任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：闡述基于電力物聯(lián)網(wǎng)的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)的特點，探討物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)，電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，包括整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件和軟件系統(tǒng)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng)；配電監(jiān)控系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

0引言

隨著信息時代的到來，建設(shè)智能配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)開始具有了更強(qiáng)的可行性，本文結(jié)合相關(guān)理論，進(jìn)行了電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，相信能夠在一定程度上降低巡檢頻率、減少維護(hù)成本、提升運(yùn)維管理綜合質(zhì)量。

1研究背景

基于電力物聯(lián)網(wǎng)的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)的特點。

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計要求。智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的根本任務(wù)是，對整個配電房的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控，實時呈現(xiàn)現(xiàn)場實際運(yùn)行狀況，為配電網(wǎng)安全運(yùn)行提供重要保障，避免由于設(shè)備狀態(tài)問題導(dǎo)致各種安全事故發(fā)生。從整體角度來看，智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計要求如下：（1）監(jiān)測數(shù)據(jù)指標(biāo)的全面性。該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)對配電房內(nèi)部主要運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測與監(jiān)控，主要包括溫度數(shù)據(jù)、局部放電數(shù)據(jù)、門狀態(tài)數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)等內(nèi)容，幫助技術(shù)人員更好的判斷配電房的實際工作狀態(tài)，并保障其長期、可持續(xù)運(yùn)行。（2）安全性。該系統(tǒng)需要承擔(dān)信息傳輸工作，因此，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的安全性，同時，還應(yīng)當(dāng)建設(shè)配套的安全管理機(jī)制，以保證信息安全。（3）智能性。這是智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的根本要求，智能性應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)在多個方面，包括數(shù)據(jù)指標(biāo)監(jiān)測智能性、數(shù)據(jù)指標(biāo)分析智能性、處理執(zhí)行智能性等，綜合來看，該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠在減少大量人力資源支持的基礎(chǔ)上，滿足配電房遠(yuǎn)程智能化運(yùn)維管理工作需求。

物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上誕生的一種新型信息技術(shù)，其基本含義為物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。其含義主要表現(xiàn)為，（1）物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延展而來的網(wǎng)絡(luò)，（2）物聯(lián)網(wǎng)延展到了現(xiàn)實世界，能夠通過傳感器實現(xiàn)物品與物品之間的信息交換與通信。物聯(lián)網(wǎng)主要由感知互動層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用服務(wù)層三個層級組成。其中，感知互動層是基礎(chǔ)的層級，其功能為數(shù)據(jù)的初步獲取，其內(nèi)部主要設(shè)備包括各種傳感設(shè)備、其他外圍設(shè)備共同組成，其關(guān)鍵技術(shù)包括測量技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸、提取任務(wù)，主要結(jié)構(gòu)包括移動數(shù)據(jù)、藍(lán)牙、光纖等，其關(guān)鍵技術(shù)包括Web技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。應(yīng)用服務(wù)層主要結(jié)構(gòu)包括本地主機(jī)、控制器、物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺，該層級主要依托計算機(jī)、軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其關(guān)鍵技術(shù)為云計算技術(shù)。

2基于電力物聯(lián)網(wǎng)的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，本文提出了智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案。探討整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計整體結(jié)構(gòu)由智能設(shè)備、傳輸線路、集成監(jiān)控主機(jī)三個核心設(shè)備組成，其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖1中內(nèi)容可知，電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)采取了集中管理、分散控制的思路進(jìn)行設(shè)計，能夠同時滿足集中管控、數(shù)據(jù)安全等設(shè)計需求，本文從軟件、硬件系統(tǒng)兩方面對其具體設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行闡述與分析。

2.2硬件系統(tǒng)設(shè)計

電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主要包括集中監(jiān)控主機(jī)、低壓配電柜監(jiān)控設(shè)施、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水檢測器、紅外探測器、監(jiān)控攝像機(jī)幾種設(shè)備類型。（1）集中控制主機(jī)。該設(shè)備包括串口通信、AI/DI、以太網(wǎng)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行環(huán)境的數(shù)據(jù)采集、控制工作，現(xiàn)場采用機(jī)架式無風(fēng)扇工控機(jī)，能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)安全。（2）低壓配電柜監(jiān)控設(shè)施。該硬件采用遠(yuǎn)程電源管理控制器，連接抽屜柜、配電柜，具體連接方式為485接口連接，采用SNMP等通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取，使用以太網(wǎng)接口連接控制器、監(jiān)控環(huán)網(wǎng)。（3）溫濕度傳感器、煙霧檢測器、漏水檢測器、監(jiān)控攝像機(jī)均采用市面主流的相關(guān)設(shè)備。其中，煙霧傳感器選擇光電煙感，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控區(qū)域火災(zāi)情況的實時監(jiān)控與告警。漏水檢測器采用直流12V電源供電，在實踐中具有較強(qiáng)的可行性與應(yīng)用便捷性。監(jiān)控攝像機(jī)采用高像素且具有移動報警功能的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，能夠?qū)崿F(xiàn)對配電房區(qū)域的實時、動態(tài)監(jiān)控。（4）紅外探測器能夠防止非法入侵，是整個硬件系統(tǒng)的核心內(nèi)容，本文所采用的紅外探測器相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。上述諸多硬件設(shè)備是整個系統(tǒng)功能正常發(fā)揮的重要依仗，能夠幫助系統(tǒng)實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的高效收集，采集到的信息會通過局域網(wǎng)上傳到中控室服務(wù)器，從而為后續(xù)工作流程提供必要的數(shù)據(jù)支持。

表1 紅外探測器指標(biāo)數(shù)據(jù)

2.3軟件系統(tǒng)設(shè)計

電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)對監(jiān)控服務(wù)器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，并將數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示在界面上，為技術(shù)人員提供直觀的現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)展示。同時，該軟件系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具備權(quán)限管理、報警管理、日志管理等功能。最后，該系統(tǒng)還需要支持SNMP、Modbus等協(xié)議，能夠為后續(xù)二次開發(fā)提供技術(shù)支持。

部分功能的具體實現(xiàn)思路如下：（1）電子地圖模式直觀展示隧道配電房位置、配電柜位置、抽屜柜位置等，技術(shù)人員只需要在地圖上選擇配電房即可進(jìn)入配電房進(jìn)行整體巡查，選中某個配電柜可以實現(xiàn)配電柜電流、電壓相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢。（2）該軟件系統(tǒng)上存在系統(tǒng)日志、報表模塊，技術(shù)人員可以通過查詢相關(guān)模塊，了解設(shè)備的具體運(yùn)行情況。（3）監(jiān)控系統(tǒng)模塊。技術(shù)人員在該軟件上，能夠隨意選擇聯(lián)動設(shè)備，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，例如，當(dāng)系統(tǒng)檢測到溫度達(dá)到設(shè)定值時，會通知技術(shù)人員，技術(shù)人員可以遠(yuǎn)程操作排風(fēng)扇執(zhí)行降溫操作，進(jìn)而實現(xiàn)對設(shè)備的有效保護(hù)。

3 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

（2）應(yīng)用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。

（3）平臺結(jié)構(gòu)

（4）平臺功能

電力集抄

電力集抄模塊可以實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行（包括歷史和實時參數(shù)，并根據(jù)實際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù)，實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

預(yù)付費(fèi)管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報表：提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。

預(yù)付費(fèi)看板

充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

充電樁看板

智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實現(xiàn)定時開關(guān)策略配置及后臺遠(yuǎn)程管理和移動管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。

監(jiān)控頁面

安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實現(xiàn)時間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然"的目的。

智慧消防

通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。tian補(bǔ)了原先針對“九小場所"和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細(xì)化"的實際需求。

（5）系統(tǒng)硬件配置

4結(jié)語

當(dāng)前我國民眾生活水平逐漸提升，電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐步深入，在這一時代背景下，配電網(wǎng)智能化建設(shè)愈發(fā)重要。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行了智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，從整體、細(xì)節(jié)層面對設(shè)計策略進(jìn)行了綜合分析，相關(guān)單位可以適當(dāng)結(jié)合本文的研究內(nèi)容，進(jìn)行配電房智能化設(shè)計，希望能夠推動相關(guān)事業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]苗飛.基于電力物聯(lián)網(wǎng)的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計.

[2]陳澤濤,王增煜,劉秦銘等.配電房安全智能監(jiān)控平臺接地刀閘狀態(tài)位監(jiān)控方法研究[J].電網(wǎng)與清潔能源,2022,38(12):95-100+106.

[3]劉波江.基于一體式的智能配電房監(jiān)控管理系統(tǒng)構(gòu)建[J].電氣開關(guān),2022,60(05):81-83+87.

[4]韋永浩.高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用[J].中國交通信息化,2022(S1):458-460.

[5]劉曉,張迎曉,林師玄等.基于視頻智能分析的配電房全天候監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].信息技術(shù),2022(02):173-178.

[6]邱國蘇.智慧配電房管理系統(tǒng)及其前景展望——以三門峽黃河公鐵兩用橋高速公路智慧配電房為例[J].光源與照明,2021(10):54-56.

[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5.