CN112448951B - 一种移动变电站防护*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动变电站防护***，包括调度管理中心、故障信息监测模块以及加密认证模块，所述调度管理中心通过调度数据网路由器提供网络连接所述加密认证模块，所述加密认证模块数据端同步连接有调度数据网交换机，所述调度数据网交换机通过网络柜连接所述故障信息监测模块，所述故障信息监测模块的监测信息反馈至所述调度管理中心，所述调度管理中心的信号端连接有主站服务器，***采用多通道数据传输反馈模式，保证了运行速度及质量，能够自动屏蔽不必要的程序，达到运行环境最佳化，且各应用模块层次范围内实现开放、共享和集成，能够实现统一管理管理层与生产层之间信息***，使变电站的运行维护操作更加简便实用。
Description
技术领域
本发明实施例涉及移动变电站技术领域，具体涉及一种移动变电站防护***。
背景技术
移动变电站作为电力的中转点，是一个重要节点，它包含了众多的遥测、继电保护、遥控和远动等相关信号信息，为保障对上述信号的实施有效监控，需要使用综自***来完成上述功能，并应实现对相关事件记录等功能，在通过建立网络通讯平台实现信息的全面交换，这是一个提升变电站自动化水平的重点发展方向。对变电站综自***改造就具有十分重要的意义，他可以极大地提高变电站安全稳定运行水平，进而提高整个电力***的稳定运行水平。
目前用于移动变电站的防护***还存在以下缺陷：
(1)现有用于移动变电站防护***的架构大多W拼凑的方式构成***，***设计缺乏统一全局性，直接制约***性能指标的提高，无法实现较多的功能和***指标；
(2)现有的防护***部分功能被重复设计建设，增加现场复杂程度并且加大了不必要的投资，对可靠性造成不利影响，且各***模块之间的联调占去大量的时间，使得将来设备维护及运行复杂化，变电站综合自动化***的投入率也因此受到影响。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种移动变电站防护***，采用多通道数据传输反馈模式，保证了运行速度及质量，通过防护***实现了***安全，能够自动屏蔽不必要的程序，达到运行环境最佳化，且各应用模块层次范围内实现开放、共享和集成，充分的利用了各种信息资源，能够实现统一管理管理层与生产层之间信息***，使变电站的运行维护操作更加简便实用，实现了变电站中关键节点的实时监控，以解决现有技术中由于移动变电站防护***缺乏统一全局性、各***模块之间信息无法共享导致的设备维护及运行复杂化等问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种移动变电站防护***，包括调度管理中心、故障信息监测模块以及加密认证模块，所述调度管理中心通过调度数据网路由器提供网络连接所述加密认证模块，所述加密认证模块数据端同步连接有调度数据网交换机，所述调度数据网交换机通过网络柜连接所述故障信息监测模块，所述故障信息监测模块的监测信息反馈至所述调度管理中心，所述调度管理中心的信号端连接有主站服务器，所述主站服务器的数据端通过连接有数据库。
作为本发明的一种优选方案，所述故障信息监测模块内部通过设置的入侵检测模块对入侵检测日志与其他安全日志进行对照分析，并通过指令信号反馈至所述调度管理中心。
作为本发明的一种优选方案，依据所述指令信息实时更新所述调度管理中心内部的规则库，通过所述规则库指令信息连接有数据核心交换机，所述数据核心交换机通过控制总线连接有基层管控模块。
作为本发明的一种优选方案，所述基层管控模块的数据端将数据信息同步至所述调度数据网交换机，所述调度数据网交换机的信号端连接有间隔设备层。
作为本发明的一种优选方案，所述间隔设备层内部设置有继电保护模块、电力计量模块以及测控模块，所述继电保护模块通过测控模块实时测试母线、变压器以及线路等实时参数并将测试数据同步至所述电力计量模块。
作为本发明的一种优选方案，所述电力计量模块数据端通过所述调度数据网交换机构建的无线网络同步连接所述调度管理中心。
作为本发明的一种优选方案，所述调度管理中心内部采用多通道数据发布模式构建数据采集单元以及数据发送单元。
作为本发明的一种优选方案，所述数据采集单元以及数据发送单元通过数据分析模块连接所述加密认证模块，所述加密认证模块内部设置有数据打包模块。
作为本发明的一种优选方案，所述数据打包模块的输出端构建多通道线程连接有数据解析模块。
作为本发明的一种优选方案，所述数据解析模块的信号端由所述调度管理中心控制指令控制，所述数据解析模块的输出端连接所述故障信息监测模块。
本发明的实施方式具有如下优点：
本发明实质上是该移动变电站防护***，采用多通道数据传输反馈模式，保证了运行速度及质量，达到自动运行***的目的，通过防护***实现了***安全，自动运行所需的程序、热键启动、硬件检测以及自动屏蔽不必要的程序，达到运行环境最佳化，另外，所有局域网工作站的时间同步由监控后台软件实时检测，保证了响应及数据记录的准确性，且各应用模块层次范围内实现开放、共享和集成，充分的利用了各种信息资源，数据大范围深层次的共享与交互，能够实现统一管理管理层与生产层之间信息***，使变电站的运行维护操作更加简便实用，实现了变电站中关键节点的实时监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施方式中移动变电站防护***的结构框图。
图中：
1-调度管理中心；2-调度数据网路由器；3-加密认证模块；4-故障信息监测模块；5-调度数据网交换机；6-入侵检测模块；7-规则库；8-数据核心交换机；9-基层管控模块；10-间隔设备层；11-继电保护模块；12-测控模块；13-电力计量模块；14-主站服务器；15-数据库；16-数据发送单元；17-数据采集单元；18-数据分析模块；19-数据打包模块；20-数据解析模块。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供了一种移动变电站防护***，结合变电站的调度体系，通过调度管理中心1实现智能调度技术支持***的一体化运行，提供实时监控与预警等各类应用在多级调度机构的广域共享，通过构建调度数据网双平面，实现各变电站之间的调度、各级调度之间的数据采集和交换的可靠冗余运行。
包括调度管理中心1、故障信息监测模块4以及加密认证模块3，所述调度管理中心1通过调度数据网路由器2提供网络连接所述加密认证模块3，所述加密认证模块3数据端同步连接有调度数据网交换机5，所述调度数据网交换机5通过网络柜连接所述故障信息监测模块4，所述故障信息监测模块4的监测信息反馈至所述调度管理中心1，所述调度管理中心1的信号端连接有主站服务器14，所述主站服务器14的数据端通过连接有数据库15。
本实施例中，在变电站的主站***内部设置调度数据网交换机5，实现双网卡双热备的模式，一旦一个网卡故障，则立即切换到另一个网卡，不会产生网络通信切换中断时间，实现双网卡的无缝切换，能够满足主站要求实时性高、配置实现方便的要求，还能在正常情况下实现负载均衡功能。
本实施例中，所述加密认证模块3配置2台纵向互联硬件防火墙，连接非控制生产区互联交换机及调度数据网交换机。数据的传送双方采用身份认证机制，通过SSL/TLS实现双向认证和密钥下发，通过VLAN+IP+MAC地址来识别用户，防止非授权使用网络资源，并将明文传送的报文采用安全加密技术，防止重要或敏感信息被泄密或篡改。在非控制生产区互联交换机上划分若干非实时业务VLAN，各VLAN地址为调度数据网非实时VPN的业务段地址，非实时业务VLAN中也有两个VLAN用于横向互联和纵向互联。
本实施例中，所述主站服务器14可以实现对网络通道的冗余设计，保证整个***的网络通信在单一网络设备出现故障时保持通信的畅通，从而实现网络通道的冗余配置。
所述故障信息监测模块4内部通过设置的入侵检测模块6对入侵检测日志与其他安全日志进行对照分析，并通过指令信号反馈至所述调度管理中心1。
本实施例中，所述入侵检测模块6可以及时对入侵检测日志与其他安全日志进行对照分析，对发生的安全事件及时报警，以便采取相应的应对措施，同时启用IDS的事件报警功能，对电子邮件、短消息等正在发生的安全事件，采用声光电，及时发出警报。
本实施例中，所述故障信息监测模块4监测进程负责发送广播报文传送给物理层状态管理进程，运行在各个网卡上，用来报告每个网卡状态和信息，提供网卡驱动结构程序中的网卡寄存器值，然后返回给调度管理中心1相关信息，依据调度管理中心1反馈指令信息，将管理进程运行在主站服务器14节点上，在接收到物理层状态监测进行报送的广播报文后，首先将报文分类，存入自己的数据库，然后将报警信息通过数据总线发送给报警处理进程。
本实施例中，所述主站服务器14一旦出现网卡失败，物理层状态管理进程能够及时正确判断网卡故障，切换恢复速度在毫秒级，确保不会影响网络的稳定性，并可以在多个网卡运行时实现负载均衡。
本实施例中，所述主站服务器14采用冗余技术，以保证在服务器设备或应用软件故障时主要功能仍能提供服务，利用数据库实现异地备份，确保数据高完整性。
依据所述指令信息实时更新所述调度管理中心1内部的规则库7，通过所述规则库7指令信息连接有数据核心交换机8，所述数据核心交换机8通过控制总线连接有基层管控模块9。
所述基层管控模块9的数据端将数据信息同步至所述调度数据网交换机5，所述调度数据网交换机5的信号端连接有间隔设备层10。
所述间隔设备层10内部设置有继电保护模块11、电力计量模块13以及测控模块12，所述继电保护模块11通过测控模块12实时测试母线、变压器以及线路等实时参数并将测试数据同步至所述电力计量模块13。
本实施例中，所述业务***中继电保护模块11及故障信息监测模块4和调度管理中心1同时具有实时数据和非实时数据的纵向传输，为了使生产控制区的这些业务***既可使用实时VPN传输实时类数据又可使用非实时VPN传输非实时数据，并且不形成VPN之间纵向交叉连接，因此将控制区具有非实时数据传输的业务***通信机外网口IP地址通过横向互联防火墙由实时VPN业务段地址转换为非实时段地址，然后通过防火墙对转换后的地址实施严格的访问控制，其访问策略为：只允许主站有通信需求的非实时VPN业务段地址(主机地址)及业务TCP端口访问转换后的地址，配置2台横向互联硬件防火墙部署在控制区与非控制区的网络边界上，用于控制区与非控制区网络的逻辑隔离。
所述电力计量模块13数据端通过所述调度数据网交换机5构建的无线网络同步连接所述调度管理中心1。
所述调度管理中心1内部采用多通道数据发布模式构建数据采集单元17以及数据发送单元16。
本实施例中，所述调度管理中心1采用千兆以太网，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性为目的，中心层具备双口全双工通讯方式。
本实施例中，所述调度管理中心1采用多线程技术的从软件角度实现了仿并行处理技术，最基本的执行实体是线程程序，在软件的实体运行过程中多个程序执行同时存在着，每一条线路占用一个线程，整个软件的虚拟地址被所有的线程共享，线程实体可以共享软件的全部数据资源，线程是有优先顺序的，优先顺序不同的线程，只有当优先顺序较高的线程被挂起时，优先顺序较低的线程才有运巧的机会；优先顺序相同的线程，则每个线程均匀地得到处理器的运算时间，当一个线程运行到达预定时间后，就把它挂起，然后运行下一个线程。
所述数据采集单元17以及数据发送单元16通过数据分析模块18连接所述加密认证模块3，所述加密认证模块3内部设置有数据打包模块19。
本实施例中，所述数据采集单元17采用并行采集，独立总线设备按照地址进行顺序采集，数据的采集包括4个阶段：配置、数据采集、处理数据、存储数据。
配置；对应的驱动程序配置采集模块，实时链接库处理采集来得基本数据得到实际值。
数据采集：RS-485总线通过轮叫轮询技术进行共享，上位机首先读入所有信息，发送收集命令，下位机上报数据，延时收取该端口数据，接收到命令后下位机响应并上报数据，如果延时读不到数据说明读取数据失败，再进斤收集过程，如果再失败，则直接进行下面模块的采集，本总线内所有模块数据采集完毕则采集完毕。
调用相应的DLL处理数据：工控机的内存的一段区域中存放收集到的数据，数据经过每个采集模块配置的DLL处理后得到电量的实际值。
存储数据：得到电量实际值除了进行发送外，还需要用于转入存储***中存储，通过内存数据库，再进入即时数据库，最后存在历史数据库中。
所述数据打包模块19的输出端构建多通道线程连接有数据解析模块20。
本实施例中，所述数据打包模块19的输出端构建多通道线程连接有数据解析模块20，不用频繁的切换传输通道，也可W收集拥有多个不同资源的模块单元，完全实现并行网络传输的处理过程，从而便于对各种类型的数据传输进行管理和维护，也进一步提高***的实时性和可靠性，单个传输通道的障碍不会影响到整个数据传输***。
所述数据解析模块20的信号端由所述调度管理中心1控制指令控制，所述数据解析模块20的输出端连接所述故障信息监测模块4。
该移动变电站防护***，采用多通道数据传输反馈模式，保证了运行速度及质量，达到自动运行***的目的，通过防护***实现了***安全，自动运行所需的程序、热键启动、硬件检测以及自动屏蔽不必要的程序，达到运行环境最佳化，另外，所有局域网工作站的时间同步由监控后台软件实时检测，保证了响应及数据记录的准确性，且各应用模块层次范围内实现开放、共享和集成，充分的利用了各种信息资源，数据大范围深层次的共享与交互，能够实现统一管理管理层与生产层之间信息***，使变电站的运行维护操作更加简便实用，实现了变电站中关键节点的实时监控。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种移动变电站防护***，其特征在于，包括调度管理中心(1)、故障信息监测模块(4)以及加密认证模块(3)，所述调度管理中心(1)通过调度数据网路由器(2)提供网络连接所述加密认证模块(3)，所述加密认证模块(3)数据端同步连接调度数据网交换机(5)，所述调度数据网交换机(5)通过网络柜连接所述故障信息监测模块(4)，所述故障信息监测模块(4)的监测信息反馈至所述调度管理中心(1)，所述调度管理中心(1)的信号端连接主站服务器(14)，所述主站服务器(14)的数据端通过连接数据库(15)；所述故障信息监测模块(4)内部通过设置的入侵检测模块(6)对入侵检测日志与其他安全日志进行对照分析，并通过指令信号反馈至所述调度管理中心(1)。
2.根据权利要求1所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，依据所述指令信息实时更新所述调度管理中心(1)内部的规则库(7)，通过所述规则库(7)指令信息连接数据核心交换机(8)，所述数据核心交换机(8)通过控制总线连接基层管控模块(9)。
3.根据权利要求2所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，所述基层管控模块(9)的数据端将数据信息同步至所述调度数据网交换机(5)，所述调度数据网交换机(5)的信号端连接间隔设备层(10)。
4.根据权利要求3所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，所述间隔设备层(10)内部设置有继电保护模块(11)、电力计量模块(13)以及测控模块(12)，所述继电保护模块(11)通过测控模块(12)实时测试母线、变压器以及线路实时参数并将测试数据同步至所述电力计量模块(13)。
5.根据权利要求4所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，所述电力计量模块(13)数据端通过所述调度数据网交换机(5)构建的无线网络同步连接所述调度管理中心(1)。
6.根据权利要求1所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，所述调度管理中心(1)内部采用多通道数据发布模式构建数据采集单元(17)以及数据发送单元(16)。
7.根据权利要求6所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，所述数据采集单元(17)以及数据发送单元(16)通过数据分析模块(18)连接所述加密认证模块(3)，所述加密认证模块(3)内部设置有数据打包模块(19)。
8.根据权利要求7所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，所述数据打包模块(19)的输出端构建多通道线程连接数据解析模块(20)。
9.根据权利要求8所述的一种移动变电站防护***，其特征在于，所述数据解析模块(20)的信号端由所述调度管理中心(1)控制指令控制，所述数据解析模块(20)的输出端连接所述故障信息监测模块(4)。
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