關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)應(yīng)用

摘 要：隨著電網(wǎng)管理體制改革和變電站無人值班的推廣，運(yùn)維人員管轄的變電站數(shù)量急劇增加、責(zé)任更大；到目前為止，國(guó)內(nèi)對(duì)于“變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維”研究的項(xiàng)目非常少，目前還沒有變電站綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維的完整案例。因此，引入基于獨(dú)立通道的“變電站綜合自動(dòng)化遠(yuǎn)程運(yùn)維”，實(shí)現(xiàn)變電站綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維功能，保證遠(yuǎn)程監(jiān)控可靠性。

關(guān)鍵詞：變電站；自動(dòng)化；遠(yuǎn)程運(yùn)維；管理

中圖分類號(hào)：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 20-0000-02

無人值守的變電站在遇到設(shè)備故障或者突發(fā)性事件的時(shí)候，現(xiàn)有傳統(tǒng)的處理方式是運(yùn)維工作人員親赴變電站現(xiàn)場(chǎng)解決排除故障。因?yàn)闊o人值守變電站有些比較偏遠(yuǎn)，就算市區(qū)站也存在交通不便或塞車問題，嚴(yán)重降低了運(yùn)維人員處理故障的效率，提高了企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和人力成本，為確保柳州電力的專網(wǎng)的安全可靠，提高服務(wù)管理水平和運(yùn)行維護(hù)效率，建設(shè)“變電站綜合自動(dòng)化遠(yuǎn)程運(yùn)維”智能平臺(tái)，成為當(dāng)前運(yùn)維管理的關(guān)鍵。

一、綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)基于IT運(yùn)維管理領(lǐng)域內(nèi)的主流標(biāo)準(zhǔn)，并采用SSH框架，從技術(shù)和產(chǎn)品層面實(shí)現(xiàn)IT運(yùn)維管理的最佳業(yè)務(wù)管理實(shí)踐。實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，各變電站自上而下統(tǒng)一執(zhí)行電力企業(yè)的相關(guān)工作制度和流程；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一次錄入多處使用，各業(yè)務(wù)模塊緊密關(guān)聯(lián)，保證數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性。建立規(guī)范的數(shù)據(jù)庫，提供綜合查詢功能，并可提供詳細(xì)的操作日志方便審計(jì)。

（一）Web體系架構(gòu)/零客戶端。綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)采用了JAVA組件和J2EE體系架構(gòu)，適合不同的部署環(huán)境。系統(tǒng)采用B/S的體系多層技術(shù)架構(gòu)，此種體系實(shí)現(xiàn)了真正的零客戶端，即客戶端除去IE瀏覽器不需安裝任何應(yīng)用插件即可運(yùn)行。這種結(jié)構(gòu)帶來的直接利益就是系統(tǒng)的維護(hù)任務(wù)大大降低，運(yùn)維人員只需保證服務(wù)器的穩(wěn)定工作，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。并且降低了系統(tǒng)故障點(diǎn)從而提高了可靠性。

（二）企業(yè)級(jí)安全管理機(jī)制。綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)采用SSL安全套接字加密認(rèn)證技術(shù)，能有效防止非法登錄，系統(tǒng)對(duì)用戶權(quán)限采用分級(jí)管理的模式，確保用戶對(duì)變電站設(shè)備的操作安全可控，采用E1線路單獨(dú)組網(wǎng)，保證線路傳輸質(zhì)量的同時(shí)提高了系統(tǒng)的安全性。

二、綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)系統(tǒng)需求分析

（一）項(xiàng)目總體需求。變電站IT系統(tǒng)日趨復(fù)雜，零散分布的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、中間件、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等讓IT運(yùn)維人員難以從容應(yīng)對(duì)，即使加班加點(diǎn)地維護(hù)、部署、管理也經(jīng)常會(huì)因設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致業(yè)務(wù)的中斷，嚴(yán)重影響關(guān)鍵業(yè)務(wù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在沒有高效的技術(shù)工具的支持下，故障事件很難得到主動(dòng)、快速處理。

（二）變電站無人值班，電網(wǎng)集中監(jiān)控，集約化運(yùn)行維護(hù)管理需要。隨著電網(wǎng)管理體制改革和變電站無人值班的推廣，運(yùn)維人員管轄的變電站數(shù)量激增加、責(zé)任更大，如果沒有統(tǒng)一的遠(yuǎn)程維護(hù)管理系統(tǒng)作為工具，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，運(yùn)維人員只能到現(xiàn)場(chǎng)處理，由于故障處理不及時(shí)，勢(shì)必會(huì)影響變電站的正常運(yùn)行。

（三）電網(wǎng)事故快速處理需要。電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控中心和調(diào)度中心需要了解及時(shí)掌握變電站保護(hù)動(dòng)作信息，現(xiàn)有手段難以滿足需要，急需采用新的技術(shù)支持手段。

三、綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的軟硬件部署

（一）環(huán)境搭建。以廣西電網(wǎng)公司柳州供電局遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)為實(shí)例進(jìn)行介紹，在220kV官塘站等4個(gè)變電站分別部署一臺(tái)S2700交換機(jī)、一臺(tái)MPU 108E KVM設(shè)備、一臺(tái)ACS6008串口控制設(shè)備，供電局以一臺(tái)XinChen IC202T2服務(wù)器作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器，構(gòu)成集群數(shù)據(jù)庫環(huán)境；以Tomcat6為中間件應(yīng)用平臺(tái)，構(gòu)成集中的集群應(yīng)用部署環(huán)境。

（二）變電站設(shè)備安裝，如圖1所示。

在柳州供電局5F通信機(jī)房30P圖像監(jiān)控設(shè)備柜架設(shè)好1臺(tái)華為S2700交換機(jī)設(shè)備，架設(shè)好4個(gè)SDH E1協(xié)議轉(zhuǎn)換器，調(diào)通與各變電站E1線路接入；架設(shè)好1臺(tái)運(yùn)維系統(tǒng)服務(wù)器，調(diào)通程序各功能性模塊；4個(gè)SDH E1協(xié)議轉(zhuǎn)換器接入34P數(shù)字配線柜，如圖2所示。

在220kV官塘站主控室主控工作臺(tái)柜架設(shè)好1臺(tái)華為S2700交換機(jī)設(shè)備，架設(shè)好1臺(tái)MPU108E KVM設(shè)備，完成被監(jiān)控主機(jī)工作站的數(shù)字式顯卡分頻器線纜連接，通過MPUIQ-VMCHS轉(zhuǎn)換器完成物理連接；架設(shè)好1臺(tái)ACS6008串口服務(wù)器設(shè)備，完成被監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者其他需要串口控制設(shè)備的CONSOLE口物理連接和調(diào)試，在通訊室5P調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備柜架設(shè)好1個(gè)SDH E1協(xié)議轉(zhuǎn)換器，調(diào)通與6P綜合配線柜E1線路接入。

四、系統(tǒng)模塊功能

（一）設(shè)備管理

1.設(shè)備監(jiān)視。設(shè)備監(jiān)視模塊主要功能是遠(yuǎn)程獲取目標(biāo)設(shè)備（監(jiān)控后臺(tái)機(jī)、交換機(jī)、故障錄波器等等），本系統(tǒng)采用基于SNMP v2協(xié)議遠(yuǎn)程獲取目標(biāo)設(shè)備性能參數(shù)，在目標(biāo)設(shè)備上開啟SNMP服務(wù)后，便可以遠(yuǎn)程獲取如CPU使用率、內(nèi)存使用率等信息，便于運(yùn)維人員實(shí)時(shí)了解目標(biāo)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)作出處理。

系統(tǒng)能夠及時(shí)獲取各變電站設(shè)備如監(jiān)控后臺(tái)機(jī)、故障錄波器、核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，如CPU、內(nèi)存利用率，設(shè)備溫度等，使運(yùn)維人員能根據(jù)設(shè)備健康狀態(tài)做出及時(shí)處理。設(shè)備監(jiān)視分為網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視、CPU負(fù)載監(jiān)視、內(nèi)存占用率監(jiān)視、溫度監(jiān)控。進(jìn)入設(shè)備監(jiān)視頁面后，可對(duì)變電站各設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，一旦有設(shè)備狀態(tài)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)在告警欄顯示設(shè)備報(bào)警狀況，提示用戶處理。

2.遠(yuǎn)程運(yùn)維。用戶可根據(jù)實(shí)際需要選擇遠(yuǎn)程維護(hù)設(shè)備或遠(yuǎn)程串口登錄設(shè)備。此功能需將受控設(shè)備連接在多路控制單元（MPU 108E）或串口控制器（ACS 6008）上。通過在各變電站部署KVM設(shè)備和串口控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)管理管理，使自動(dòng)化維護(hù)人員能夠在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程維護(hù)變電站綜自設(shè)備。

遠(yuǎn)程運(yùn)維分為遠(yuǎn)程維護(hù)和串口控制，遠(yuǎn)程維護(hù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程桌面控制各變電站的工作站或客戶機(jī)，串口控制能夠通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄各變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的串口從而遠(yuǎn)程串口控制該設(shè)備。遠(yuǎn)程運(yùn)維主要功能如下：

（1）網(wǎng)絡(luò)及安全防護(hù)設(shè)備運(yùn)維管理功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等二次系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)網(wǎng)路由器設(shè)備、防火墻設(shè)備的在線診斷及遠(yuǎn)程維護(hù)管理。

（2）綜自系統(tǒng)設(shè)備在線診斷及管理。實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)計(jì)算機(jī)、保護(hù)信息子站、錄波器等設(shè)備的遠(yuǎn)程在線維護(hù)管理。未來可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能變電站智能設(shè)備的在線診斷和運(yùn)行維護(hù)。

（3）參數(shù)修改。通過集中運(yùn)維系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程操作變電站計(jì)算機(jī)設(shè)備，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、修改，例如修改計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控畫面，以及修改保護(hù)定值等。

（4）專家遠(yuǎn)程維護(hù)指導(dǎo)。當(dāng)運(yùn)維人員對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行維護(hù)遇到難以解決的問題時(shí)，技術(shù)專家可以通過登錄運(yùn)維管理，對(duì)運(yùn)維人員進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，提高自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)的工作效率。

（5）實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)于完成系統(tǒng)安裝、調(diào)試的220kV官塘站等4個(gè)變電站，可以通過遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控站端的自動(dòng)化設(shè)備，發(fā)生設(shè)備故障跳閘等事件時(shí)，綜自人員可以不用到變電站現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)查看跳閘信息、故障錄波及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控所有信息，有利于綜自人員快速判斷和及時(shí)響應(yīng)處理。4個(gè)變電站綜自設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)通道是單獨(dú)組網(wǎng)，如果某個(gè)變電站遠(yuǎn)動(dòng)通道完全中斷，監(jiān)控中心人員還可以通過遠(yuǎn)程維護(hù)工作站對(duì)該變電站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免了無人值守站全站遠(yuǎn)動(dòng)失效的電力事件，同時(shí)解決了巡維中心人員派人到現(xiàn)場(chǎng)值班的問題。

（二）安全管理。各個(gè)變電站綜自設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)通道是單獨(dú)組網(wǎng)，確保了網(wǎng)絡(luò)的安全性。同時(shí)為了保證系統(tǒng)和各變電站目標(biāo)設(shè)備的安全運(yùn)行，系統(tǒng)對(duì)用戶采取了分級(jí)管理措施，維護(hù)人員每次登錄時(shí)需要輸入遠(yuǎn)程和本地的密碼驗(yàn)證，管理員可以添加、修改、刪除用戶賬戶，根據(jù)實(shí)際需要添加不同權(quán)限的用戶賬號(hào)。

在“權(quán)限”一欄選擇給用戶分配的權(quán)限：

（1）運(yùn)維用戶。可以監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，可以遠(yuǎn)程運(yùn)維操作設(shè)備，不具有添加設(shè)備等系統(tǒng)功能，不具有用戶管理功能，不能查看日志。

（2）監(jiān)控用戶。可以監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，不具有遠(yuǎn)程運(yùn)維操作設(shè)備功能，不具有添加設(shè)備等系統(tǒng)功能，不具有用戶管理功能，不能查看日志。

（3）管理員。系統(tǒng)最高權(quán)限，具有系統(tǒng)所功能。

（4）安全審計(jì)員。只能查看日志，不具有系統(tǒng)其它功能。

（三）日志管理

本系統(tǒng)采用主流的Log4j組件實(shí)現(xiàn)日志管理，Log4j是Apache的一個(gè)開放源代碼項(xiàng)目，通過使用Log4j，可以控制日志信息輸送的目的地是控制臺(tái)、文件、GUI組件，甚至是套接口服務(wù)器、NT的事件記錄器、UNIX Syslog守護(hù)進(jìn)程等；也可以控制每一條日志的輸出格式；通過定義每一條日志信息的級(jí)別，能夠更加細(xì)致地控制日志的生成過程。這些可以通過一個(gè)配置文件來靈活地進(jìn)行配置，而不需要修改應(yīng)用的代碼。

五、結(jié)束語

綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)通過在各變電站分別部署數(shù)字化KVM設(shè)備、串口管理設(shè)備、遠(yuǎn)程電源管理設(shè)備，以及在主站機(jī)房部署變電站綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)，用TCP/IP方式實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維人員對(duì)遠(yuǎn)程變電站“本地集中化”的管理模式。綜合自動(dòng)化運(yùn)維人員從此擺脫了異地奔波之苦，可以足不出戶的對(duì)各變電站進(jìn)行全面運(yùn)維管理；企業(yè)也就此提高了對(duì)突發(fā)故障的響應(yīng)效率，節(jié)省了大量的時(shí)間、人員與金錢成本；通過綜自設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、測(cè)控裝置、合并單元、智能單元、監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備實(shí)施在線監(jiān)測(cè)，獲取詳細(xì)的設(shè)備自檢信息而不影響設(shè)備功能的在線運(yùn)行，從而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，為實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)檢修提供技術(shù)支撐。變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維還可以有更多的擴(kuò)展空間，但同時(shí)也帶來了遠(yuǎn)程運(yùn)維設(shè)備、平臺(tái)的管理問題，需要有相應(yīng)的制度去規(guī)范維護(hù)人員的行為、系統(tǒng)應(yīng)用的安全問題。

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[2]陸璐，劉發(fā)貴.基于Web的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[作者簡(jiǎn)介]陳煒智（1971.01-），男，柳州供電局設(shè)備部專責(zé)，工程師，本科，學(xué)士學(xué)位，研究方向：變電二次。