一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统及方法，包括：就地模块基于边缘计算，用于根据各类辅助设备运行状态特征分别建立数据模型，将解析的各类辅助设备私有协议数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；智能网关模块基于消息分发机制，用于接收就地模块上传的信息，并将接收的信息按高低顺序建立待发消息队列优先级标识，将待发消息按照优先级标识的大小顺序发出；监控模块基于三维技术，用于将变电站全站、变电站建筑物、辅助设备三维模型集成到监控模块软件；用于接收智能网关模块发出的消息，并在辅助设备三维模型上进行数据模拟。本发明专利技术可为辅助设备运维人员提供有效的监控手段，可提高运维效率，降低运维成本。

A monitoring system and method of substation auxiliary equipment based on Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统及方法
本专利技术属于变电站监控系统
，特别涉及一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统及方法。
技术介绍
随着变电站监控技术、物联网技术的发展，运维人员对变电站辅助设备智能监控要求也日益增强。目前，变电站辅助设备种类繁多，主要包括消防、安防、在线监测、环境监测、SF6监测、照明控制以及智能锁控等方面，各个设备厂家提供的物理接口差别较大，采用的底层通讯协议也各不相同，这些实际存在的问题降低了辅助设备数据的可用性和管控力度，增加了辅助设备监控系统运行维护的工作量，不利于系统的推广应用。综上，亟需一种新的基于物联网的变电站辅助设备监控系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术可为辅助设备运维人员提供有效的监控手段，可提高运维效率，降低运维成本。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统，系统架构包括：就地模块，所述就地模块基于边缘计算，用于根据各类辅助设备运行状态特征分别建立数据模型，将解析的各类辅助设备私有协议数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；其中，数据模型包括辅助设备的状态数据、继电器的动作信号、测量值的阈值范围以及继电器动作次数上限；智能网关模块，所述智能网关模块基于消息分发机制，用于接收就地模块上传的辅助设备的动作信号、告警信号、状态数据，按信息接收的先后建立待发消息队列优先级标识，优先级标识初始为0，每增加一条消息优先级标识加1，将待发消息按照优先级标识的大小顺序倒序发出；监控模块，所述监控模块基于三维技术，用于将变电站全站、变电站建筑物、辅助设备三维模型集成到监控模块软件；用于接收智能网关模块发出的消息，并在辅助设备三维模型上进行数据模拟，实现变电站辅助设备监控；其中，就地模块、智能网关模块和监控模块之间互联互通。本专利技术的进一步改进在于，所述就地模块部署在变电站安全II区设备侧，用于通过调度数据网与智能网关模块实时通讯；所述智能网关模块部署在变电站安全II区，用于与监控模块前置机进行通讯；所述监控模块部署在运维班、地市公司或更上级单位安全II区，用于接入辖区的多个变电站，提供三维可视化监控界面，实现变电站辅助设备远程集中监控。本专利技术的进一步改进在于，所述就地模块，具体用于：(2.1)通过光纤接口与变电站内辅助设备的控制器、传感器相连接；(2.2)建立各类辅助设备私有协议栈，实时解析各种私有协议的数据并存储于就地模块闪存中；(2.3)将(2.2)中解析的数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；(2.4)建立各类辅助设备的数据模型与DL/T860通讯标准的映射关系，将各类辅助设备的状态数据、动作信号及告警信号数据以DL/T860通讯报文发送至智能网关模块；(2.5)将已经成功发送的状态数据、动作信号及告警信号数据进行标记。本专利技术的进一步改进在于，所述智能网关模块，具体用于：(3.1)接收并解析就地模块上传的状态数据、动作信号及告警信号数据；(3.2)建立待发消息队列，将(3.1)接收到的数据写入待发消息队列，按动作信号、告警信号、状态数据的接收先后顺序建立待发消息队列优先级标识；(3.3)建立DL/T634.5104通讯标准的协议栈，将待发消息队列中的待发消息按照优先级标识的大小顺序向监控模块进行发送；已成功发送的消息从待发消息队列中移除，写入已发消息日志文件进行保存，未发送成功的待发消息更新优先级标识至最高。本专利技术的进一步改进在于，所述监控模块，具体用于：(4.1)按照变电站建筑及辅助设备的位置、尺寸大小，变电站辅助设备的按钮、开关、信号实体部件进行三维建模；(4.2)接收智能网关模块上报的辅助设备状态数据、动作信号及告警信号数据，对接收数据解析后将数据写入系统的实时数据库和历史数据库；(4.3)通过三维引擎开发变电站三维插件，将变电站三维模型导入到基于三维技术的监控模块界面，在辅助设备三维模型上将数据库中的数据进行模拟；其中，三维引擎用于软件界面上渲染三维场景，基于C++插件实现三维视角、旋转和按钮功能实现；(4.4)在监控模块界面对变电站各类辅助设备设置操作按钮和告警提示，操作按钮用于在界面操作下发变电站设备动作命令，告警提示用于提示变电站设备的告警状态。本专利技术的一种基于物联网的变电站辅助设备监控方法，包括以下步骤：步骤1，基于边缘计算，根据各类辅助设备运行状态特征分别建立数据模型，将解析的各类辅助设备私有协议数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；其中，数据模型包括辅助设备的状态数据、继电器的动作信号、测量值的阈值范围以及继电器动作次数上限；步骤2，基于消息分发机制，接收就地模块上传的辅助设备的动作信号、告警信号、状态数据，按信息接收的先后建立待发消息队列优先级标识，优先级标识初始为0，每增加一条消息优先级标识加1，将待发消息按照优先级标识的大小顺序倒序发出；步骤3，基于三维技术，用于将变电站全站、变电站建筑物、辅助设备三维模型集成到监控模块软件；接收智能网关模块发出的消息，并在辅助设备三维模型上进行数据模拟，实现变电站辅助设备监控。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，具体包括：步骤1.1，通过光纤接口与变电站内辅助设备的控制器、传感器相连接；步骤1.2，建立各类辅助设备私有协议栈，实时解析各种私有协议的数据并存储于就地模块闪存中；步骤1.3，将步骤1.2中解析的数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；步骤1.4，建立各类辅助设备的数据模型与DL/T860通讯标准的映射关系，将各类辅助设备的状态数据、动作信号及告警信号数据以DL/T860通讯报文发送至智能网关模块；步骤1.5，将已经成功发送的状态数据、动作信号及告警信号数据进行标记。本专利技术的进一步改进在于，步骤2中，具体包括：步骤2.1，接收并解析就地模块上传的状态数据、动作信号及告警信号数据；步骤2.2，建立待发消息队列，将步骤2.1接收到的数据写入待发消息队列，按动作信号、告警信号、状态数据的接收先后顺序建立待发消息队列优先级标识；步骤2.3，建立DL/T634.5104通讯标准的协议栈，将待发消息队列中的待发消息按照优先级标识的大小顺序向监控模块进行发送；已成功发送的消息从待发消息队列中移除，写入已发消息日志文件进行保存，未发送成功的待发消息更新优先级标识至最高。本专利技术的进一步改进在于，步骤3中，具体包括：步骤3.1，按照变电站建筑及辅助设备的位置、尺寸大小，变电站辅助设备的按钮、开关、信号实体部件进行三维建模；步骤3.2，接收智能网关模块上报的辅助设备状态数据、动作信号及告警信号数据，对接收数据解析后将数据写入系统的实时数据库和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统，其特征在于，系统架构包括：/n就地模块，所述就地模块基于边缘计算，用于根据各类辅助设备运行状态特征分别建立数据模型，将解析的各类辅助设备私有协议数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；其中，数据模型包括辅助设备的状态数据、继电器的动作信号、测量值的阈值范围以及继电器动作次数上限；/n智能网关模块，所述智能网关模块基于消息分发机制，用于接收就地模块上传的辅助设备的动作信号、告警信号、状态数据，按信息接收的先后建立待发消息队列优先级标识，优先级标识初始为0，每增加一条消息优先级标识加1，将待发消息按照优先级标识的大小顺序倒序发出；/n监控模块，所述监控模块基于三维技术，用于将变电站全站、变电站建筑物、辅助设备三维模型集成到监控模块软件；用于接收智能网关模块发出的消息，并在辅助设备三维模型上进行数据模拟，实现变电站辅助设备监控；/n其中，就地模块、智能网关模块和监控模块之间互联互通。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统，其特征在于，系统架构包括：
就地模块，所述就地模块基于边缘计算，用于根据各类辅助设备运行状态特征分别建立数据模型，将解析的各类辅助设备私有协议数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；其中，数据模型包括辅助设备的状态数据、继电器的动作信号、测量值的阈值范围以及继电器动作次数上限；
智能网关模块，所述智能网关模块基于消息分发机制，用于接收就地模块上传的辅助设备的动作信号、告警信号、状态数据，按信息接收的先后建立待发消息队列优先级标识，优先级标识初始为0，每增加一条消息优先级标识加1，将待发消息按照优先级标识的大小顺序倒序发出；
监控模块，所述监控模块基于三维技术，用于将变电站全站、变电站建筑物、辅助设备三维模型集成到监控模块软件；用于接收智能网关模块发出的消息，并在辅助设备三维模型上进行数据模拟，实现变电站辅助设备监控；
其中，就地模块、智能网关模块和监控模块之间互联互通。


2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统，其特征在于，
所述就地模块部署在变电站安全II区设备侧，用于通过调度数据网与智能网关模块实时通讯；
所述智能网关模块部署在变电站安全II区，用于与监控模块前置机进行通讯；
所述监控模块部署在运维班、地市公司或更上级单位安全II区，用于接入辖区的多个变电站，提供三维可视化监控界面，实现变电站辅助设备远程集中监控。


3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统，其特征在于，所述就地模块，具体用于：
(2.1)通过光纤接口与变电站内辅助设备的控制器、传感器相连接；
(2.2)建立各类辅助设备私有协议栈，实时解析各种私有协议的数据并存储于就地模块闪存中；
(2.3)将(2.2)中解析的数据导入数据模型进行计算，产生辅助设备告警信号；
(2.4)建立各类辅助设备的数据模型与DL/T860通讯标准的映射关系，将各类辅助设备的状态数据、动作信号及告警信号数据以DL/T860通讯报文发送至智能网关模块；
(2.5)将已经成功发送的状态数据、动作信号及告警信号数据进行标记。


4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统，其特征在于，所述智能网关模块，具体用于：
(3.1)接收并解析就地模块上传的状态数据、动作信号及告警信号数据；
(3.2)建立待发消息队列，将(3.1)接收到的数据写入待发消息队列，按动作信号、告警信号、状态数据的接收先后顺序建立待发消息队列优先级标识；
(3.3)建立DL/T634.5104通讯标准的协议栈，将待发消息队列中的待发消息按照优先级标识的大小顺序向监控模块进行发送；已成功发送的消息从待发消息队列中移除，写入已发消息日志文件进行保存，未发送成功的待发消息更新优先级标识至最高。


5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的变电站辅助设备监控系统，其特征在于，所述监控模块，具体用于：
(4.1)按照变电站建筑及辅助设备的位置、尺寸大小，变电站辅助设备的按钮、开关、信号实体部件进行三维建模；
(4.2)接收智能网关模块上报的辅助设备状态数据、动作信号及告警信号数据，对接收数据解析后将数据写入系统的实时数据库和历史数据库；
(4.3)通过三维引擎开发变电站三维插件，将变电站三维模型导入到基于三维技术的监控模块界面，在辅助设备三维模型上将数据库中的数据进...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨传凯，江涛，刘伟，李旭，师一卿，张晓兰，韦汶妍，欧沁林，张璐，王文森，琚泽立，侯喆，蒲路，原辉，王辰曦，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司电力科学研究院，国网陕西省电力公司，国网山西省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61