电力监控系统技术方案设计

电力监控系统技术要求

1.1适用范围

本技术规格书适用于变电站的变电所及配电房的电力监控系统。

1.2应遵循的主要标准

GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》

GB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》

GB/T9361-88《计算站场地安全要求》

GB/T13729-2002《远动终端设备》

GB/T13730-2002《地区电网调度自动化系统》

GB/T15153.1-1998《远动设备及系统--电源和电磁兼容性》

GB/T15153.2-2000《远动设备及系统--环境要求》

GB/T17463-1998《远动设备及系统--性能要求》

GB/T18657-2002《远动设备及系统--传输规约》

DL/T860(IEC61850)《变电站通信网络和系统》

GB/T16435.1-1996《运动设备及系统接口(电气特征)》

GB/T15532-2008《计算机软件单元测试》

GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》

GB4943-2001《信息技术设备的安全》

GB/T17626-2006《电磁兼容》

1.3技术要求

1.3.1系统技术参数

•画面响应时间w1s;

•站内事件分辨率45ms;

•变电所内网络通信速率>100Mbps;

•装置平均无故障工作时间(MBTF)>30000小时;

•系统动作正确率不小于99.99%。

•系统可用率不小于99.99%;

•站间通信响应时间&10ms;

•站间通信速率/100Mbps;

1.3.2系统构成概述

a）系统结构

整个系统以实时数据车为核心，系统厂家应具备自主研发的数据库，同时应该具备软件

著作权或专利证书，保证软件系统与硬件系统配置相适应，应用成熟、可靠，具备模块

化可配置的技术架构，相关证书投标时需要提供。

•数据采集

数据采集软件，支持下传控制命令。将从现场网络采集的数据写入实时数据库。采用动

态加载驱动方式，便于扩充特殊协议的设备。包括MODBUS485/TPC驱动、OPC驱动和仿

真驱动simdrvo

•实时数据库

实时数据库应符合Windows64位X64版，负责数据实时和历史服务。采用基于TCP

协议的应用层协议，具备LZO实时压缩传输，极大的节约网络流量资源，提供rdb4api.dll

标准DLL封装协议便于客户端使用。实时数据库应具备数据响应快、容量大、具有冗余备

份存储等特点，例如美国OSISo代ware推出的PI实时数据库系统。

实时数据库应具备管理工具，用于管理实时库的帐号、标签、数据卷和数据查询。分为

X86版和X64版，采用跨平台的基于TCP协议的应用协议。

实时库应具备备份工具，提供实时库的在线实时备份功能。比通用备份工具比如Veritas

或RoseMirrorHA等效率更高、占用资源更少、使用更简单、节约工程成本。

实时数据库应提供是数据同步工具，用于数据恢复和多库之间的数据同步。

在100M网络上，标签服务秒可提供28万个标签属性记录服务，数据服务每秒可提供

100万条历史数据记录服务。内置历史缓存和历史预读为多客户并发历史服务提供优异的检

索和查询统计性能。

b）设计规格

•运行平台Windowsserver2003sp2及以上服务器，同时支持windows64位和Linux64

位系统平台；

•最大标签数达到）100万；

•最大并发连接客户数》512万；

•最大历史数据卷个数4096个，单卷容量＞120G,每个卷数据可以存储＞100年

•可变长度类型大小，每条记录最大1000字节

•SOE事件最大4G空间，大于1000万条记录，自动回收利用旧空间。

•磁盘访问方式支持直接扇区写盘+写通式自有缓存

•快速查询检索，与历史数据规模无关的检索查询效率；

•可配置有损压缩和无损压缩（压缩率在2-32倍）的历史归档；

•高可用，支持在线备份、数据灾难恢复；

•提供在线备份和数据同步工具，支持双库和多库冗余

•提供客户端API供第三方程序使用

•多标具备防服务器断电机制

•提供管理工具管理实时库

•签高级查询统计，适合SIS高级查询分析使用

•支持历史插入和补录功能

c）软件层次结构

以实时库为核心，采用基于TCP的协议封装的应用接口API,部署灵活，根提工程

实际情况部署，最小可将全部软件部署在一台计算机上。

1.3.3主要设备技术要求

变电所电力监控系统采用集中管理、分散布置的模式。

1.3,3.1监控工作站

监控工作站安装变电所电力监控系统应用软件，用于提供变电所电力监控系统的人机操

作界面。工作人员可以通过此工作站监视变电所内各类供电系统设备的工作状态、报警信号

等。

•采用知名品牌的工业级一体化低功耗计算机，采用32位以上字长CPU,性能不低于

Intel酷睿双核2.8GHZ,内存不低于4G;工业级15英寸LCD分辨率不低于1C24X

768,可视角不小于160度；采用高可靠性硬盘，容量不低于500G。投标人在标书

中提供CPU主频和内存容量、所配置的操作系统等参数。

•采用成熟稳定的嵌入式操作系统，井去除不必要的功能模块。

•具备工作站自身工作状态的监视功能，如风扇速度、CPU温度、硬盘工作情况等，

并可上传综合监控系统。

•配置DVD+/-RW驱动器、USB接口等存储设备接口。

•人机接口:应配置用于所内监控、软件维护，设备调试等人机接口；同时提供鼠标

（或触摸板等其他定位设备）、键盘。

SNMP支持、SNTP支持。

失败等信息，分为事故遥信和预告遥信。事故遥信指使设备停电、停运的事故信号，预告

遥信指不影响设备继续运行的故障信号。遥信信息在人机界面上实时刷新，以便操作员及

时了解现场设备运行状态，

遥信点变位描述可按用户要求定义，系统按遥信的类型分类定义变位描述，用户也可

进行自定义描述。

系统可定义给出变电所电力监控系统中设备的工作状态、网络运行状态、通道运行状

态等虚拟遥信点。

b）遥测

•系统采集本变电所内由综合保护测控装置、智能监测装置、智能电表提供的各类监

测对象的电压、电流、电量、功率因数、谐波等参数。

•断路器状态、隔离开关状态、地刀状态、保护信号、接点状态等开关状态。

•变压器温度、母线温度

•各种报警信号

c）数据处理功能

变电所电力监控系统接收的基础设备数据信息存储在本地数据库后，可经处理后通过

自身软件或转存为通用电子表格形式实现以下处理功能：并可打印：

•各种开关操作信息（包括站名、对象、性质、发生时间等，打印颜色为黑色），记录在

事件日志中。

•各种故障信息（包括站名、对象、性质、发生时间等，打印颜色为红色），记录在报警

列表中。

・电流电压曲线（包括站名、时间）。

•遥测量超限监视：当电流、电压量超过极限值时，发出超限报警（在显示画面上改变

显示颜色并闪烁）。

•过负荷发生时间、持续时间的监视，可进行打印（需要时）和存盘，打印颜色为红色。

•当日负荷峰谷最大、最小值，最高、最低电压、电流出现时间的统计。

•电流、电压、电度量等曲线的显示可以根据不同的时间要求进行时间分割显示，以

便观察电流、电压、电度量在不同时间的变化情况。

•双重越限检验，对每个点均可设置上限、上上限、下限、下下限限值，超过限值时

产生越限报警。

d）SOE事件记录

SOE（事件顺序）记录用十分辨事件发生的先后顺序（如故障跳闸的顺序）。系统可以以

各种方式（按时间、按事故源对象等）查询、分析和打印SOE记录。

保护整定值数据读取提供保护整定值读取功能。

1.3.4.2显示及操作功能

a）人机界面显示及操作功能

人机界面是值班员日常监视、操作的主界面，由运行监控程序和其他辅助的模块组

成。主要提供如下功能：

•画面显示、值班员常用操作等功能。

•人机操作接口应提供窗口管理、画面显示以及操作等功能。

•在人机界面可进行相关程序启动操作。

•对系统历史数据进行查询。

•系统可显示供电系统图、本变电所主接线图、报警/预告画面及其它画面等。具体画

面包括（但不限于以下内容）：

•变电所供电设备分布示意图。

•变电所综合自动化构成示意图。

•变电所主接线和牵引网图。

•报警/预告信息画面。

•变电所电力监控系统网络拓扑图。

b）变电所电力监控系统运行状况显示

系统能实时显示所连接变电所电力监控系统的运行状况。若发现系统设备发生故障能

自动报警提示维护人员，并对运行设备的设备名称、设备所在配电机房、故障发生时间、

恢复/更换时间进行自动记录。

1.3.4.3趋势分析

模拟量趋势记录图、测量值或者状态可在操作员工作站上显示。也可以多窗口同时显

示趋势记录图。每一个趋势图应使用不同的颜色进行显示或打印。

在一个窗口，任意时刻，可以选择多个趋势记录，方便进行比较。每一个趋势图应使

用不同的颜色进行显示或打印。

1.3.4.4事故报警和记录功能

系统设备发生故障或异常时，自动发出各类预告/事故报警信号。

•SOE时间记录及报警

•电气模拟量和非电气模拟量可以设置限制，超出限制和越限记录和报警

•开关位变化报警及记录

•能源需量越限报警及记录

•分类记录报警类型

•控制操作记录、保护动作记录、系统设置记录、通信故障记录

a）人机界面报警显示：

变电所电力监控系统发生故障时，在变电所人机界面上自动推出报警画面（画面可由

用户自定义）。报警应该分为多级，不同级别的报警定义不同的显示方式，如：一般性报警

信息在报警列表采用高亮度或醒目颜色显示，重要报警信息自动推出报警画面（画面可由用

户自定义）。报警发生后，值班员必须通过界面上的确认按钮确认，否则，报警信息一直在

列表顶端或者人机界面最前端。

b）音响报警：

控制信号屏配置音响报警装置，报整声音分为事故、预告两种类型，两种类型的声音

应该有明显区别。

报警音响可以通过人机界面复归、手动复归和自动复归。用户可以选择其中一种或者

多种复归方式，并设置报警设备投入/退出/测试转换开关。

1.3.4.5时钟同步

电力监控系统应具接收GPS模块提供的时钟信号，实现服务器时间与北京时间同步。

系统具备对其监控的智能设备（保护装置、智能监控装置等）提供对时功能（如NTP）.

1.3.4.6配电房无人运维管理功能

a）配电室环境监测

•配电室环境温度、湿度、粉尘监测；

•配电室门开合状态监测；

•视频监控：配电室内加装两台红外摄像头，视频监控配电室内情况。

b）移动端远程管理

数据远程集中管理，挖掘信息，提供运行建议。

设置越线预警，发掘潜在故障隐患。设置巡检线路、巡检计划、巡检内容，并进行人

员分配，巡检人员按照巡检定位点检，并对缺陷进行报修、拍照上传。

监视并记录设备的安全状况及设备的运行情况，提高设备日常运行的安全性和可靠

性，提供事后事故分析相关图像资料。

用户在手机、平板、PC间使用统一的账号系统，在任意一个终端的操作信息均可自动

同步至全部应用终端。

•故障报修

值班人员接到客户电话报修或其它服务人员通过PC端报修，将报修的相关信息录入到

平台中，并可依据不同的权限进行后续的报修派工调度工作。

•计划管理

根据实际的情况建立设备的维护保养计划，设置维护的内容和维护时间，到期提醒具

体的维修人员。可选择查询的时间段及维护类型对维护计划的状态进行查询。

•计划审批

计划生成后，需要主管领导确认审批后，才会进行相应的调度派工流程。

1.3.4.7电能及能源管理

实时采集电度、流量、冷/热量等能耗数据及电压、电流、功率等配电参数，温度、

湿度、压力等传感器参数环境参数。

实时显示、统计各回路各时段的电度值，对电能数据进行分时计费统计。具有多种分

时计费（尖、峰、谷、平值等）方案和费率的种类。实时显示、统计各回路每日、每月、每

年的有功电度总值和无功电度总值；

实现对能源的计费功能，支持多种计费方案统计计算各种能源的成本费用。支持分时

计费、阶梯式计费、单一制计费等多种计费方式，提供灵活的自定义统计公式以便于用户

自行设计实现复完“

集中展示用户最为关注的能耗统计数据结果，并以柱状图、饼图、曲线、表格等多种

图形化方式展示。

供配电系统图、工艺图、网络图、视频监控，实现能耗清晰化、数据可视化、管理数

字化。

能自动准确的记录各种时刻的运行数据，实现自动记录功能，节省了人力，完全做到

了省时、省力，并可以随时调用，更有利于提高了管理水平；

提供丰富报表功能，各种监测数据通过报表的形式进行管理，分为监测数据日报表、

月报表、年报表、以及综合报表等各种报表的形式；

1.3.4.8变压器负载分析

对变压器负载率分析，可以查看实时曲线变化和历史值，有效避免现场负荷过大影响

变压器功能与性能。

1.3.4.9台账信息管理

a）设备台账

设备的内部标识、名称、类型、厂商等基本信息；配置配电室、配电柜、设备、采集

设备之间的一一对应关系，管理分类、用途分类、管理部门、管理人、安装位置、购买时

间、终止使用时间等。

b）设备属性

设备属性配置每个设备类型所具有的设备属性，分共有属性和每个类型特定属性；共

有属性为每个设备类型都具有的属性，可对设备属性名称、属性编号、排序、是否启用等

信息进行增删改查的操作，特定属性记录设备的专有信息，这些信息可以通过配置来实

现。

1.3.4.10权限管理管理功能

变电所电力监控系统中监控工作站的操作权限可通过系统统一管理，实现以下功能：

•用户组的定义、密码的修改。

・用户组操作权限的定义。

1.3.4.11统计报表及打印

系统接收由被控变电站监控单元经通信通道传送上来的数据信息，经过各种算术及

逻辑处理后，用户可以利用各种实时数据和报表组态工具对数据进行选择、组合、累积、

统计等加工处理，生成各种报表，报表可以由用户自由设定以定期（日、月或年）、定时

（每日指定的时间）或召唤（用户指定的时间范围）方式打印。数据处理主要内容如下：

•各种开关操作记录（包括站名、对象、性质、发生时间等）；

・各种故障记录（包括站名、对象、性质、发生时间等）；

•统计报表记录、检索；

・电流、电压曲线（包括站名、测量位置、时间：；

•遥测量超限监视：当电流、电压量超过极限值时，发出超限报警（在显示画面上改

变显示颜色并闪烁），可进行打印和存盘；

・过负荷发生时间、持续时间的监视；

•当日最大负荷、最高/最低电压/电流出现时间的统计；

・电流、电压、电度量等曲线的显示可以根据不同的时间要求进行时间分隔显示，以

便观察电流、电压、电度量在不同时间的变化情况；

•开关动作次数统计（区分操作与事故情况）；