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1、10申请公布号CN104216361A43申请公布日20141217CN104216361A21申请号201410391881422申请日20140811G05B19/41820060171申请人长园深瑞继保自动化有限公司地址518000广东省深圳市南山区高新技术产业园北区朗山一路3号6楼72发明人徐成斌刘宏君陈远生杨捷范东凯陈策富胡志峰黎强杨庆伟74专利代理机构深圳市深软鸿皓知识产权代理有限公司44338代理人朱民54发明名称二次设备的状态监测系统57摘要本发明涉及一种二次设备的状态监测系统。该二次设备的状态监测系统包括二次设备模块、用于数据呈现和用户交互的人机交互模块及保护管理模块，用于实。
2、现该二次设备模块、人机交互模块和保护管理模块之间相互通信的通信服务模块；该人机交互模块包括界面交互模块和用于存储配置信息和历史数据的数据存储管理模块。本发明的二次设备的状态监测系统的可靠性较好。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图2页10申请公布号CN104216361ACN104216361A1/2页21一种二次设备的状态监测系统，包括二次设备模块，其特征在于，还包括用于数据呈现和用户交互的人机交互模块及保护管理模块，用于实现该二次设备模块、人机交互模块和保护管理模块之间相互通信的通信服务模块；该人机交互模。
3、块包括界面交互模块和用于存储配置信息和历史数据的数据存储管理模块。2根据权利要求1所述的二次设备的监测系统，其特征在于，所述人机交互模块/保护管理模块还用于发出召唤指令向该二次设备模块召唤数据；该通信服务模块用于解析该召唤指令，并将解析后的召唤指令传送给该二次设备模块；该二次设备模块用于依据召唤指令提供反馈数据给该通信服务模块；该通信服务模块还用于将该反馈数据解析后传输至发出该召唤指令的人机交互模块/保护管理模块。3根据权利要求2所述的二次设备的监测系统，其特征在于，该二次设备模块还用于依据预定的通信规约上行所测定的电流数据、电压数据、保护信息数据和该二次设备模块中内设的传感器单元测定的传感器。
4、单元的数据给该通信服务器；该人机交互模块/保护管理模块还用于将该通信服务器模块上行的数据解析后传输至该数据存储管理模块；该数据存储管理模块用于将该人机交互模块/保护管理模块解析后的前述通信服务器模块上行的数据存储。4根据权利要求3所述的二次设备的监测系统，其特征在于，所述人机交互模块/保护管理模块还用于向该数据存储管理模块发出配置信息读取指令；该数据存储管理模块还用于将存储的配置信息传输至该人机交互模块/保护管理模块。5根据权利要求4所述的二次设备的监控系统，其特征在于，该人机交互模块还包括一个用于存储该人机交互模块实时数据集的第一内存数据单元，该保护管理机模块还包括一个用于存储该保护管理机模。
5、块实时数据集的第二内存数据单元。6根据权利要求1至5任意一项所述的二次设备监控系统，其特征在于，该通信服务模块包括多条独立的通信通道；该人机交互模块、该保护管理模块和该二次设备模块还用于各自通过一条通信通道与该通信服务模块进行数据交换。7根据权利要求6所述的二次设备的状态监测系统，其特征在于，该通信服务模块还包括一个用于和第三方调度设备进行数据交换的独立的通信通道。8根据权利要求5所述的二次设备的状态监测系统，其特征在于，该数据存储管理模块包括数据库配置管理单元和历史数据管理单元；该数据库配置管理单元用于管理整个变电站的配置信息存储，所述配置信息包括二次设备配置、一次设备配置、网络通信配置、用。
6、户配置、显示界面配置等的信息；该历史数据管理单元用于保存和查询历史数据信息，该历史信息包括该解析后的前述权利要求书CN104216361A2/2页3二次设备模块上行的数据。9根据权利要求1所述的二次设备的状态监测系统，其特征在于，该界面交互模块包括图形界面显示单元、定值管理单元、四遥管理单元和录波管理单元；图形界面显示单元用于显示主接线图、多间隔保护图、单间隔保护图和虚端子图。10根据权利要求1至5任意一项所述的二次设备的状态监测系统，其特征在于，还包括监控系统主机、保护管理系统主机、多台用于站域保护和控制的二次设备、数据存储服务器、通信服务器及交换机；该交换机通过网络线路分别与该系统主机、该。
7、数据存储服务器、该通信服务器及该多台二次设备连接；该数据存储模块设置在该数据存储服务器，该界面交互模块设置在该监控系统主机，该通信服务模块设置在该通信服务器。权利要求书CN104216361A1/6页4二次设备的状态监测系统技术领域0001本发明涉及一种电力设备的监测系统，尤其涉及一种二次设备的状态监测系统。背景技术0002智能电网中，为确保电网能够可靠运转，二次设备被广泛应用。其中，继电保护装置至关重要。继电保护装置主要功能在于在电力系统中的电力元件或者电力系统本身发生了故障，以至于危及电力系统安全运行时，能够向值班人员及时发出警报，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事故进一步发。
8、展。0003按照继电保护装置的所防范的故障类型，可以分为电流保护、电压保护、瓦斯保护、差动保护、高频保护、方向保护等多种。该等多种类型的继电保护装置，保障着智能电网可靠、安全的运行。0004因此，继电保护装置的有效工作与否，关乎整个电网的安全。对以继电保护装置为主体的二次设备的监测也至关重要。0005然而，现有技术中，二次设备的监控系统使用HMISCADA架构人机界面数据采集与监视控制不能很好的做到数据库服务器和通信服务器分离，即，数据采集、数据存储和数据显示难以很好的分离；这导致现有技术的二次设备的监控系统的可靠性不够高。0006同样，现有的二次设备的监控系统中，只能根据继电保护装置的保护动。
9、作行为来诊断该继电保护装置的健康情况，不能够预防该继电保护装置因自身器件原因造成的误动作；这同样导致现有技术的二次设备的监控系统的可靠性不够高。0007除可靠性之外，现有的二次设备监测系统功能较少，难以满足用户的需要。例如监测系统不能灵活的针对电网企业的自动化部门和保护部门分别显示数据，即自动化和保护分离功能缺少。监测系统使用HMISCADA架构不能直接和调度方通信，需要借助通信管理机。这也导致了用户使用不够便捷。发明内容0008鉴于现有技术中的二次设备的状态监测系统可靠性不高的技术问题，有必要提供一种可靠性较好的二次设备的状态监测系统。0009一种二次设备的状态监测系统，包括二次设备模块、用。
10、于数据呈现和用户交互的人机交互模块及保护管理模块，用于实现该二次设备模块、人机交互模块和保护管理模块之间相互通信的通信服务模块；该人机交互模块包括界面交互模块和用于存储配置信息和历史数据的数据存储管理模块。0010进一步地，在进一步优化的实施方式中，所述人机交互模块/保护管理模块还用于发出召唤指令向该二次设备模块召唤数据；该通信服务模块用于解析该召唤指令，并将解析后的召唤指令传送给该二次设备模块；该二次设备模块用于依据召唤指令提供反馈数据给该通信服务模块；该通信服务模块还用于将该反馈数据解析后传输至发出该召唤指令的人机交互模块/保护管理模块。说明书CN104216361A2/6页50011进一。
11、步地，在进一步优化的实施方式中，该二次设备模块还用于依据预定的通信规约上行所测定的电流数据、电压数据、保护信息数据和该二次设备模块中内设的传感器单元测定的传感器单元的数据给该通信服务器；该人机交互模块/保护管理模块向数据存储管理模块发送存储命令；该数据存储管理模块接收人机交互模块/保护管理模块发送的命令，且从人机交互模块/保护管理模块读取存储数据。0012进一步地，在进一步优化的实施方式中，所述人机交互模块/保护管理模块还用于向该数据存储管理模块发出配置信息读取指令；该数据存储管理模块还用于将存储的配置信息传输至该人机交互模块/保护管理模块。0013进一步地，在进一步优化的实施方式中，该人机交。
12、互模块还包括一个用于存储该人机交互模块实时数据集的第一内存数据单元，该保护管理机模块还包括一个用于存储该保护管理机模块实时数据集的第二内存数据单元。0014进一步地，在进一步优化的实施方式中，该通信服务模块包括多条独立的通信通道；该人机交互模块、该保护管理模块和该二次设备模块还用于各自通过一条通信通道与该通信服务模块进行数据交换。0015进一步地，在进一步优化的实施方式中，该通信服务模块还包括一个用于和第三方调度设备进行数据交换的独立的通信通道；进一步地，在进一步优化的实施方式中，该数据存储管理模块包括数据库配置管理单元和历史数据管理单元；该数据库配置管理单元用于管理整个变电站的配置信息存储，。
13、所述配置信息包括二次设备配置、一次设备配置、网络通信配置、用户配置、显示界面配置等的信息；该历史数据管理单元用于保存和查询历史数据信息，该历史信息包括该解析后的前述二次设备模块上行的数据。0016进一步地，在进一步优化的实施方式中，该界面交互模块包括图形界面显示单元、定值管理单元、四遥管理单元和录波管理单元；图形界面显示单元用于显示主接线图、多间隔保护图、单间隔保护图和虚端子图。0017进一步地，在进一步优化的实施方式中，还包括监控系统主机、保护管理系统主机、多台用于站域保护和控制的二次设备、数据存储服务器、通信服务器及交换机；该交换机通过网络线路分别与该系统主机、该数据存储服务器、该通信服务。
14、器及该多台二次设备连接；该数据存储模块设置在该数据存储服务器，该界面交互模块设置在该监控系统主机，该通信服务模块设置在该通信服务器。0018相较于现有技术，本发明的主要有益效果在于由于本发明的二次设备的状态监控系统包括二次设备模块、用于数据呈现和用户交互的人机交互模块及保护管理模块，用于实现该二次设备模块、人机交互模块和保护管理模块之间相互通信的通信服务模块；该人机交互模块包括界面交互模块和用于存储配置信息和历史数据的数据存储管理模块；因此，通信服务模块不再需要访问数据库，专注于通信处理，安全性增强，可靠性增强；这使得本发明的二次设备的状态监控系统的可靠性较好。附图说明0019图1是本发明的二。
15、次设备的状态监测系统的运行环境硬件架构示意图。0020图2是本发明的二次设备的状态监测系统的模块示意图。说明书CN104216361A3/6页60021图3是本发明的二次设备的状态监测系统的工作时序示意图。具体实施方式0022为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。0023图1是的二次设备的状态监测系统的运行环境硬件架构示意图。该二次设备的状态监测系统包括处于同一网络中的监控系统主机11、保护管理系统主机12、数据存储服务器13、通信服务器14、交换机15、多台二次设。
16、备16以及GPS装置17。该交换机15通过电网口与该监控系统主机11、保护管理系统主机12、数据存储服务器13、通信服务器14、二次设备16以及GPS装置17均连接，为该等设备搭建一个数据通信的网络。一实施方式中，该二次设备16为继电保护装置。该监控系统主机11、保护管理系统主机12也可为一体集成的其他系统主机代替。0024该数据存储服务器13用于存储本发明的二次设备的监测系统所产生的各类数据。0025该通信服务器14用于和目标装置进行数据交换。一实施方式中，该通信服务器14采用工业级公共计算机，硬盘可以配置为小容量的固态硬盘。该通信服务器14的操作系统采用LINUX系统。0026该二次设备1。
17、6包括至少一个传感器，例如温度传感器、烟雾传感器或震动传感器等。该二次设备16用于将电流数据、电压数据、保护信息数据以及该至少一个传感器采集的关于该二次设备16本身的运行环境参数数据，一并依据预定的规约发送给该通信服务器14。该预定的规约为IEC61850通信规约。0027该GPS装置17用于为本发明的二次设备的状态监测系统提供校时。0028工作时，当该监控系统主机11需要召唤数据时，该监控系统主机11发出命令传输至该交换机15，由该交换机15将命令传输到该通信服务器14。该通信服务器14将该命令解析，并通过该交换机15转发给目标装置。目标装置收到命令后，依据该命令形成反馈数据包。该反馈数据包。
18、首先通过该交换机15发送给该通信服务器14，并由该通信服务器14进行解析。解析后的反馈数据包再通过该交换机15传送给该监控系统主机11。当然，该保护管理系统主机12召唤数据时，其流程与该监控系统主机11召唤数据的流程基本相同。0029当该监控系统主机11需要进行初始化设置时，该监控系统主机11通过网络访问该数据存储服务器13，从该数据存储服务器13中读取预存的监控系统主机11的初始化数据。当该监控系统主机11接收来自该二次设备16的重要的数据信息时，也通过网络将该等来自该二次设备16的重要的数据信息存储到该数据存储服务器13。该保护管理系统主机12在接收来自该二次设备16的重要数据信息时，数据。
19、存储流程与该监控系统主机11的流程相同。0030请一并参阅图2，图2是本发明的二次设备的状态监测系统的功能模块示意图。本发明所称的模块或模块单元是完成特定功能的程序段或者指令，比程序更适合于描述软件在所述硬件环境中的执行过程。针对模块和单元的相关描述可参照针对图2和图3的说明。需要说明的是，所述的二次设备的状态监测系统的多个模块或单元被储存在对应的主机硬说明书CN104216361A4/6页7盘中并被配置成由相应的处理器来执行。0031从功能模块上分，该二次设备的状态监测系统包括二次设备模块21、通信服务模块22、人机交互模块23和保护管理机模块24。二次设备模块21以IEC61850通信规约。
20、发送电流数据、电压数据、保护信息数据以及多个传感器采集的本身的状态数据；接收上层服务器及相应主机的命令，如接收来自监控系统主机11或者保护管理主机12的命令。通信服务模块22用于负责该二次设备模块21、该人机交互模块22、该保护管理机模块23和第三方调度模块3之间的通信。在本发明中，该通信服务模块22可以为该通信服务器15执行以实现相应的功能。该二次设备模块21由该多个二次设备16执行以实现相应的功能，也可集成在该二次设备16中。0032该人机交互模块23和该保护管理机模块24均用于数据呈现、数据存储和用户交互。该人机交互模块23和该保护管理机模块24的区别在于该人机交互模块23用于面向负责变。
21、电站运行监控管理的用户，该保护管理机模块24用于面向负责变电站保护管理的用户。该人机交互模块23和该保护管理机模块24所呈现的数据为定制化数据，两者依据面向用户的不同而呈现不同的定制化数据。0033工作时，以人机交互模块23的通信为例当该二次设备模块21有数据上送到该通信服务模块22时，该通信服务模块22对数据包进行解析重组，将数据转发到该人机交互模块23；该人机交互模块23收到该通信服务模块22发送的数据后，则根据用户的界面显示需求来显示相应的数据；用户在该人机交互模块23上操作下发命令给下层设备时，则先形成命令流下发给该通信服务模块22并等待该通信服务模块22反馈，而该通信服务模块22收到。
22、命令后则将命令重组并转发给相应的二次设备模块21，同时等待二次设备模块21的反馈，二次设备模块21收到命令执行完毕后，将结果发送给该通信服务模块22，该通信服务器22在收到结果后反馈给该人机交互模块23，由该人机交互模块23再呈现给用户。0034对于该通信服务模块22而言，该保护管理模块24、该第三方调度模块3和该人机交互模块23均为同等的客户端。该通信服务模块24与该等客户端的通信流程均相同。每一客户端由一个单独的线程单独负责与该通信服务模块22进行通信。该通信服务模块22也可以由包括有301D模块的服务器执行实现对应的功能。0035该人机交互模块23和该保护管理机模块24的实时数据集（RT。
23、DB）不共享。该人机交互模块23和该保护管理机模块24各自具有一个内存数据单元。例如，该人机交互单元23具有一个第一内存数据单元，该保护管理模块24具有一个第二内存数据单元。该第一内存数据单元用于存储该人机交互模块1实时数据集，该第二内存数据单元用于存储该保护管理机模块实时数据集。0036进一步地，该二次设备模块21主要包括状态数据显示单元和数据映射及上送单元。状态数据显示单元主用于将通过传感器实时采集的状态数据在二次设备16的显示屏中实时显示；数据映射及上送单元用于将状态数据通过预设的通信规约建模映射、缓存并发送给该通信服务模块22。0037该通信服务模块22包括数据接收转发单元和内部调度交。
24、互单元。该数据接收转发单元用于从二次设备模块21接收数据、解析数据类型并对应转发给人机交互模块23。该内部调度交互单元用于依据内部约定规约接收该人机交互单元23下发的命令、解析命令后向该二次设备模块21发送标准IEC61850通信规约请求。在接收到该二次设备模块21说明书CN104216361A5/6页8返回的数据后，该内部调度交互单元再通过内部通信规约转发给该人机交互模块23。0038该人机交互模块23包括界面交互模块和数据存储管理模块。0039该数据存储管理模块包括数据库配置管理单元和历史数据管理单元。该数据库配置管理单元用于管理整个变电站的配置信息存储，包括二次设备配置、一次设备配置、网。
25、络通信配置、用户配置、显示界面配置等的信息。该历史数据管理单元设置有保存和查询功能。该保存功能是指对该人机交互模块23接收到的重要信息，如事件信息、保护动作信息、突变的状态信息等进行实时保存。该查询功能是指给用户提供历史数据查询功能。0040该界面交互模块包括图形界面显示单元、定值管理单元、四遥管理单元和录波管理单元。图形界面显示单元用于显示主接线图、多间隔保护图、单间隔保护图、虚端子图。主接线图显示全站的装置结构和连接；多间隔保护图显示多个间隔内的所有保护设备的状态及连接信息；单间隔保护图显示单个保护装置的实时信息；虚端子图显示全站配置文件中各个装置间的虚端子连线情况。定值管理单元用于管理定。
26、值区、非定值区、当前区定值的显示以及召唤、下装操作。四遥管理单元用于管理遥信、遥测、遥控、遥脉的显示和召唤操作。录波管理用于管理录波文件目录的显示及录波文件召唤。0041在本发明中，该界面交互模块可以设置在该监控系统主机11中执行以实现相应的功能，该数据存储管理模块可以设置在该存储服务器13中执行以实现相应功能，该保护管理模块24可以设置在该保护管理系统12中执行以实现相应功能。该人机交互模块/保护管理模块通信服务器还可以用于将该通信服务器二次设备模块上行的数据解析后传输至该数据存储管理模块；该数据存储管理模块还可以用于将该人机交互模块/保护管理模块解析后的前述通信服务器二次设备模块上行的数据。
27、存储。0042请一并参阅图3，图3是本发明的二次设备的状态监测系统的工作时序示意图。该通信服务模块22在整个生命周期都不需要读取该数据存储服务器13，只有在初始化时读取文本配置文件。0043由于本发明的二次设备的状态监控系统包括二次设备模块、用于数据呈现和用户交互的人机交互模块及保护管理模块，用于实现该二次设备模块、人机交互模块和保护管理模块之间相互通信的通信服务模块；该人机交互模块包括界面交互模块和用于存储配置信息和历史数据的数据存储管理模块；因此，通信服务模块不再需要访问数据库，专注于通信处理，安全性增强，可靠性增强；这使得本发明的二次设备的状态监控系统的可靠性较好。0044进一步地，该保。
28、护管理系统主机12和监控系统主机11能够分开设置，人机交互模块21与保护管理机模块24从物理上分离，可以各自根据用户需要定制；使得本发明的二次设备的状态监控系统的功能进一步丰富。0045进一步地，通信服务模块22额外支持第三方调度接口，进一步丰富了功能。0046进一步地，由于通信服务器模块22完全独立的负责通信，不负责存储，这样可以使301D模块完全独立部署在通信服务器上，不参与数据保存操作；数据存储管理模块也可以完全独立开来，只需要专注数据的完整存储，不需要监管通信；数据存储操作完全交给界面交互模块来操作；这使得各个模块更加集中处理自己负责的事项、安全性和可靠性得到提升。一实施方式中，该通信。
29、服务模块包括多条独立的通信通道；该人机交互模块、该保护管理模块和该二次设备模块还用于各自通过一条通信通道与该通信服务模块进行数据交说明书CN104216361A6/6页9换。0047进一步地，本发明的二次设备的状态监测模块还移除了原来的共享实时数据库（RTDB）结构；有效降低了功能模块的耦合度，简化了编程和调试工作量。0048因此不同客户端人机交互模块、保护管理机模块、二次设备模块与第三方调度模块的数据请求和命令下发、数据显示都可以独立，完全实现自动化和保护分离。0049应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。说明书CN104216361A1/2页10图1图2说明书附图CN104216361A102/2页11图3说明书附图CN104216361A11。