1、在智能变电站设备区内，通过此方法可以直接查看设备信息与后台信息是否一致，在空间上实现了设备信息与监控后台信息的整合统一。
94.2、在智能变电站检修预试、消缺等工作时，运维人员进行完操作后，在设备区进行操作确认，不用再到主控室监控后台进行操作确认，大大节约了工作时间。
95.3、在智能变电站信号验收工作，常规做法是现场2人进行设备信息传动，2人在后台进行信号确认。而此方法的使用将无需在主控室布置人员，大大节省了人力资源。大量的信号对点工作无需用通信设备进行沟通，且可以对错误信号进行标记，不再是一个错误信号就进行修改，而是统一进行修改。此方法大大节约了作业时间，提高了工作效率。
96.4、此方法采用了运维人员授权访问机制，在大大提高工作效率的同时，保证了变电站内的网络安全。
97.目前，本发明的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的较小规模试验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已开始着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。