一种即用式在线监测实现系统及方法技术方案

技术编号:19591633 阅读:40 留言:0更新日期:2018-11-28 04:18
本发明专利技术提供一种即用式在线监测实现系统及方法,包括在线监测节点、无线通讯网关和控制软件系统;控制软件系统用于通过所述无线通讯网关对各个所述在线监测节点采用动态加密方法进行连接安全验证,包括采集参数密匙和指令密匙,提高数据通信的安全性。在线监测节点包含采集器、数据转换模块、前置缓存、处理器、通讯缓存、无线传输模块、电池系统和复位电路。优点为:能够对变电站、供电台区内电力设备的健康状况进行实时监测,实现在线监测的即装即用;通过在现场快速搭建信息采集设备,实现电力设备的远程实时监控,提高系统运行效率,降低人力物力,节省成本,具有布置速度快、系统组网灵活、低成本、低功耗、可扩展性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种即用式在线监测实现系统及方法
本专利技术属于设备在线监测
,具体涉及一种即用式在线监测实现系统及方法。
技术介绍
电力系统作为关系经济、民生的基础性行业,其安全运行是非常重要的,其中电力设备自身的安全运行问题是影响电力系统安全稳定运行的一个重要方面。长期以来,电力系统内对变电站中的变压器等重要电力设备的运行和维护主要是采用事后维修、预防型维修和计划检修等方式,但是,这些检修方式都存在着一些不可避免的弊端。为保证变电站中电力设备的正常运行,现有技术中出现变电站在线监测系统,主要采用的方式为:在站内重要电力设备位置预装在线监测节点,在线监测节点与站内网络有线连接,从而实现对电力设备健康状态的监测。然而,该种方式主要存在以下问题:(1)由于为有线通讯方式,因此,当安装部署在线监测节点时,需要停电安装,从而影响其他在线监测节点的正常运行,降低监测效果;(2)在线监测节点布置过程复杂,无法进行快速部署多类型的在线监测节点;(3)在线监测节点监测参数类型较单一,对于站内设备疑似故障信息采集有限,分析手段较为单一,不利于故障的分析和处理。由此可见,传统的变电站在线监测系统,对于变电站日常巡视、检修、保电、应急监测、疑似故障排查等情况下,无法满足监测需要;不能实现长时间、自动化的状态监测,不利于降低事故发生的风险和提高工作效率。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷,本专利技术提供一种即用式在线监测实现系统及方法,可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下:本专利技术提供一种即用式在线监测实现系统,包括在线监测节点、无线通讯网关和控制软件系统;所述在线监测节点包括多种独立数据采集类型的在线监测节点,分散布置于被监测点;所述在线监测节点为既装既用的在线监测节点,每个在线监测节点具有独立的数据采集、数据分析和通讯功能;所述无线通讯网关采用TG-Inwicos通讯组网技术实现电力无线组网监测,实现多频段、多地址在线监测节点的接入;所述控制软件系统用于通过所述无线通讯网关对各个所述在线监测节点采用动态加密方法进行连接安全验证,在验证通过后,与所述在线监测节点建立有效连接,实现在线监测节点的即时接入;然后,所述控制软件系统配置各个所述在线监测节点的工作参数,接收各个所述在线监测节点上传的采集数据,并对所述采集数据进行分析、数据展示和数据监视预警。优选的,所述在线监测节点包含采集器、数据转换模块、前置缓存、处理器、通讯缓存、无线传输模块、电池系统和复位电路;所述采集器用于采集原始监测信号,并传输给所述数据转换模块;所述数据转换模块用于对所述原始监测信号进行信号调理和数据转换后,再根据预先设置的采样速率采样,将采样后监测信号按照顺序堆栈存入所述前置缓存;所述处理器用于根据所述控制软件系统下发的采样速率,从所述前置缓存读取数据,进行运算处理和加密处理,并将加密后数据存入所述通讯缓存;所述无线传输模块用于计算信道占用情况和信号强度,按照适合的通讯速率将所述通讯缓存中的数据发送给所述无线通讯网关。优选的,所述采集器包括以下类型的采集器:电压采集器、电流采集器、电能质量采集器、温度采集器、湿度采集器、有害气体采集器、噪声采集器、红外采集器、紫外采集器和覆冰厚度采集器。优选的,所述无线通讯网关采用前向纠错编码技术提高通讯数据传输可靠性;所述无线通讯网关通过以太网、USB、WiFi方式与所述控制软件系统进行通讯。优选的,所述控制软件系统用于实现软件系统配置、数据展示、数据分析、数据监视预警和数据管理功能;所述控制软件系统包括:系统配置子系统、采集子系统、监控配置子系统、监控子系统和管理子系统;所述系统配置子系统包括系统配置模块、关联设置模块和数据管理模块;所述系统配置模块,用于配置各个在线监测节点的基础参数,包括:监测区域的分区划分、变电站属性、在线监测节点的地理位置和在线监测节点所属变电站;所述关联设置模块,用于定义控制软件的模拟量采集通道、开关量采集通道与在线监测节点的关联关系;所述数据管理模块,用于生成系统配置安装报表、导入与备份系统配置数据,以及对在线监测节点采集数据的整理;所述采集子系统用于实现对在线监测节点的数据采集、数据分析、数据保存和数据浏览功能;所述采集子系统包括通信口及在线监测节点采集模块、在线监测节点数据缓冲区、数据分析模块、上层通讯模块、本地数据库和运维人员界面模块;所述通信口及在线监测节点采集模块,用于利用多线程技术对多个通信口进行并发访问,完成对在线监测节点的快速轮巡采集;所述在线监测节点数据缓冲区,用于保存在线监测节点实时上传的实时数据,保证数据浏览的实时性和告警的迅速上报;所述数据分析模块,用于对控制软件系统的运行状态进行分析以及对各个在线监测节点的状态进行分析,进而保证系统长期稳定运行;所述上层通讯模块,用于通过TCP/IP接入整个监测系统;将告警数据、变化数据、统计数据和实时数据传送给监控子系统或本地数据库;监控子系统的命令通过所述上层通讯模块传输给所述采集子系统;所述本地数据库,采集子系统所配置的通信口、在线监测节点、采集通道全部保存在本地数据库中的不同数据表中;本地数据库根据配置需要保存一定时间的数据,保存时间以外的数据自动删除并维护数据表格;所述运维人员界面模块,用于提供监测数据的实时查询界面和历史查询界面,以及提供任意采集通道的数据,提供在线监测节点的采集信息,包括采集次数和采集故障次数;所述监控配置子系统,用于为系统配置层次化的可视化图形监控界面,包括监控元素的配置模块、界面元素的配置模块和拓扑结构的配置模块;所述监控元素的配置模块,用于实现区域、局站的配置,逻辑组的配置,设备的配置和参数的配置,其中参数使用组件配置,包括湿度、温度、SF6、开关位置,由此生成监控子系统的监控层次;所述界面元素的配置模块,用于提供图文元素配置友好的应用系统界面,具体包括:文本的配置,线条的配置,图片的配置,立体线、面板和分组框的配置;所述拓扑结构的配置模块,用于实现系统拓扑结构的配置;所述监控子系统,用于以图形、列表、文字、仿真控件多种形式将被监控设备的运行参数展现在运维人员面前;进而使监控系统运维人员实时监测设备的运行状况,及时提示设备的告警,迅速地对设备进行遥控;监控子系统还具有快捷的浏览方式、告警预设、在线告警、信息记录回放系统功能;所述监控子系统包括监控界面模块、控制设备模块、操作设备模块、在线调整设备参数模块和告警处理模块;所述监控界面模块,用于实时地以多种显示方式提供运维人员浏览设备的参数运行情况,方便运维人员从整体上了解监控设备的运行状况;当中心监控区的图标被单击时,进入设备监控区;在设备监控区中,显示在线监测节点实时发回的数据,并形成曲线图形;在监控设备的仿真图形的周围排放着以文字、刻度、时间周期、曲线方式显示的在线监测节点数据;当需在同一界面上浏览更多数据时,左键右击鼠标选择添加在线监测采集节点,即可弹出在线监测采集节点浏览窗口进行选择;所述控制设备模块,用于提供给运维人员设备接入和命名功能,运维人员为配置好的在线监测节点设置访问名称、告警预设值;所述操作设备模块,用于自动记录在线监测数据,当设备有告警时,用鼠标右键单击告警信息,显示告警的设备名称、超限值、超限时刻信息;所述在线调整设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种即用式在线监测实现系统,其特征在于,包括在线监测节点、无线通讯网关和控制软件系统;所述在线监测节点包括多种独立数据采集类型的在线监测节点,分散布置于被监测点;所述在线监测节点为既装既用的在线监测节点,每个在线监测节点具有独立的数据采集、数据分析和通讯功能;所述无线通讯网关采用TG‑Inwicos通讯组网技术实现电力无线组网监测,实现多频段、多地址在线监测节点的接入;所述控制软件系统用于通过所述无线通讯网关对各个所述在线监测节点采用动态加密方法进行连接安全验证,在验证通过后,与所述在线监测节点建立有效连接,实现在线监测节点的即时接入;然后,所述控制软件系统配置各个所述在线监测节点的工作参数,接收各个所述在线监测节点上传的采集数据,并对所述采集数据进行分析、数据展示和数据监视预警。

【技术特征摘要】
1.一种即用式在线监测实现系统,其特征在于,包括在线监测节点、无线通讯网关和控制软件系统;所述在线监测节点包括多种独立数据采集类型的在线监测节点,分散布置于被监测点;所述在线监测节点为既装既用的在线监测节点,每个在线监测节点具有独立的数据采集、数据分析和通讯功能;所述无线通讯网关采用TG-Inwicos通讯组网技术实现电力无线组网监测,实现多频段、多地址在线监测节点的接入;所述控制软件系统用于通过所述无线通讯网关对各个所述在线监测节点采用动态加密方法进行连接安全验证,在验证通过后,与所述在线监测节点建立有效连接,实现在线监测节点的即时接入;然后,所述控制软件系统配置各个所述在线监测节点的工作参数,接收各个所述在线监测节点上传的采集数据,并对所述采集数据进行分析、数据展示和数据监视预警。2.根据权利要求1所述的一种即用式在线监测实现系统,其特征在于,所述在线监测节点包含采集器、数据转换模块、前置缓存、处理器、通讯缓存、无线传输模块、电池系统和复位电路;所述采集器用于采集原始监测信号,并传输给所述数据转换模块;所述数据转换模块用于对所述原始监测信号进行信号调理和数据转换后,再根据预先设置的采样速率采样,将采样后监测信号按照顺序堆栈存入所述前置缓存;所述处理器用于根据所述控制软件系统下发的采样速率,从所述前置缓存读取数据,进行运算处理和加密处理,并将加密后数据存入所述通讯缓存;所述无线传输模块用于计算信道占用情况和信号强度,按照适合的通讯速率将所述通讯缓存中的数据发送给所述无线通讯网关。3.根据权利要求2所述的一种即用式在线监测实现系统,其特征在于,所述采集器包括以下类型的采集器:电压采集器、电流采集器、电能质量采集器、温度采集器、湿度采集器、有害气体采集器、噪声采集器、红外采集器、紫外采集器和覆冰厚度采集器。4.根据权利要求1所述的一种即用式在线监测实现系统,其特征在于,所述无线通讯网关采用前向纠错编码技术提高通讯数据传输可靠性;所述无线通讯网关通过以太网、USB、WiFi方式与所述控制软件系统进行通讯。5.根据权利要求1所述的一种即用式在线监测实现系统,其特征在于,所述控制软件系统用于实现软件系统配置、数据展示、数据分析、数据监视预警和数据管理功能;所述控制软件系统包括:系统配置子系统、采集子系统、监控配置子系统、监控子系统和管理子系统;所述系统配置子系统包括系统配置模块、关联设置模块和数据管理模块;所述系统配置模块,用于配置各个在线监测节点的基础参数,包括:监测区域的分区划分、变电站属性、在线监测节点的地理位置和在线监测节点所属变电站;所述关联设置模块,用于定义控制软件的模拟量采集通道、开关量采集通道与在线监测节点的关联关系;所述数据管理模块,用于生成系统配置安装报表、导入与备份系统配置数据,以及对在线监测节点采集数据的整理;所述采集子系统用于实现对在线监测节点的数据采集、数据分析、数据保存和数据浏览功能;所述采集子系统包括通信口及在线监测节点采集模块、在线监测节点数据缓冲区、数据分析模块、上层通讯模块、本地数据库和运维人员界面模块;所述通信口及在线监测节点采集模块,用于利用多线程技术对多个通信口进行并发访问,完成对在线监测节点的快速轮巡采集;所述在线监测节点数据缓冲区,用于保存在线监测节点实时上传的实时数据,保证数据浏览的实时性和告警的迅速上报;所述数据分析模块,用于对控制软件系统的运行状态进行分析以及对各个在线监测节点的状态进行分析,进而保证系统长期稳定运行;所述上层通讯模块,用于通过TCP/IP接入整个监测系统;将告警数据、变化数据、统计数据和实时数据传送给监控子系统或本地数据库;监控子系统的命令通过所述上层通讯模块传输给所述采集子系统;所述本地数据库,采集子系统所配置的通信口、在线监测节点、采集通道全部保存在本地数据库中的不同数据表中;本地数据库根据配置需要保存一定时间的数据,保存时间以外的数据自动删除并维护数据表格;所述运维人员界面模块,用于提供监测数据的实时查询界面和历史查询界面,以及提供任意采集通道的数据,提供在线监测节点的采集信息,包括采集次数和采集故障次数;所述监控配置子系统,用于为系统配置层次化的可视化图形监控界面,包括监控元素的配置模块、界面元素的配置模块和拓扑结构的配置模块;所述监控元素的配置模块,用于实现区域、局站的配置,逻辑组的配置,设备的配置和参数的配置,其中参数使用组件配置,包括湿度、温度、SF6、开关位置,由此生成监控子系统的监控层次;所述界面元素的配置模块,用于提供图文元素配置友好的应用系统界面,具体包括:文本的配置,线条的配置,图片的配置,立体线、面板和分组框的配置;所述拓扑结构的配置模块,用于实现系统拓扑结构的配置;所述监控子系统,用于以图形、列表、文字、仿真控件多种形式将被监控设备的运行参数展现在运维人员面前;进而使监控系统运维人员实时监测设备的运行状况,及时提示设备的告警,迅速地对设备进行遥控;监控子系统还具有快捷的浏览方式、告警预设、在线告警、信息记录回放系统功能;所述监控子系统包括监控界面模块、控制设备模块、操作设备模块、在线调整设备参数模块和告警处理模块;所述监控界面模块,用于实时地以多种显示方式提供运维人员浏览设备的参数运行情况,方便运维人员从整体上了解监控设备的运行状况;当中心监控区的图标被单击时,进入设备监控区;在设备监控区中,显示在线监测节点实时发回的数据,并形成曲线图形;在监控设备的仿真图形的周围排放着以文字、刻度、时间周期、曲线方式显示的在线监测节点数据;当需在同一界面上浏览更多数据时,左键右击鼠标选择添加在线监测采集节点,即可弹出在线监测采集节点浏览窗口进行选择;所述控制设备模块,用于提供给运维人员设备接入和命名功能,运维人员为配...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨晓杰何兴平李锐陈宏杨成亮朱赟徐文霞夏海飞吴海霞王国辉唐良富李朝津戴思源杨秀凡陈凤涛鲍立香许星杰杨奎敬炳侠王坤余波江张世现
申请(专利权)人:云南电网有限责任公司昭通供电局
类型:发明
国别省市:云南,53

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