电力监控系统技术办法

电力监控系统技术办法集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

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≤1s；

站内事件分辨率≤5ms；

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库为核心，系统厂家应具备自主研发的数据库，同时应该具备软件着作权或专利证书，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simdrv。

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OSISoftware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，根据工程实际情况部署，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

1024×768，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，并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。

1.3.3.2 以太网交换机

采用工业级光纤交换机，采用模块化无风扇设计。

端口数量不少于：12端口100base-F，4端口100base-T，并可扩展至最多24个端口。

SNMP支持、IEEE802.1Q和IEEE802.1p的完全支持、SNTP支持、光纤环网冗余功能支持。

应通过UL、IEC61850-3认证，并在投标时提供相关证明文件。

双冗余DC220V电源输入。

MTBF≥310000小时。

1.3.3.3 变电所电力监控系统组网设备

电力监控系统采用光纤以太网架构，10kV开关柜、400V开关柜、综合保护测控及智能监控装置、智能电能表、UPS、发电机与控制信号屏之间采用光纤以太网或串行总线(RS485/RS422)总线方式进行通信。

对于通过串行总线接入网络(通信)控制器的智能测控装置，每条总线上的测控装置种类唯一且数量不超过15个。

a)通信接口设备

网络(通信)控制器与变电所电力监控系统的接口采用光纤以太网接口。

b)软件

提供通信软件、监控软件。

c)UPS电源

各通讯屏UPS容量为3kVA，UPS设一组蓄电池，备用时长为2小时。

蓄电池采用阀控式全密封铅酸蓄电池。蓄电池应没有腐蚀性气体析出。

具有手/自动旁路功能，并应考虑旁路时安全供电方式。

具有输出过流及短路保护功能。

1.3.4 电力监控系统功能

变电所综合自动化实现变电所各种设备的监视、电流、电压、功率、电度的采集等功能。系统包括但不一定限于以下功能，招标人保留对系统功能进一步细化及修改的权力。

1.3.4.1 数据采集与处理功能

a)遥信

遥信信息包括各种开关、刀闸、接触器等设备的合、分状态，开关手车的工作、试验、抽出位置状态等；也包括保护装置的各类保护跳闸动作、重合闸动作的启动、出口、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）记录用于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，报警声音分为事故、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）；

1.3.5 可靠性、可维护性、可扩展性

1.3.5.1 可靠性

设备在设计时必须采用高可靠性措施。这些措施应通过利用如下的技术以降低系统故障概率和有关影响正常运行的随机性：

控制信号屏通信模块、软件等应采用冗余设计，单个模块/部件故障甚至部分交叉故障不应引起数据的丢失和系统的瘫痪；具有异常捕获功能并提供异常处理与恢复功能；还应具有完善的操作权限管理和事件记录功能。

使用已证明具有高可靠性的元件。

对于系统安全，所选的不论是硬件还是软件的冗余方式，均要求任何一个导致非安全条件的故障或故障组合，其表现出的发生概率应小于10-11/工作小时。

检测校验过程要有足够的频度，使类似或等同故障在二次检测之间不会发生。

平均无故障时间（MTBF）

供货商应在投标文件中对每一独立的子系统和整个系统提供MTBF值和可用性数值。

电磁辐射及兼容

对于电子设备应考虑防电磁干扰措施。任何子系统的运行都不应受其它子系统产生之电磁辐射的影响，或受据经验所知的城市电磁环境及有轨电车环境的影响。供货商应提交EM兼容计划。并应采取措施，解决电磁干扰/兼容的问题以及允许辐射电平和对电磁辐射灵敏性的问题。

虫害，所提供设备，应采用适当的措施以预防虫害。

1.3.5.2 可维护性

设备应设计成只需最少的调整和预防性维护，以及运行维护。产品设计应包括故障隔

离及诊断措施，以减少设备修复时间、维护材料和人工成本。

应通过制定合理的维修/更换策略、在线维修措施及维修支持设备的最佳运用来减少停机时间。

1.3.5.3 可扩展性

设备应采用模块化设计的原则，在产品设计时应留有扩展能力，以适应远期扩展。因此，供货商应在产品设计中作相应考虑，以满足有关设备在扩展时的要求。