电力通信网无人值守的监控系统解决方案

如今的电力通信网以同步数字传输技术（SDH）为基础，以E1/2Mbit/s线路传输方式组网架构，承载多种电力系统的综合业务，如继电保护信号、远动信号的传输，调度电话、日常电话的正常使用，光穿透业务等。通信业务在电力网中的作用越来越明显，但是由于通信专业人员短缺，并且要做到被监控局站的无人值守，因此引入监控系统是势在必行。

一个合格的监控系统必须应能达到以下几点要求：必须形成至少涵盖本地网规模的多级监控网，具备较强的扩容能力；必须达到实时监控的响应时间，并实现系统性能与系统规模的无关性；监控的软硬件体系必须稳定可靠；必须能将各种不同类型的传统设备和智能型设备完整的纳入监控系统；系统硬件具备升级兼容性；系统软件具备在线扩容、设置更新的能力；可以灵活的扩展图像监控的功能，并实现告警联动。

1 监控对象的分类

按照监控对象的不同，可以把监控对象分成三类，即按用途分类，按性能分类，按电特性分类。

按用途分类

可分为通信动力系统监控和环境系统监控两大类，其中通信动力系统包括高压配电、低压配电、交流稳压器、UPS、整流器和蓄电池组等动力设备，环境系统包括机房用空调、门禁、温湿度、红外、烟雾、水浸等环境量。在各局站无人值守的情况下，还配有静态或动态图像监控，在中心实时监视现场的情况。通过对动力设备和环境合理布置监测点，就能准确将设备运行状态和运行数据集中反映到监控中心

按性能分类

按被采集设备的性能可分为智能设备和非智能设备。智能设备只设备本身带有一定数量的传感器、变送器，可以进行数据采集和处理能力，并带有智能接口，可直接与后台进行通信。非智能设备本身不具备数据采集和处理能力，无智能接口。对于是能设备，可通过其智能设备协议（包括智能设备通信协议、数据包的结构、包的内容及接口方式）直接进行通信，纳入监控系统。对于非智能设备则需通过采集器采集数据再接入监控系统。

按电特性分类

（1）按电量分

监控对象可分为非电量和电量，对于非电对象（如温湿度），应通过传感器把非电量变成电量后接入数据采集设备，对于电量（如电压电流）则通过变送器把其变换成适合采集器要求的输入信号范围后接入数据采集设备。

（2）按信号性质分

监控对象按信号的性质可分为模拟量和数字量。模拟量是指那些随时间连续变化的量（如交流电压、交流电流等），对这些量的测量，需采用模/数转换器把模拟量变成数字量后才能适宜单片机采集，而数字量是指那些仅有0和1两种状态的量，这样的量单片机可直接测量。

监控量的分类

在实际应用中，一般只选择四种有代表性的参数进行监控，即

AI：模拟输入信号参量（遥测量）

AO：模拟输出信号参量（遥调量）

DI：数字输入信号参量（遥信量）

DO：数字输出信号参量（遥控量）

下表列出了通信机房常用的几种监控量

2 监控系统组网结构

从系统规模来看，电力通信网监控系统需要有较大的监控规模，需要能涵盖整个本地网，监控对象的数量多，类型复杂；从结构来看，监控系统属广域网范畴，规模大、数据量多，其组网结构与一般的小规模普通局域网类设计出发点完全不同。其合理的架构就是分布式广域网结构，结合通信行业阶层试管理体制的模式，动力环境集中监控系统在网络架构上应该采用树型阶层分布式网络架构，组建一个树型阶层式的类Intranet广域网监控系统，简单示意如下：

( 电力网监控系统）

动力环境集中监控系统要实现树型阶层分布式网络架构，其主要数据处理层应该是分布在监控中心，由该层的处理总机构成整个监控广域网的分布式计算机系统。主监控中心主要负责动态路由的建立，统一逻辑数据库与物力分布数据库的对应，以及应用层人机界面的接入。其优点也是显而易见的：

（1）系统具有良好的实时性，便于集中控制；

（2）网络结构层次简单，所有短剧数据直达本地网监控中心，简化了通信环节，提高了系统的可靠性；

（3）只有一个集中监控中心，避免了由于多级监控中心同时操作同一个监控对象而引起的混乱；

（4）削减了监控站的建设开销，减少了传输设备的投资，在提高系统性能的基础上，减低了系统价格。

（5）拥有很好的扩容性，结合分布式结构的并发特性，整个系统可在保证性能的前提下扩容到很大的规模。

3 监控信息的传输方式

在动力环境集中监控系统中，传输方式是一个可以独立于系统其他技术的技术。由于监控厂商本身不提供传输条件，因此监控数据的传输必须依赖于我们电力通信网已有的传输条件，也就是说要采用E1接入设备的2M组网方式。采用这种组网架构时，各基站通过E1/2Mbit/s线路中时隙传输，各个局站间通过完整的E1/2Mbit/s线路将监控数据介入区域监控中心。通过完整的E1/2Mbit/s线路还可实现动力与影像信息的传输。因为实时图像对于带宽的要求比较高，模拟图像数字化之后大约有100M，经压缩后可达到384K-2M之间。采用2M组网图像效果比较好，传输可靠。