云南电网有限责任公司昆明供电局
0引言
随着电力系统自动化、信息化技术的不断叠新，电网逐步迈入了智能电网时代。为了提高电力生产的效率，减少人力物力的浪费，实现管理精益化、运维精益化，目前电网内普遍推广新科技。变电站后台监控远程维护系统的建设与应用，旨在最大限度的减少运维人员到站现场维护的工作量及工作时长，实现变电站后台监控系统的集中维护及管理，实现减员增效。该系统通过建立变电站与维护主站的远程通讯，实现变电站后台监控系统的远程控制，目前已建设完成并投入使用。通过实际应用，证实该系统具有较高的实用性和必要性，但依旧存在诸多问题。本文就变电站后台监控远程维护系统进行分析探讨，并提出改进意见。
1 变电站后台监控远程维护技术
变电站后台监控远程维护系统，通过使用KVM（Keyboard Video Mouse）技术，将变电站后台监控机键盘、视频、鼠标集中远程管理，实现后台监控机的远程访问和控制。在变电站和维护主站之间建立通信网络，实现后台监控机的集中控制。在运维人员进行巡检、维护作业时，工作人员可以通过维护主站管理平台，使用密码口令远程登录至目标变电站后台监控机，按照作业指导书进行维护、作业，并将作业记录及系统备份通过系统传回主站收存。完成作业后，即可断开与目标的连接，直接连接至下一变电站继续工作。
图1为变电站后台监控远程维护系统拓扑图（硬件设备主要有站端终端机、计算机接口模块、通讯转换模块、集中管控平台、主站维护机），集中管控平台通过网络与站端终端机进行数据交互，用户通过主站维护机登录集中管理平台实现对站端终端机的访问控制。
1.1基于KVM over IP管理技术集中管控平台
KVM over IP是一种将键盘、视频和鼠标接口中的模拟量数据数字化，并在网络中使用TCP/IP 技术远程连接至任意计算机上的KVM 信号，从而实现对站端终端设备的远程控制。该技术无需在站端设备内部添加任何软件或硬件，系统建立成本低、效率高，而且方便添加设备，扩展能力强。
将变电站的后台监控机的键盘、视频接口、鼠标均接入计算机接口模块中，该模块一方面能实现KVM信号的模转数功能，另一方面能提供本地计算机的键盘、显示器、鼠标接口，保证KVM信号既能满足本地设备又能通过通讯转换模块接入网络中，最终接入集中管理平台。工作人员即可通过集中管控平台对站端监控机进行操作控制，实现远程管理。为强化系统的安全性，集中管控平台具备访问限制功能，工作人员需通过账号密码进行登录。
1.2通信网络构架
变电站选址是根据当地电力负荷需要以及城市用地规划等因素综合考虑决定，故变电站地理分布不均，通信网络的建立不宜利用现有3G无线技术。所以，变电站后台监控远程维护系统利用变电站已有电力网络，于每个变电站新增一条带宽为2M的专线网络通道至维护主站，形成一个专用局域网。
2 目前系统存在的问题
截止目前，变电站监控后台远程维护系统已投入运行近5年。经实际使用，发现系统存在三大问题急需解决，分别为：硬件易损、通道带宽不足、安防等级不足。
1.3硬件易损
硬件设备中，站端终端机、集中管控平台和主站维护机运行状况较好，故障率较低。但作为通信过程中起重要作用的计算机接口模块及通讯转换模块，故障率高。尤其近1年时间，共发现通讯转换模块损坏7台、计算机接口模块损坏2台。且近年通信产品更新速度快，设备产商早期产品的备品供应能力不足，导致系统可用率下降。2017年系统可用率为91%，2018年已下降至82%。
1.4通道带宽不足
上文提到，变电站后台监控远程维护系统的网络，是由于每个站至维护主站的2M专线网络通道组成的局域网。实际使用中发现，2M的带宽并不满足远程控制的数据传输要求。首先，经过数据转换处理后，视频画面质量差，刷新速度慢；其次，鼠标和键盘的控制明显有延迟，严重影响系统的运行速度。系统在最初设计时，考虑通过远程控制进而实现远方文件传输。目前的运行情况，通道带宽已不能满足远程控制的功能需求，更何况文件传输。
2.3 安防等级不足
按照《电力监控系统安全防护规定》要求，变电站生产控制大区与广域网的纵向联接处应当设置经过国家指定部门监测认证的电力专用加密认证网关及相应设施。变电站后台监控机属于电力监控系统生产控制大区中的重要设备，虽然远程维护系统使用的专线通道，并未与广域网进行直接连接，但根据国家规定，应该采取加密认证措施，保证电力监控系统的安全稳定。
3 改进方案
针对变电站后台监控远程维护系统目前存在问题的分析结果，对系统提出改进方案，提高远程维护系统的实用性、可靠性，更好的提高工作效率，促进系统推广。
首先，针对系统硬件易损的问题，尝试通过其他技术手段实现远程监控。目前系统使用的KVM over IP技术，虽然有即插即用、适用多系统、操作简单的优点，但计算机接口模块及通信转换模块的使用增加了硬件损坏的概率。建议将远程维护功能的实现由依赖硬件支撑的KVM模式更改为基于局域网的远程控制软件应用。利用网络远程控制技术，以TCP/IP协议网络数据通信作为基础，使用Client/Server方式，主站服务器通过网络向站端终端机发出数据包，站端接收并执行相应命令。针对远程控制端口3389极易被恶意代码利用的高危风险，将系统所使用通讯端口进行更改，并严格保密，保证电力监控系统安全。
其次，更改原有网络结构，取消每个站至维护主站的专线通道，将在现有后台监控主机加装网卡，并通过电力调度数据网进行组网，具体组网方式如图2所示。电力调度数据网是调度自动化系统的重要网络，传输电力生产的各类实时信息和非实时信息，它具备高可靠性、高实时性和高安全性。在安全防护方面，具备完善的安防设备及控制策略。变电站后台监控终端通过调度数据网进行组网，既解决了原系统通道带宽不足的问题，又解决了二次安防方面的问题。
4 结束语
变电站后台监控远程维护系统的建立及使用，极大程度解决了维护人员的到站路程时间长、效率低的问题，便于集中管理控制。但另一方面，在运行过程中也充分暴露出所存在的问题。对问题进行分析后，提出了可实施的改进方案，下一步将继续对系统进行分析探讨，进一步完善变电站后台监控远程维护系统。
《使用KVM over IP技术构建机房远程集中管理系统》 杨林 《金融科技时代》 , 2009 , 17 (4) :50-51
《远程控制技术在计算机软件中的应用探讨[J].》 张明明《电子技术与软件工程》,2013(15):182.
论文作者:李滢洁
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第12期
论文发表时间:2019/7/18
标签：变电站论文; 系统论文; 后台论文; 主站论文; 模块论文; 电力论文; 远程控制论文; 《科技尚品》2018年第12期论文;