深圳藝樸露科技有限公司、海南電網有限責任公司?？诠╇娋值难芯咳藛T謝本建、徐平、林海英、宋志堅、宋禹飛，在2017年第11期《電氣技術》雜志上撰文指出，電力系統(tǒng)通信是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的強有力的技術支持，特別是對于智能電網的發(fā)展來說，電力通信更是不可或缺的載體。

而通信電源是電力通信的心臟，是保證通信系統(tǒng)安全穩(wěn)定的關鍵。電力通信電源有著諸多運行方案，本文列舉了幾種典型的應用設計方案，引入以智能IPDU為核心的架構來實現電力通信機房微環(huán)境的監(jiān)控。并以某地區(qū)變電站為例，詳細介紹了該變電站通信電源監(jiān)控系統(tǒng)。

隨著電力行業(yè)技術的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行始終作為電力系統(tǒng)運行首要任務。對于智能電網來說，電力通信系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)技術和功能運行的最有力的支撐和傳輸媒體。

通信系統(tǒng)的運行離不開通信電源為其提供能量支持，通信電源是通信系統(tǒng)的心臟，沒有通信電源的動力保障，通信系統(tǒng)中任何模塊都無法正常運行，穩(wěn)定可靠的通信電源是通信系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要環(huán)節(jié)。

通信電源產品種類繁多，發(fā)展速度也比較快，其組成主要有高頻開關電源設備，半導體整流設備，AC-DC模塊電源，DC-DC模塊電源，逆變電源，UPS電源，交流穩(wěn)壓電源，發(fā)電機組及電源監(jiān)控系統(tǒng)等。

1典型電力通信電源方案

通過近幾年電力通信網絡的發(fā)展，電力主網通信電源的設計和建設都已日漸成熟，形成了一套較為完整的方案，對于220KV變電站，采用的是雙套通信電源分4個機柜安裝的配套通信電源，不僅安全可靠性高，而且便于維護管理，4個機柜主要包括：交流電源配電屏1面，高頻開關電源柜2面，直流配電屏1面。

其中，直流配電屏安裝2條配出母排，2套開關電源共配備4組免維護的鉛酸蓄電池，每套開關電源2組，且蓄電池單獨配電屏安裝，采用架式架構，安放在單獨的蓄電池室，通信電源配電屏結構示意圖1。

圖1 某變電站通信電源結構示意圖

交流配電屏電源來自2路不同配電系統(tǒng)配出的380V交流電源，且配備一定數量的配出空開為其他配電屏備用電源，2面開關電源屏交流電源引自交流配電屏的不同配電系統(tǒng)的交流電源，且應配備自互投裝置，為開關電源屏內整流裝置提供可靠的電源輸入。

通信電源配出沒有特殊負荷要求時，整流模塊容量一般選擇6×30A，原理示意圖見圖2。兩面高頻開關電源屏分別為直流電源屏兩個母排提供直流電源，直流分配母排間用大容量的手動開關連接起來，正常運行時在斷開狀態(tài)，故障狀態(tài)時可根據負荷情況選擇其運行狀態(tài)。

圖2 高頻開關電源原理圖

在電力系統(tǒng)的二級通信網絡的建設過程中，特別是對于110KV，35KV變電站，由于其通信設備數量相對較少，容量也相對較小，按照電力系統(tǒng)規(guī)劃設計原則，一般配備1套通信電源。

其結構也比一級通信網絡的電源簡單些，通常將電源系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)安裝在同一面配電屏中，蓄電池不再單獨設立蓄電池室。高頻開關電源容量按3×30A選擇。

2電源監(jiān)控系統(tǒng)架構的設計

除了提高通信電源的穩(wěn)定性之外，對電源系統(tǒng)的運行情況進行監(jiān)控也非常重要。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)是一個多級分布式的計算機監(jiān)控網絡，一般可分為監(jiān)控中心（SC），監(jiān)控站（SS），監(jiān)控單元（SU）。其組成示意圖見圖3。

圖3 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

監(jiān)控電源與被控設備相連，并周期性的將采集到的被控設備的運行參數和工作狀態(tài)的數據進行處理，向監(jiān)控站發(fā)送，監(jiān)控單元也可接收監(jiān)控中心下達的監(jiān)控命令，如通信發(fā)生中斷，監(jiān)控單元將保存主要告警數據，等待通信恢復后將中斷期間數據上報。

可見監(jiān)控站的計算機系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)中數據采集及數據處理的重要環(huán)節(jié)，監(jiān)控站向下與各監(jiān)控單元相連接，接收監(jiān)控單元采集的數據，進行處理后在傳送給上一級。

而監(jiān)控中心是整個監(jiān)控系統(tǒng)中級別最高的設備，不僅具有與各監(jiān)控站通信及實時監(jiān)控的功能，還具有設置告警等級，用戶權限及監(jiān)控點性能門限值等參數的權限。

傳統(tǒng)的通信機房中，現場環(huán)境復雜，機柜中設備運行情況不均衡，難以監(jiān)測，為通信系統(tǒng)及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來了巨大隱患。目前，針對通信機房監(jiān)測中的薄弱環(huán)節(jié)，提出了建立機房設備微環(huán)境的概念。設備微環(huán)境是指機柜中網絡設備運行環(huán)境，包括溫度，濕度電力及監(jiān)控等相關參數和運行情況。

在傳統(tǒng)的運行模式中，溫度的控制通過空冷設備將機房室內溫度降低，從而達到設備的冷卻，從沒有考慮過機柜和機架等環(huán)節(jié)。而微環(huán)境的引入就是將過去機房大環(huán)境參數正常但網絡設備所處微環(huán)境參數不正常的弊端解決了，以降低網絡設備重啟，死機等故障的概率。

現而今對機柜內機架上設備的微環(huán)境監(jiān)測已經被各界重視起來，一種基于多傳感自校正技術，傳感網絡信息預測技術的智能電源分配單元（Intelligent Power Distribution Unit,IPDU）已作為設備微環(huán)境智能檢測的模型被業(yè)界列為研究的重點。

IPDU也可稱為遠程電源管理器，能實時監(jiān)測機柜內電力的電壓，電流，功率，用電量等參數，同時也監(jiān)測其分路或每個設備端口的電力參數，當電力參數出現過壓，欠壓，過流或分路斷路等情況時，能夠第一時間發(fā)出報警，從而提高設備運行的安全性。

TEDS格式的引擎校正方式可以將不同接口模式的傳感器引入實現多信息的自校正。而信息的同步問題則可以通過預測補償算法修正模型來完成。根據目前智能傳感器的技術發(fā)展情況，還需要對傳感器進行自校正從而提高測算精度，這就要采用基于特定TEDS格式的引擎校正方式，主要包括：最后校正日期周期和所涉及的校正參數等等。

而新架構下的自校正引擎在IPDU上而不是在傳統(tǒng)構架中的監(jiān)控主機內，采用TEDU的校正系數，利用分段線性插值函數進行多參數傳感數據的自校準，K通道傳感模型矯正公式：

K通道傳感模型矯正公式

3通信電源監(jiān)控系統(tǒng)實例

某地區(qū)變電站將遠程控制單元，站端視頻處理單元等站端控制設備通過環(huán)境設備管理層的信息處理，將不同類型的監(jiān)控模塊及通訊模塊采用的不同類型的通訊協(xié)議采集的各種遙信遙測數據，統(tǒng)一為數據量，實現了與主站平臺之間的通信問題，通過協(xié)議封裝，將環(huán)境變量和門禁系統(tǒng)等模塊接入到系統(tǒng)中來，統(tǒng)稱為RPU，組成變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現了對視頻，環(huán)境等信息實時處理功能。

通過RPU的連接將通信電源的相關供電系統(tǒng)，溫度等參數虛擬為一個環(huán)境信息量，相當于將遙信數據虛擬成遙信設備，遙測數據虛擬為遙測設備后，將數據上傳或平臺主動獲取資源列表,定時與監(jiān)測模塊通信，讀取模塊數據，并將采集到的數據上傳至平臺，自定義閥值。

此外，通過RPU的本地存儲功能，還可將采集的數據以歷史記錄的形式保存至本地以供查詢。通信電源監(jiān)控模塊監(jiān)控的內容見表1，遙信數據見表2。

表1監(jiān)控的遙測數據

表2 監(jiān)控的遙信數據

該地區(qū)通信電源監(jiān)控系統(tǒng)結構如圖4

圖4 某地區(qū)變電站通信電源監(jiān)控系統(tǒng)結構圖

該監(jiān)控系統(tǒng)中各通信電源監(jiān)控模塊都支持前端智能設備協(xié)議，其他模塊系統(tǒng)滿足modbus協(xié)議類型。結合該監(jiān)控系統(tǒng)的個監(jiān)控摸塊的特點，將監(jiān)控模塊的通信網絡設計為多種總線類型并存的方式，根據通信距離可采用RS-232C總新接口或RS-485/RS-422總線接口，其中RS-232C總線接口主要用在15m距離內可靠通信系統(tǒng)中，而RS-485/RS-422接口采用的是差分信息傳輸，距離范圍可達1500m，使用與距離較遠監(jiān)控模塊的連接。

此外，當監(jiān)控網絡不大，而擴展更高一級監(jiān)控系統(tǒng)時，可采用MODEM接口，通過主板上的接口撥碼開關，選擇接口方式，可以通過該接口，公用現有的公用電話網與遠程計算機通信。

根據該系統(tǒng)的結構可總結出該系統(tǒng)的特點如下：該系統(tǒng)兼容性強，把視頻監(jiān)控，電源監(jiān)控集中在同一套系統(tǒng)中，提高了平臺的使用效率。將通信電源數據統(tǒng)一虛擬成環(huán)境變量，通信電源的監(jiān)測數據與其他環(huán)境變量數據相同，平臺不需要重新投入資金開發(fā)，實現無縫集成。

實時監(jiān)測各系統(tǒng)運行參數，發(fā)生異常，短時就能接到報警數據降低了相應時間。操作簡單，不需要重新培訓就能使操作人員上手操作。

4 結論

通信電源監(jiān)測系統(tǒng)是通信設備及電力系統(tǒng)正常運行的保障，大大提高了各個站點通信電源運行的穩(wěn)定性和可靠性，降低了維護成本，是通信電源維護管理從靠人力模式向自動化集中監(jiān)控管理模式邁進的重要標志。

基于IPDU的設備微環(huán)境監(jiān)測構架，可是遠程管理電源系統(tǒng)機柜內的網絡設備，還可對服務器微環(huán)境進行遠程管理，利用TEDS校正引擎實現多傳感器的自校正。傳輸同步的問題通過補償預測算法的廣義預測模型，分析數據延時的原因得以解決。

通過實例，更直觀的感受到了電源監(jiān)控系統(tǒng)能有效的輔助電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，為電源監(jiān)