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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)設計,包括整體結(jié)構(gòu)設計、硬件和軟件系統(tǒng)設計。
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,建設智能配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)開始具有了更強的可行性,本文結(jié)合相關(guān)理論,進行了電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設計,相信能夠在一定程度上降低巡檢頻率、減少維護成本、提升運維管理綜合質(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)設計要求。智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的根本任務是,對整個配電房的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行監(jiān)控,實時呈現(xiàn)現(xiàn)場實際運行狀況,為配電網(wǎng)安全運行提供重要保障,避免由于設備狀態(tài)問題導致各種安全事故發(fā)生。從整體角度來看,智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設計要求如下:(1)監(jiān)測數(shù)據(jù)指標的全面性。該系統(tǒng)應當能夠?qū)崿F(xiàn)對配電房內(nèi)部主要運行數(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)運行。(2)安全性。該系統(tǒng)需要承擔信息傳輸工作,因此,系統(tǒng)應當具有較強的安全性,同時,還應當建設配套的安全管理機制,以保證信息安全。(3)智能性。這是智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設計的根本要求,智能性應當表現(xiàn)在多個方面,包括數(shù)據(jù)指標監(jiān)測智能性、數(shù)據(jù)指標分析智能性、處理執(zhí)行智能性等,綜合來看,該系統(tǒng)應當能夠在減少大量人力資源支持的基礎上,滿足配電房遠程智能化運維管理工作需求。
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)基礎上延展而來的網(wǎng)絡,(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)絡傳輸層、應用服務層三個層級組成。其中,感知互動層是基礎的層級,其功能為數(shù)據(jù)的初步獲取,其內(nèi)部主要設備包括各種傳感設備、其他外圍設備共同組成,其關(guān)鍵技術(shù)包括測量技術(shù)、半導體技術(shù)、光學技術(shù)等。網(wǎng)絡傳輸層主要承擔網(wǎng)絡信息傳輸、提取任務,主要結(jié)構(gòu)包括移動數(shù)據(jù)、藍牙、光纖等,其關(guān)鍵技術(shù)包括Web技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。應用服務層主要結(jié)構(gòu)包括本地主機、控制器、物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)應用平臺,該層級主要依托計算機、軟件進行數(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)設計
2.1整體結(jié)構(gòu)設計
在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎上,本文提出了智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設計方案。探討整體結(jié)構(gòu)設計,電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設計整體結(jié)構(gòu)由智能設備、傳輸線路、集成監(jiān)控主機三個核心設備組成,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、分散控制的思路進行設計,能夠同時滿足集中管控、數(shù)據(jù)安全等設計需求,本文從軟件、硬件系統(tǒng)兩方面對其具體設計內(nèi)容進行闡述與分析。
2.2硬件系統(tǒng)設計
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、低壓配電柜監(jiān)控設施、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水檢測器、紅外探測器、監(jiān)控攝像機幾種設備類型。(1)集中控制主機。該設備包括串口通信、AI/DI、以太網(wǎng)接口,能夠?qū)崿F(xiàn)運行環(huán)境的數(shù)據(jù)采集、控制工作,現(xiàn)場采用機架式無風扇工控機,能夠保證系統(tǒng)運行、維護安全。(2)低壓配電柜監(jiān)控設施。該硬件采用遠程電源管理控制器,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)控攝像機均采用市面主流的相關(guān)設備。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,在實踐中具有較強的可行性與應用便捷性。監(jiān)控攝像機采用高像素且具有移動報警功能的網(wǎng)絡攝像頭,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 紅外探測器指標數(shù)據(jù)
2.3軟件系統(tǒng)設計
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)負責對監(jiān)控服務器采集到的數(shù)據(jù)進行集中處理,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)場運行狀態(tài)展示。同時,該軟件系統(tǒng)還應當具備權(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入配電房進行整體巡查,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,了解設備的具體運行情況。(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)動設備,并進行遠程操作,例如,當系統(tǒng)檢測到溫度達到設定值時,會通知技術(shù)人員,技術(shù)人員可以遠程操作排風扇執(zhí)行降溫操作,進而實現(xiàn)對設備的有效保護。
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)標準,為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務的平臺。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和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務。
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、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能,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、電力運維等領域。
(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)各設備運行(包括歷史和實時參數(shù),并根據(jù)實際情況進行日報、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、科學化管理,使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機結(jié)合起來,運用先進的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),進行離線生產(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
預付費管理
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、儀表及默認參數(shù)進行配置;
3)用戶管理:對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作;
4)售電管理:對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作;
5)售水管理:對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作;
6)報表:提供售電、售水財務報表、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格式導出。
預付費看板
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過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能,包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎數(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)策略配置及后臺遠程管理和移動管理等,降低路燈設施的維護難度和成本,提升管理水平,并達到一定節(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、電氣火災探測器,對引發(fā)電氣火災的主要因素(導線溫度、電流和剩余電流)進行不間斷的數(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,指導企業(yè)實現(xiàn)時間的排查和治理,達到消除潛在電氣火災安全隱患,實現(xiàn)“防患于未然"的目的。
智慧消防
通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。原先針對“九小場所"和?;飞a(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白,適應于所有公建和民建,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“精細化"的實際需求。
(5)系統(tǒng)硬件配置
4結(jié)語
當前我國民眾生活水平逐漸提升,電力網(wǎng)絡建設逐步深入,在這一時代背景下,配電網(wǎng)智能化建設愈發(fā)重要。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),進行了智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設計,從整體、細節(jié)層面對設計策略進行了綜合分析,相關(guān)單位可以適當結(jié)合本文的研究內(nèi)容,進行配電房智能化設計,希望能夠推動相關(guān)事業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
電瓶車充電樁、電動汽車充電樁禁止非法改裝!