作者：郑晓敏
随着社会和公众维护自身环保权益的意识不断提高，输变电工程建设项目越来越受到广泛的关注。这些年来，群众对于电力设施建设所带来环境问题的关注度越来越高，在全围各地不时发生因输电线路临近、跨越民房，变电站、换流站噪声扰民等电磁环保问题引发投诉和纠纷，群众阻挠输变电工程施工的事件时有发生．这不仅给电网的建设带来困难、严重影响电网的安全运行，也给输变电工程电磁环境监管带来诸多问题和压力。
本文针对目前输变电工程电磁环境方面存在的问题．设计一套基于分布式多层体系的输变电工程电磁环境智能实时监测系统，建立电磁环境相关标准、知识、监测数据等信息数据库，将各个电压等级输变电工程敏感点的工频电场强度、工频磁场强度和可听噪声进行实时智能监测，通过户外信息屏，向公众展示输变电工程工频电场、工频磁场和可听噪声水平及其变化情况，为公众提供直观的电磁环境信息；为环保、电力运行部门提供基础电磁环境数据支撑，服务于电网建设和电磁环境宣传。本系统的设计将提升电网企业在输变电工程电磁环境保护T作方面的形象和地位,为电网环保领域提供有力支撑和技术手段。
1 国内外电磁环境监测现状
近年来．工频电磁场固定点监测在全球范罔内得到了非常迅速的发展，尤其是在欧洲国家，许多大中城市都安装了同定点工频电磁场测量系统。
意大利是国际上电磁辐射法规和标准都较为健全的国家．对电磁辐射的管理体制相对较为成熟．在意大利境内有约1 169套固定点监测系统。为了进行全面的电磁环境情况监测，埃及在全国范围内启动了Horus固定点监测系统（共计28套）。葡萄牙共设立国控测量点约414个，安装固定点电磁环境测量系统约107套，实现全国范围内的固定点电磁监测。
在我国，自国家提m“建设资源节约型、环境友好型社会”和发展“绿色经济、低碳经济”战略方针以来，全国各地电网公司掀起了建设绿色输变电工程的热潮。日前，在北京、江苏以及浙江等地．不同程度上开展了电磁环境监测技术的试点工作。国内已建立电磁环境监测的城市有北京（望京220 kV户内变电站）、成都（安顺桥220 kV变电站）、上海（静安500 kV户内变电站）、南京（淮海路110 kV户内变电站、古平岗110 kV户内变电站、厚载巷110 kV户内变电站）、杭州（横河110 kV户内变电站）、宁波（桑田220 kV户外变电站）、温州（马鞍池110 kV户内变电站）、苏州（胥门110 kV户内变电站）和镇江（双井110 kV户内变电站）。
虽然我国已在部分地市开展了电磁环境同定点监测系统试点T程．但并未对电磁环境固定点监测进行系统的设计与规划，电磁环境工作仍缺乏有效的监管机制和成熟的管理经验．因此需要通过实施规范化的手段来提高管理工作的科学化、程序化、标准化、精细化水平，通过规范日常监管工作，使每个阶段、每个环节得到有效监管，实现电磁环境全过程管理。
2系统总体设计
2.1 总体架构
输变电工程电磁环境智能实时监测系统总体结构如图1所示。智能实时监测系统总体架构包括终端监测站点、数据采集交换、后台管理3个部分。
监测站为安装在输变电工程敏感点的电磁环境监测终端，尽可能反应输变电工程对周围环境影响水平，实现工频电场、工频磁场和可听噪声的全天候监测．内含无线数据发送模块．利用光纤将监测的实时数据传输至实时数据采集发布端。
实时数据采集发布设备安装在监测站附近．且在公众视觉范围内，内含LCD显示屏、控制计算机和光纤通信模块，实现电磁环境监测数据的采集、数据处理，以直观、形象的方式展示现场实时监测数据与电磁环境相关宣传信息。
后台管理用于维护在线监测数据、历史趋势分析、信息显示模式、用户权限等重要的维护和管理功能，通过在监控巾心安装后台管理系统实现数据的实时监控。
2.2分布式多层体系
为了挖掘系统设计的能力．提高软件系统的稳定性、安全性、扩展性和适应能力，输变电工程电磁环境智能实时监测系统将传统的客户端、应用层和服务器3层体系架构扩展为分布式多层体系结构，将应用层扩充为数据访问层、业务逻辑层、界面服务层和Web服务层，如图2所示。
数据访问层主要用于数据库、XML文件、文本文件等异构数据接入方式的标准化．实现底层数据的快速访问。针对数据库，进行数据表的持久化，完成数据的快速增、删、改、查。同时，数据访问层为业务逻辑层提供数据访问服务接口．降低业务层与数据层的耦合度。
业务逻辑层位于界面服务层和数据访问层之间，组织业务功能实现，主要包括调取实时数据、组织历史数据、设计高级功能模型等。
界面服务层组织界面所需的服务数据．立于业务逻辑层之上，针对用户定制需求，对业务逻辑数据进行再加工。
Web服务层完成界面服务的规范化，组织并暴露界面服务层方法，为用户界面层提供访问入口。
用户界面层调取Web服务数据．根据工作需求，定制界面风格和业务需求，完成数据的展示和人机交互。
采用分布式多层体系架构设计可以增加企业对象的重复使用率，降低整个系统维护成本．提升应用系统的延展性、容错能力和负载平衡能力。
多层体系结构通过规范化的分层分析．有助于设计出条理清晰、逻辑分明的软件系统。本系统基于分布式多层体系架构设计，梳理电磁环境监测主要业务流程、细化各业务步骤，进而抽象出业务模型和划分出软件功能模块。
3系统功能及数据交互
3.1 系统功能
基于分布式多层体系的输变电丁程电磁环境智能实时监测系统功能包括现地侧实时数据采集发布展示系统和后台管理系统两大部分，整体功能规划如图3所示。
现地侧实时数据采集发布展示系统由实时信
息展示、政策信息及宣传片展示、重点信息滚动展示和生活电磁场对比展示模式组成。
3.1.1 买时信息展示
实时信息展示是实现全天候24 h在线、可视化的监测数据展示，通过不同的颜色展示正常、一级报警和二级报警的情况。
3.1.2政策信息及宣传片展示
将各省市公司每年“六五环境日”、“环境大接访”、“电磁辐射知识竞赛”等活动进行集中宣传；通过加大宣传力度．一方面赢得了行业主管部门和建设单位的支持：另一方面，又促进了社会和公众对电磁辐射基本知识的了解，从而形成了公众既参与环保行动，又支持项目建设的良好局面。
3.1.3重点信息滚动展示
利用组态化的形式实现用户自由设置企业介绍、宣传、欢迎词等重点信息的滚屏展示功能，可根据用户的不同需求和内容自行变更和展示。
3.1.4生活电磁场对比展示
生活电磁场对比展示模式为系统提供生活常见物品的电磁场和输变电工程电磁场对比展示模式．让公众对电磁场的安全程度有更加直观的认识，配以图片，直观地反应电磁环境实际情况。
后台管理系统由实时监视、系统设置、资源管理和系统管理4部分组成。实现测量数据现场、远程储存、展示、查询和应用等，最终实现网络化部署、集巾化管理，智能化决策和信息化高级应用。其中实时监视模块为后台管理系统核心功能．主要包括实时监测和历史趋势分析两大功能。
实时监测模块主要采用图形化信息直观显示测量参数的状态．并且辅以一定的阈值判断实时监测数据，以不同颜色展示监测数据的信息，可根据用户的需求进行显示模式的定制，实现智能信息流的多态展示。
历史趋势分析提供历史数据的查询、统计和趋势分析等功能，通过对历史数据的趋势分析，可以掌握更多的电磁环境变化信息，从而为后续的决策提供可靠的依据，对提高电磁环境的监督和管理具有重要的作用。
3.2数据交互
输变电工程电磁环境智能实时监测系统数据交换通信逻辑结构如图3所示。将整个系统分为监测设备、智能监测平台、数据库服务器、Web服务端和Web客户端5部分。
监测设备也就是下位机，它和电磁环境监测服务端通过光纤进行通信。
智能监测平台作为电磁环境监测数据接收、处理、展示平台，获取监测设备传输数据，通过内部算法处理为熟数据，依靠内置LCD显示屏进行展示．同时通过通信代理与数据库和Web服务端交互。
Web服务端接收智能监测平台实时数据，综合数据库信息，发布功能代理，支持Web客户端双向通信。
数据库服务器与Web服务端和智能监测平台通过TC P/IP协议进行双向通信。
Web客户端利用Web服务端代理，实现智能监测平台的远程动态管理与配置。
针对电磁环境监测参数类型的报文结构，编写相应的报文类，实现统一的CRC校验(CyclicalRedundancy Check，循环冗余码校验)、数据转换、告警识别、数据存储与数据转发接口。接口完成报文字节流装箱拆箱作业实现完全封装．构建转换适配器，实现数据安全可靠传输。
在自动采集模式下，智能监测平台开启对数据接收端口的监听，当有数据报文到达时，进行CRC校验，如果检验结果正确，调用数据转换方法．将字节流转换为报文类，然后进行数据存储和告警识别，存储监测信息和告警信息：如果检验错误，客户端向监测终端发送重新发送数据报文的请求。
4工程应用
基于分布式多层体系的输变电工程电磁环境智能实时监测系统已在国内多个城区变电站进行示范应用，下面以在国网某省电力公司工程应用为例进行整体说明。
110 kV某变电站为户内变电站，位于市中心，周围高档酒店、小区、学校密布，公众对于变电站的电磁环境影响情况关注度非常高，综合考虑实际情况，选取该变电站作为系统示范应用，科学宣传电磁环境监测信息。
为了最大限度地监测变电站电磁环境水平．兼顾主要电气设备的影响，将监测终端装设在主变对面，靠近马路侧，现地侧实时数据采集发布展示系统位于变电站大门内侧，过往公众能清晰观看监测信息．对科学宣传变电站及输变电工程电磁环境知识起到较好的作用。图5和图6为选取的某天20组监测数据分析图，通过与国家推荐的工频电场、工频磁场值以及日常生活用品磁场值进行对比，可以直观向公众展示电磁环境监测水平。如图5所示，蓝色曲线为现场监测的20组工频电场数据，其中数据为0.000～0.011 kV/m,远远小于国家工频电场推荐标准值4 kV/m,因此该工程工频电场值处于安全水平。
如图6所示．蓝色曲线为现场监测的20组工频磁场数据，数据波动为0.27～0.43μT，与家庭常用的微波炉工频磁场值0.6 μT、电视机工频磁场值0.15 μT、电动剃须刀T频磁场值0.3 μT对比，较为接近，且远远小于国家工频磁场推荐标准值100 μT，因此该工程工频磁场值处于安全水平。
日前，该系统运行状态良好，过往人群对系统运行表现了极大兴趣，并驻足观看．了解输变电工程电磁环境及其影响等科普知识。
基于分布式多层体系的输变电工程电磁环境智能实时监测系统的应用有效地解决了电网建设与公众环保意识提升之间的矛盾．减少了电磁环境纠纷案件的发生，同时，对于宣传电磁环境监测知识和电网方面所做出的努力、服务于电网建设和电磁环境宣传提供技术支撑。
5结语
本文介绍的基于分布式多层体系的输变电工程电磁环境智能实时监测系统已经在国网某省电力公司和试验基地等示范工程中投入实际运行，为电磁环境监管的规范化、科学化和系统化奠定了基础，实现了电磁环境参数水平的实时监测，有效的协助解决电磁环境纠纷问题。
本系统后续将在输变电工程环境敏感点进行推广示范应用，特别的是对人口密度大、城市中心等地．将有效改善目前电磁环保工作与公众之间的问题，构建绿色和谐的电磁环境氛围。
6摘 要：结合目前输变电工程电磁环境工作的实际需求，分析了目前国内外电磁环境监测现状，将分布式架构引入电网电磁环境管理领域，设计了输变电工程电磁环境智能实时监测系统整体架构和功能体系，有效解决了电网建设与公众之间的矛盾。通过在国内某省电力公司试点工程中应用证明，选取具有代表性的20组监测数据分析，工频电磁场值远低于国家推荐的标准值，整体处于安全水平，该系统对于科学宣传电磁环境、协助解决电磁环境纠纷问题起到辅助支撑作用。
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