基于多站融合的智慧站一体化监控系统技术方案

本发明专利技术涉及基于多站融合的智慧站一体化监控系统，所述监控系统包括变电站内监控系统和数据中心站监控系统、智慧功能模块以及终端设备，变电站内监控系统和数据中心站监控系统之间、数据中心站监控系统和智慧功能模块之间均通过光纤进行数据传输，数据中心站监控系统与终端设备之间通过无线或站内5G基站进行信号传输；本发明专利技术的智慧站一体化监控系统更为智慧、面向多站、安全可靠、数据处理能力强。

Intelligent station integrated monitoring system based on multi station integration

【技术实现步骤摘要】
基于多站融合的智慧站一体化监控系统
本专利技术属于变电站监控
，尤其涉及基于多站融合的智慧站一体化监控系统。
技术介绍
智能变电站作为电网电压转换、能量分配的关键节点，在电网安全稳定运行中发挥着重要作用，一体化监控系统是其中不可或缺的关键配置，可有效降低故障率、提升变电站运行检修水平。现有的智能变电站一体化监控系统按照分层分布布置，一定程度上满足了站内安全运行和监控的需要，但随着泛在电力物联网建设的推进，“多站融合”成为未来的发展趋势，现有的监控系统亟需改进提升以满足新技术融合发展的需求。“多站融合”是指在智能变电站基础上，充换电(储能)站和数据中心站等其他类型站及相关新技术新业务的融合、扩展，可为智能变电站构建更为强大的信息通信和数据存储、处理系统平台，促进多方业务融合和整体资源利用率的提升，“多站融合”智慧站站点构成示意图如图1所示。现有变电站一体化监控系统对站内主要一、二次设备的工作状态等电气信息关注度较高，但是对安全、消防等运维比较重视但监控方式存在薄弱环节的相关辅助监控相对分离，人工巡检、巡视工作量大、效率低下，需要加强提升；变电站微机保护、中央信号、电压无功控制等电气设备及相关辅助控制系统数据信息量繁多，各采集单元各自为政，存在一定数据冗余，且缺乏后期整理分析，数据利用率较低，再次查阅时浪费人力物力。当前站内的辅助生产系统信息大多以表格、图像、视频等非结构化数据为主，且实时监控会产生大量的历史数据，普通的数据分析处理方式不能满足实际需求。因此，基于这些问题，提供一种更为智慧的、面向多站、安全可靠、数据处理能力强的基于多站融合的智慧站一体化监控系统，具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种更为智慧的、面向多站、安全可靠、数据处理能力强的基于多站融合的智慧站一体化监控系统。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：基于多站融合的智慧站一体化监控系统，所述监控系统包括变电站内监控系统和数据中心站监控系统、智慧功能模块以及终端设备，变电站内监控系统和数据中心站监控系统之间、数据中心站监控系统和智慧功能模块之间均通过光纤进行数据传输，数据中心站监控系统与终端设备之间通过无线或站内5G基站进行信号传输；变电站内监控系统包括电气信息采集控制模块、自动化网络模块以及交直流电源监控模块，电气信息采集控制模块对站内基础信息进行采集，并通过自动化网络模块实现数据的处理分析及上送，交直流电源监控模块对全站的交直流电源系统运行情况进行监控；数据中心站监控系统包括站内数据存储管理模块、主动安全防护模块、智能辅助控制系统模块、视频图像解析处理系统模块、其他智慧控制模块以及数据中心站对外数据存储管理模块，站内数据存储管理模块利用数据中心站的存储能力和数据处理能力，为变电站提供数据安全存储功能；主动安全防护模块利用数据加密和入侵检测技术，在变电站与调度平面交互层构建主动安全防护层，应对处理可能的网络安全攻击；智能辅助控制系统模块配合视频图像解析处理系统模块对实时监控产生的大量历史数据进行解析和识别，将亟需处理的信息传送到终端设备；其他智慧控制模块为多站融合功能以及未来的扩展功能提供监控模块；数据中心站对外数据存储管理模块可为外部企业等提供数据存储、运算数据服务和信息管理功能，承接数据增值服务业务；智慧功能模块包括光伏电站、储能单元、环境监测站、充换电站、北斗基站、5G信号站，光伏电站建立在变电站主运行楼体顶上；储能单元建设在变电站站内，可用来存储光伏电站发出及变电站传送的多余可存储电能，在需要时也可作为电源释放存储的电能；环境监测站采集环境数据，并通过数据中心站监控系统中的其他智慧控制模块将环境监测数据上送至环境监测分析人员处；充换电站安装充电桩为光伏电站和储能单元提供电能，形成充换电集散处；北斗基站接收北斗卫星导航系统的同步对时信号，并与变电站内监控系统及数据中心站监控系统进行信息交互，为全站及周边范围内的其他设备提供时钟同步对时信号及定位信号；5G信号站利用5G信号为变电站内监控系统、数据中心站监控系统及终端设备之间信号传输提供5G服务；终端设备可使得站内人员随时接收来自于数据中心站监控系统甄别出的设备故障或是其他需要及时处理的问题和/或告警。进一步的，所述电气信息采集控制模块包括电流互感器、电压互感器、合并单元、智能终端、保护装置及测控装置，电流互感器和电压互感器采集变电站部分电气设备的基础电压电流信息，经合并单元进行信号转换处理，上送至保护装置及测控装置，保护装置对采集的数据进行判断或是接收监控主机传来的动作信号，如需动作则将信号返给智能终端，电气设备按照信号进行动作，测控装置则将设备状态监测信息通过自动化网络模块上送至电力调度及数据中心站监控系统及站内数据存储管理模块；通过电气信息采集控制模块可实现设备基础信息的采集和一定程度的设备控制。进一步的，自动化网络模块包括监控主机、对时系统、I区数据通信网关机、I区主动安全防护装置、II区数据通信网关机、II区主动安全防护装置；监控主机可通过访问站内数据存储管理模块；对时系统与智慧功能模块中的北斗基站进行交互，保证站内时钟同步信息的精准；通过I区数据通信网关机、II区数据通信网关机可实现外部调度中心及数据中心站监控系统对站内进行调度控制、远程浏览；I区主动安全防护装置及II区主动安全防护装置与数据中心站监控系统中的主动安全防护模块相配合，实现对外部访问的甄别、入侵检测、安全加密。进一步的，所述交直流电源监控模块对全站的交直流电源系统运行情况进行监控，并对智慧功能模块中的光伏电站及储能单元进行监控。进一步的，站内数据存储管理模块具有数据处理和智能分析功能，用以接收变电站内监控系统中需进行存储和处理的数据信息，利用主动安全防护模块提升自身的数据安全等级，以满足变电站安全等级的需求。进一步的，所述主动安全防护模块包括入侵检测功能和数据加密功能，所述入侵检测功能对信息进行入侵检测；所述数据加密功能可根据需求对数据进行不同层级的加密，从而保证站内的信息安全。进一步的，所述智能辅助控制系统模块包括安全警卫、环境监测、视频设备、火灾报警功能，通过站内安装的智能辅控基础感知设备及变电站内监控系统进行信息交互，可分别实现对站内安防、消防、视频、环境监测辅助设备的监视与控制，同时该模块中的视频数据可作为视频图像解析处理系统模块中的视频数据来源，视频图像解析处理系统模块利用视频分析出的安防、消防等问题可及时回传给智能辅助控制系统模块及终端设备。进一步的，所述视频图像解析处理系统模块用于对视频监控回传的图像信息进行设备状态诊断，并回传给变电站内监控系统、智能辅助控制系统模块或终端设备，对故障问题进行及时解决。进一步的，所述其他智慧控制模块各分区与智慧功能模块中的子模块对应进行控制：光伏发电调节对光伏电站进行控制；储能控制对储能单元接收变电站或是光伏电站的电量，释放储能单元中的电量进行削峰填谷或站内用电进行调节控制；充电站电量计量对充换电站供给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多站融合的智慧站一体化监控系统，所述监控系统包括变电站内监控系统(01)和数据中心站监控系统(02)、智慧功能模块(03)以及终端设备(04)，变电站内监控系统(01)和数据中心站监控系统(02)之间、数据中心站监控系统(02)和智慧功能模块(03)之间均通过光纤进行数据传输，数据中心站监控系统(02)与终端设备(04)之间通过无线或站内5G基站进行信号传输；/n变电站内监控系统(01)包括电气信息采集控制模块(01a)、自动化网络模块(01b)以及交直流电源监控模块(01c)，电气信息采集控制模块(01a)对站内基础信息进行采集，并通过自动化网络模块(01b)实现数据的处理分析及上送，交直流电源监控模块(01c)对全站的交直流电源系统运行情况进行监控；/n数据中心站监控系统(02)包括站内数据存储管理模块(02a)、主动安全防护模块(02b)、智能辅助控制系统模块(02c)、视频图像解析处理系统模块(02d)、其他智慧控制模块(02e)以及数据中心站对外数据存储管理模块(02f)，站内数据存储管理模块(02a)利用数据中心站的存储能力和数据处理能力，为变电站提供数据安全存储功能；主动安全防护模块(02b)利用数据加密和入侵检测技术，在变电站与调度平面交互层构建主动安全防护层，应对处理可能的网络安全攻击；智能辅助控制系统模块(02c)配合视频图像解析处理系统模块(02d)对实时监控产生的大量历史数据进行解析和识别，将亟需处理的信息传送到终端设备(04)；其他智慧控制模块(02e)为多站融合功能以及未来的扩展功能提供监控模块；数据中心站对外数据存储管理模块(02f)可为外部企业等提供数据存储、运算数据服务和信息管理功能，承接数据增值服务业务；/n智慧功能模块(03)包括光伏电站(03a)、储能单元(03b)、环境监测站(03c)、充换电站(03d)、北斗基站(03e)、5G信号站(03f)，光伏电站(03a)建立在变电站主运行楼体顶上；储能单元(03b)建设在变电站站内，可用来存储光伏电站发出及变电站传送的多余可存储电能，在需要时也可作为电源释放存储的电能；环境监测站(03c)采集环境数据，并通过数据中心站监控系统(02)中的其他智慧控制模块(02e)将环境监测数据上送至环境监测分析人员处；充换电站(03d)安装充电桩为光伏电站(03a)和储能单元(03b)提供电能，形成充换电集散处；北斗基站(03e)接收北斗卫星导航系统的同步对时信号，并与变电站内监控系统(01)及数据中心站监控系统(02)进行信息交互，为全站及周边范围内的其他设备提供时钟同步对时信号及定位信号；5G信号站(03f)利用5G信号为变电站内监控系统(01)、数据中心站监控系统(02)及终端设备(04)之间信号传输提供5G服务；/n终端设备(04)可使得站内人员随时接收来自于数据中心站监控系统(02)甄别出的设备故障或是其他需要及时处理的问题和/或告警。/n...

【技术特征摘要】
1.基于多站融合的智慧站一体化监控系统，所述监控系统包括变电站内监控系统(01)和数据中心站监控系统(02)、智慧功能模块(03)以及终端设备(04)，变电站内监控系统(01)和数据中心站监控系统(02)之间、数据中心站监控系统(02)和智慧功能模块(03)之间均通过光纤进行数据传输，数据中心站监控系统(02)与终端设备(04)之间通过无线或站内5G基站进行信号传输；
变电站内监控系统(01)包括电气信息采集控制模块(01a)、自动化网络模块(01b)以及交直流电源监控模块(01c)，电气信息采集控制模块(01a)对站内基础信息进行采集，并通过自动化网络模块(01b)实现数据的处理分析及上送，交直流电源监控模块(01c)对全站的交直流电源系统运行情况进行监控；
数据中心站监控系统(02)包括站内数据存储管理模块(02a)、主动安全防护模块(02b)、智能辅助控制系统模块(02c)、视频图像解析处理系统模块(02d)、其他智慧控制模块(02e)以及数据中心站对外数据存储管理模块(02f)，站内数据存储管理模块(02a)利用数据中心站的存储能力和数据处理能力，为变电站提供数据安全存储功能；主动安全防护模块(02b)利用数据加密和入侵检测技术，在变电站与调度平面交互层构建主动安全防护层，应对处理可能的网络安全攻击；智能辅助控制系统模块(02c)配合视频图像解析处理系统模块(02d)对实时监控产生的大量历史数据进行解析和识别，将亟需处理的信息传送到终端设备(04)；其他智慧控制模块(02e)为多站融合功能以及未来的扩展功能提供监控模块；数据中心站对外数据存储管理模块(02f)可为外部企业等提供数据存储、运算数据服务和信息管理功能，承接数据增值服务业务；
智慧功能模块(03)包括光伏电站(03a)、储能单元(03b)、环境监测站(03c)、充换电站(03d)、北斗基站(03e)、5G信号站(03f)，光伏电站(03a)建立在变电站主运行楼体顶上；储能单元(03b)建设在变电站站内，可用来存储光伏电站发出及变电站传送的多余可存储电能，在需要时也可作为电源释放存储的电能；环境监测站(03c)采集环境数据，并通过数据中心站监控系统(02)中的其他智慧控制模块(02e)将环境监测数据上送至环境监测分析人员处；充换电站(03d)安装充电桩为光伏电站(03a)和储能单元(03b)提供电能，形成充换电集散处；北斗基站(03e)接收北斗卫星导航系统的同步对时信号，并与变电站内监控系统(01)及数据中心站监控系统(02)进行信息交互，为全站及周边范围内的其他设备提供时钟同步对时信号及定位信号；5G信号站(03f)利用5G信号为变电站内监控系统(01)、数据中心站监控系统(02)及终端设备(04)之间信号传输提供5G服务；
终端设备(04)可使得站内人员随时接收来自于数据中心站监控系统(02)甄别出的设备故障或是其他需要及时处理的问题和/或告警。


2.权利要求1所述的基于多站融合的智慧站一体化监控系统，其特征在于：所述电气信息采集控制模块(01a)包括电流互感器、电压互感器、合并单元、智能终端、保护装置及测控装置，电流互感器和电压互感器采集变电站部分电气设备的基础电压电流信息，经合并单元进行信号转换处理，上送至保护装置及测控装置，保护装置对采集的数据进行判断或是接收监控主机传来的动作信号，如需动作则将信号返给智能终端，电气设备按照信号进行动作，测控装置则将设备状态监测信息通过自动化网络模块(01b)上送至电力调度及数据中心站监控系统(02)及站内数据存储管理模块(02a)；通过电气信息采集控制模块(01a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷光宇，侯彩龙，李卓然，王第成，张帆，范伟，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12