摘要：变电站电网的核心,承担的任务区域电源、直流电源是一个变电站继电保护装置,开关操作,自动化设备,如电源,它在电力系统中起着非常重要的作用在安全稳定运行,直流电源的可靠和安全稳定性直接影响到电网和设备的安全。
关键词：物联网;直流电源;监控;运维;
基于物联网的直流电源远程监控与运维服务系统，是以物联网、大数据、云计算和移动通信等新一代信息技术作为支撑，以“物联网+运维服务”为目标，构建电源设备、监控中心、移动终端三位一体的智能化远程监控与运维服务云平台。它实现了系统间的互联互通和数据共享，为客户提供远程监控、事故预警、故障诊断、远程维护等专业的在线增值服务，从而帮助客户建立一套高效的电源设备运行及维护管理体系。
一、系统技术结构
1.系统组成。基于物联网的远程监控与运维服务系统(简称“三辰智云”)“三辰智云”系统主要由以下三个部分组成：(1)带有智能无线通讯装置的直流电源系统;(2)“直流电源远程监控与运维服务系统”平台软件;(3)移动终端应用软件，包含Android及iOS系统APP。
2.系统结构。(1)系统技术架构。由现场设备层、通讯网络层和远程监控层三部分组成。现场设备层：由直流电源和智能无线远程通信装置组成。直流电源设备通过智能无线远程通信装置将信息经由无线网络发送到监控中心数据服务器，同时也可以接收远程监控中心数据服务器发来的各种应答类、控制类等指令。通讯网络层：由RS485工业总线、GPRS无线传输网络和以太网络三部分组成。实现各种应用网络的互联互通，它是现场设备与后台监控之间的数据传输通道。远程监控层：包括通信服务器、数据库服务器、Web服务器和监控中心应用软件等软硬件设备。监控中心应用软件负责系统中所有数据信息的显示、存储、运算、查询等操作和管理，为用户提供一个可视化的监测界面。(2)系统逻辑架构。本系统逻辑架构如图1所示。
采用B/S结构即浏览器和服务器结构，在这种结构下，用户界面完全通过www浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓3-tier结构。系统设有两个通道接入企业的Web服务器：一路是移动终端(手机)通过无线网络连接到企业的服务器，另一路是监控中心(PC)通过Internet网络连接到企业的服务器。(3)系统功能模块。“三辰智云”系统利用运营商提供的无线网络进行数据传输，将分布在不同区域、不同地点的直流电源设备运行数据汇集至物联网云平台，维护人员可通过移动终端APP实现对电源设备运行状态进行远程监控，随时掌握现场设备情况，对突发事件及时发现及时处理。或通过监控中心Web网页实现对电源设备的远程数据采集、实时状态监测，实时掌握设备的运行状况，并为客户单位提供远程故障诊断及智能运维服务综合管理。其主要功能模块体现在数据采集、实时监控、统计分析、运维管理和系统管理上。(1)数据采集：通过现场总线、互联网和无线网络的多种通信网络结合的方式，远程采集分布各地的电源设备的运行数据，实现基于云平台的直流电源、监控中心和移动终端互联互通、数据共享。(2)实时监控：能对直流电源设备运行数据、运行状态和故障信息进行实时监测，在故障发生时能够及时显示故障信息并进行报警。(3)统计分析：以多种报表的形式显示直流屏历史运行数据。包括年、月、日报表等，方便对历史运行数据和故障记录进行统计分析。(4)故障诊断：建立集中的告警分析处理和故障预警机制，能够超前预判事故的发生，并在故障产生或故障征兆时进行快速定位，从而能够使维护人员快速排除故障。(5)运维管理：提供在线报修，故障诊断，维修服务，服务评价等业务功能。内嵌知识库作为运维服务重要的技术支持，为用户故障诊断提供在线自助咨询服务。(6)系统管理：包括用户管理、设备管理、角色管理。用户管理如：客户名称、联系方式等;设备管理如：型号规格、出厂编号等;角色管理如：角色名称、权限管理等功能。
二、“三辰智云”系统技术实现
1.智能无线通信装置开发。智能无线远程通信装置是专门针对直流电源设备监测需要而设计开发的工业级无线数据传输单元，是一种物联网无线数据终端，负责采集现场电源设备运行数据，并提供无线数据传输功能，实现与监控中心的通信。该装置采用了先进的工业级处理器，并采用数据透明转发技术，实现数据的透明转发。直流电源设备通过RS232/RS485接连接到智能无线通信装置，智能无线通信装置将从直流电源设备接收的数据转换成TCP/IP通信协议的数据包，而不需要改变原有的数据通信内容，通过GPRS网络传递给远程监控中心。同时智能无线通信装置可接收监控中心传送来的远程控制信号给直流电源设备。
2.直流电源远程监控与运维服务系统平台软件开发。采用Eclipse作为编写程序调试程序的工具软件，基于JDK1.7上开发的应用软件，数据库采用mysql5.6。系统后端采用spring框架集成shiro、spring data等框架实现服务器后端架构，系统可以部署到安装有jdk1.7的操作系统上。系统前段采用angular 1.5.8版本开发，实行前后端分离的开发，后端提供restapi接口实现数据交互。并通过消息服务器来实现实时数据的推送、报警信息的推送等。
3.移动终端APP软件开发。(1)Android系统应用软件。采用Eclipse作为编写程序调试程序的工具软件，在Android SDK上运行所开发的应用软件。所开发应用软件版本适配Android 4.3及以上系统，因未使用暂停维护的NDK，故适配版本覆盖较新的6.0及以上版本，应用软件采用较先进的技术架构，应用软件对运行终端的计算能力、存储能力需求较低，软件运行状态下(无其他第三方应用进程)要求达到CPU占用率小于30%，持续运行无终端发热、死机现象。(2)iOS系统应用软件。采用Web Storm作为编写程序开发工具软件，利用React-Native提供的编译调试环境进行debug、热更新等，最终在macOS所提供的iphone模拟器查看效果。所开发应用软件版本适配iOS9.0及以上系统，采用面向组件开发，采用redux管理状态(state)，保证state的可预测性，采用immutable持久化不可变性数据，并且支持了热修复。在场景中做了大量的优化，从而CPU占用率较低，同时减少APP对流量和电量的消耗，持续运行应用未出现闪退、假死等状态。
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三、应用价值
1.提高产品可靠性，降低设备故障率。“三辰智云”平台通过物联网技术，把传统的智能电源监控系统远程化、网络化，提供了功能强大的从远程监控、故障报警、故障诊断、故障分析到运维服务功能，该应用方案对提高产品可靠性、降低设备故障率，保障电网安全稳定运行具有极为重要的战略意义和极高的实际应用价值。
2.提高维护效率，节省故障处理时间。利用“三辰智云”平台建立的集中告警分析处理和故障预警机制，使监控系统成为强有力的助手,能够超前预判事故的发生，尽可能地做到事前防范，并在故障产生时进行快速定位，能够准确确定故障部位、判断故障原因，以便及时进行处理，大大提高了维护效率，节省了紧急情况下的故障处理时间。
3.降低维护成本，减轻人员劳动强度。借助“三辰智云”平台建立的电源设备实时数据库，对电源设备运行状态进行综合诊断，能够更及时、准确、灵敏地反映设备健康水平，从而有针对性地对设备检修时间和周期进行决策，实现从定期检修到状态检修的转变，可有效降低维护成本，并大大减轻了维护人员的劳动强度。
总之，在直流电源设备运行维护过程中，已经从传统的人工值班、人工检测设备方式发展到采用内部联网获取设备运行数据、各站点人工定时巡检、基层站点实现无人值班模式，并已经在实际应用中得到广泛运用和推广。——论文作者：张洪超 曾庆蕊
