配网设备在线监测技术的应用

配网设备在线监测技术的应用

石定中罗俊元赵汝有孙超吴灿辉

（云南电网有限责任公司临沧供电局677000）

摘要：通过低功耗自组网协议进行局域网动态组网并进行数据双向传输，将传感器数据汇聚后进行分析研究，并借助微信类平台进行数据实时推送，实现对配网异常及故障的预警监测。

关键词：配网设备；在线；监测

1前言

配网存在地域范围广，无法通过人工职守的方式进行及时监控的弊端。对于一些偏远的室内设施和野外设施的监控，要做到实时管理实际上是比较困难的。即使是有实时远程监控，也无法做到随时随地远程监控，即使能够远程监控，也无法实施远程管理。将微信/移动APP和传感器动态组网技术结合起来，可以做到随时随地进行温度、湿度、实时照片、短片、人体探测、云台旋转、甚至进行简单的操作如开合电闸等。这可以极大的减轻一线人员工作强度、提升工作效率、促进安全生产。

2配网设备在线监测的总体架构

本系统集成各种监控参数监测功能（包括线路运行电流、电压和现场图像、防盗，电缆接头温度、环境温湿度监测等），各个监测点通过4G网络将现场的所有采集数据定时上传至云端主机，再通过云端服务器传输至用户的手机上。配电网运维人员可以通过主站、APP、微信进行监测数据查阅。其具体的信息展示有：系统实时数据、历史数据查询及图形操作、地理信息查询、报警、数据分析、历史曲线等。

现场采集器设备可设定并可修改的报警阀值，当监测数据超过设定阀值时，自动将报警信息通过移动APP发送到有关人员的作业终端上，为作业人员决策提供参考。架构示意如下图：

结合配电网现场运维及安全管控实际情况，基于无线传感动态组网技术在配网的应用研究项目在系统功能设计上分为应用支撑、服务管理、通讯服务、终端四个部分组成，其功能架构设计如下图。

功能架构图

各部分实现的功能如下所述：

1）、应用支撑向系统提供运行支持管理、通讯管理和映射管理等基本功能。系统从传感器获取数据，通过数据链路传输给服务器。服务器完成数据的分类、映射、挖掘等分析工作。并按照设定的规则，向终端推送信息。服务器也接收终端上传而来的控制数据，将控制动作映射为IO模块的输出。

2）、服务管理，包括查询统计、设备管理、系统管理三个部分。设备管理向最终用户提供了新设备的加入，设备的更换，网络的安全，节点向用户提供的功能等若干操作。系统管理则向最终用户提供诸如用户的添加、删除，以及相对应的权限等管理。查询统计向用户提供了设备的状态、采集数据、操作记录、通知记录、系统状态等功能。

3）、通讯服务，向用户提供了接口配置、数据查询、数据上传、通讯管理、安全管理等功能。可控制系统向用户发送数据消息的途径、频度、时间段。

4）、终端是用户和系统交互的界面，系统采用流行的B/S架构，向用户提供多种交互途径，诸如Web浏览器，微信等途径。用户可通过终端实现对系统的全控制，实现对系统管理、设备管理、浏览全部数据、控制IO的输出等功能。

技术架构流程：基于无线传感器动态自动组网技术在配网的应用研究项目对接入网络要求的灵活性与安全行的考虑，我们所采用的WebAPI接口层都采用了HTTPS协议的，也就是采用SSL层来对数据进行安全性的加密的，其软件架构如下图所示。

技术架构图

展现层：为用户提供简单统一的展现方式，将微信应用、APP应用、Web应用做成一套Web程序，即使为了利用各自应用的特殊性，也可以把这些应用做的很相似，这样就给用户提供了一个统一的界面表示方式，极大提高客户使用的界面体验效果，用户几乎不需要额外的界面学习，就可以熟悉整个应用体系的各个模块使用。

外部接口层：外部接口为展现层为其他外部系统调用提供了统一接口，基于项目实际要求我们采用Restful接口。RESTful架构应该遵循统一接口原则，统一接口包含了一组受限的预定义的操作，不论什么样的资源，都是通过使用相同的接口进行资源的访问。接口应该使用标准的HTTP方法如GET，PUT和POST，并遵循这些方法的语义。为展现层以及外部提供统一的调用接口。

应用层：根据实际场景应用系统的业务需求，使用主流的编程语言完成具体的业务功能模块，例如：用户权限管理、监控管理、报表管理等。

内部接口层：内部接口层，由数据库接口和外设访问接口构成。数据库接口为数据库提供统一的接口从而屏蔽不同数据库访问接口的差异性。外设接口，屏蔽各传感器接口访问差异性，为业务逻辑层提供统一操作指令。

持久层：数据库持久层，各业务数据的最终存储以及进行报表和数据分析的数据源。

3结语

本系统采用分层设计实现，将系统划分为：数据展现层、数据中心层、边界路由层、无线传感器层四层。数据展现层，用于显式传感器监测数据以及发起远程控制指令控制，采用“微信”或移动APP技术实现。数据中心层，用于传感器监测数据的存储和分析。边界路由层，用于无线传感器层与数据中心层的数据交互，负责汇聚传感器数据上传至数据中心或者接收数据中心的指令数据分发给无线传感器层。无线传感器层，用于监测设备的数据采集与控制。

作者简介：

石定中（1974.09.26—），男；籍贯云南云县；汉族；本科；工程师；研究方向：配电网，电压无功管理方向。