智慧配电房运行环境辅助监控平台

Posted 2023-02-07

       引言        

中国的智能电网包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度共六个环节，具有信息化、数字化、自动化、互动化的“智能”技术特征。        

中国国家电网公司规划，将分三个阶段推进“坚强智能电网”的建设：2009年至2010年为规划试点阶段，重点开展“坚强智能电网”发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，及各环节试点工作；2011年至2015年为全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016年至2020年为引领提升阶段，全面建成统一的“坚强智能电网”，技术和装备全面达到国际先进水平。而广大配电电网情况复杂，检测管理难度大，使用人力较多，运营成本高，供电故障排除时间长，供电可靠性差，急需得到改善。    

    

1.预期成果及创新点        

电科恒钛配电房运行环境智能在线监控系统，具备遥测、遥信、遥控、遥调、遥视功能，实现了设备巡视等实时监视及分析功能。 该系统可便捷选择接入的设备类型和设备数量，快速显示氧气、SF6、温湿度、 防盗、烟感、主变温度、门禁、照明、水位/水浸、视频、通风、空调、除湿、水泵等信息。并支持远程或本地对门禁、照明开关、水泵、空调、通风等进行操控.经过对国外成果的分析，国外对配电房的监控仍属空白，配电房运行环境智能在线监控的应用为泛在电力物联网建设奠定了基础。     

   

2.内容及目标        

配电房运行环境智能在线监控系统，具备遥测、遥信、遥控、遥调、遥视功能，实现了设备巡视等实时监视及分析功能。该系统可便捷选择接入的设备类型和设备数量，快速显示氧气、SF6、温湿度、防盗、烟感、主变温度、门禁、照明、水位/水浸、视频、通风、空调、除湿、水泵等信息。并支持远程或本地对门禁、照明开关、水泵、空调、通风等进行操控.经过对国外成果的分析，国外对配电房的监控仍属空白，配电房运行环境智能在线监控的应用为泛在电力物联网建设奠定了基础。        

在实现实时“五遥”的同时，通过本系统可提早防患各类事故，减免人身、经济损失；在实时数据的支撑下，通过智能管理，供配电房空调、风机、照明可减少30%以上的损耗。        

3.解决方案及应用        

配电房运行环境智能在线监控系统除了强调各个子系统之间的信息共享和信息互动之外，还支持分层、分区的分布式结构及多级系统构建，同时可实现与智能变电站一体化监控系统的信息交互，可随时满足智能变电站对辅助生产系统提出的新需求。         配电房运行环境智能在线监控系统可接入视频监控系统、安全防范系统、环境监控系统、智能门禁系统、火灾自动报警系统、设备温度监测系统等辅助生产系统，各子系统的规模及设备数量可灵活配置，根据实际情况该平台同时可接入其他的第三方系统或自动化设备。 配电房运行环境智能在线监控系统主要由系统后台主机、传输设备、辅助控制主机及各类辅助生产子系统组成。整个系统以后台主机为核心，完成对各类子系统的高度整合。在维持现有各子系统相对独立运行和自动闭环控制的前提下，后台主机保持与各子系统通信，通过各子系统实现对变电站现场各种生产信息的采集、处理、监控等功能。配电房运行环境智能在线监控系统以标准的通信协议上传一体化监控系统，所有生产辅助信息可通过以太网通道或2M通道上传主站系统。   

  现场的站端系统控制主机是针对各种辅助生产设备的监测、控制而设计的。通过TCP/IP网络接入系统后台主机，可远程采集各种设备的状态、告警信息及实时数据，并可对现场设备进行远程控制。控制主机提供RS485接口、以太网接口、开关量输入/输出接口、模拟量接口。可接入安全防范系统、环境监控系统、火灾自动报警系统等系统或设备。控制主机可通过网络进行远程参数配置、远程管理及远程固件升级。控制主机能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下依然能够实现正常运行、联动报警、设备控制以及记录存储等。

       

4.系统功能设计                  
       1）环境监测

实现对配电站房内设备运行环境的监测，如：温度、湿度、SF6 气体浓度、含氧量、臭氧浓度、烟雾浓度、水位或水浸信息、站房内空间噪声等数据信息的采集和展示；同时根据设定的告警阈值产生告警信息。

实现根据环境指标配置联动方案对空调、风机、水泵等设备的控制管理，下发控制指令对配电站房运行环境进行智慧调节。

2）安防监测

实现对配电站房内安防设备状态的实时监测，同时监测非法人员入侵的情况，在监控系统进行状态展示，并在发生非法入侵的情况下产生告警信息。

3）设备在线监测

实现对配电站房内电力设备包含：配电变压器运行噪声、连接桩头温度、中压开关柜内电缆连接桩头温度、中压开关柜局放、中压开关柜柜内凝露状态等信息的采集和展示，并根据设置的阈值产生告警信息。

结合设备的基础台账信息，实现对设备运行状态的在线评估并展示设备运行状态评估结果。

4） 视频监控

实现对配电站房内运行情况的实施监控，同时实现对主要设备运行状态的监控。通过视频监控模块，配电运维检修人员可远程查看配电站房的运行状况，并可通过视频监控设备远程进行核查告警信息的准确性及时做出合理的检修方案。

5）联动控制

根据配电站房具体需求，网关机包含但不限于以下联动功能：

a) 温湿度监测和空调（风机）联动；

b) 水浸/水位监测和水泵联动；

c) 风机（自启动）与有害气体浓度联动；

d) 烟雾与动力电源、视频联动；

e) 门禁与红外布防/撤防、照明、风机联动；

f) 视频与安防、环境监测联动。

5.应用和亮点        

本项目的关键和难点在于该系统采用第三代网络监测技术。不仅适用单个配电站的独立监测管理、实时监测，更适合多个配电站的远程集中管理。可以实现跨平台操作，只要能上网或者有手机信号覆盖的地方就可以实时监测配电站设备工作情况。主要有以下几个特点。        

5.1实施方便快捷        

该系统能够充分利用配电站现有的网络环境，直接将无人值守主机接入GPRS/3G、4G网络即可，易于日后系统扩展。无人值守工作站主机丰富的接口可以提供各种摄像机、温湿度传感器、水浸/水位传感器、门禁控制器、红外微波、短信猫等设备接入功能。充分满足配电站用户对环境各种指标的监测要求。核心设备采用嵌入式操作系统，便于安装，无需人员管理，适于多种恶劣环境应用。       

  5.2模块化设计       

  系统采用模块化设计。 

（1）根据居民区配电房现场的实际情况，选用合适的传感器、数据采集器和通信设备，完成监测系统的数据采集、分析和异常报警.

        （2）据居民区配电房的分布情况和监测系统的数据传输需求，选用合适的通信方式和数据通信格式，实现系统的数据上传和接收功能.

        （3）监测数据进行综合分析：通过选用合适的编程工具实现对监测数据的综合分析，系统应具有良好的人机界面、便捷的数据查询等功能   

    

6.社会效益        

（1）配电房运行环境智能在线监控系统，构建1个基本的配电辅助智能监控网络；        

（2）在常规电气量监测的基础上，实现配电房的全视角监视（门禁控制、入禁探测、烟雾探测、温度、湿度、SF6含量、视频监控、电缆沟水位等）；        

（3）及时的自定义规则处理异常情况，避免故障的发生或进一步扩大；        

（4）协助运检人员更有效率的工作。        

（5）及时查找出故障点以及事故原因，大大节省了修复时间，给供电部门减少了经济损失，节约人力输出。