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(diǎn)，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(jì)，包括整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

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(shí)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(jì)，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(diǎn)。

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的根本任務(wù)是，對(duì)整個(gè)配電房的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(jì)要求如下：（1）監(jiān)測(cè)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(duì)配電房?jī)?nèi)部主要運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)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(shí)際工作狀態(tài)，并保障其長(zhǎng)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(shí)，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(jì)的根本要求，智能性應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)在多個(gè)方面，包括數(shù)據(jù)指標(biāo)監(jiān)測(cè)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(shí)世界，能夠通過傳感器實(shí)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(dòng)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用服務(wù)層三個(gè)層級(jí)組成。其中，感知互動(dòng)層是基礎(chǔ)的層級(jí)，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(cè)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(dòng)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(tái)，該層級(jí)主要依托計(jì)算機(jī)、軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其關(guān)鍵技術(shù)為云計(jì)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(jì)

2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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(jì)方案。探討整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)，能夠同時(shí)滿足集中管控、數(shù)據(jù)安全等設(shè)計(jì)需求，本文從軟件、硬件系統(tǒng)兩方面對(duì)其具體設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行闡述與分析。

2.2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(cè)器、紅外探測(cè)器、監(jiān)控?cái)z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(chǎng)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(shí)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(cè)器、漏水檢測(cè)器、監(jiān)控?cái)z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(shí)時(shí)監(jiān)控與告警。漏水檢測(cè)器采用直流12V電源供電，在實(shí)踐中具有較強(qiáng)的可行性與應(yīng)用便捷性。監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用高像素且具有移動(dòng)報(bào)警功能的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電房區(qū)域的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控。（4）紅外探測(cè)器能夠防止非法入侵，是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心內(nèi)容，本文所采用的紅外探測(cè)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(gè)系統(tǒng)功能正常發(fā)揮的重要依仗，能夠幫助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的高效收集，采集到的信息會(huì)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(cè)器指標(biāo)數(shù)據(jù)

2.3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(duì)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(jì)結(jié)果顯示在界面上，為技術(shù)人員提供直觀的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)展示。同時(shí)，該軟件系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具備權(quán)限管理、報(bào)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?yàn)楹罄m(xù)二次開發(fā)提供技術(shù)支持。

部分功能的具體實(shí)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(gè)配電柜可以實(shí)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(bào)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(dòng)設(shè)備，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，例如，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，會(huì)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(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效保護(hù)。

3 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺(tái)是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)，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(tái)。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(tái)提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測(cè)、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(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺(tái)、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

（2）應(yīng)用場(chǎng)所

本平臺(tái)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(tái)結(jié)構(gòu)

（4）平臺(tái)功能

電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測(cè)'、遙信、遙控控制，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測(cè)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(shí)時(shí)參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)和年報(bào)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(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)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(dòng)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(shí)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報(bào)表：提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢，本系統(tǒng)所有的報(bào)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(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)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(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)的所有功能，包括城市級(jí)大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)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(duì)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?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)策略配置及后臺(tái)遠(yuǎn)程管理和移動(dòng)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(cè)器，對(duì)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(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)時(shí)間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然"的目的。

智慧消防

通過云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。tian補(bǔ)了原先針對(duì)“九小場(chǎng)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(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細(xì)化"的實(shí)際需求。

（5）系統(tǒng)硬件配置

4結(jié)語

當(dāng)前我國(guó)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(shí)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(jì)，從整體、細(xì)節(jié)層面對(duì)設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)容，進(jìn)行配電房智能化設(shè)計(jì)，希望能夠推動(dòng)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(jì).

[2]陳澤濤,王增煜,劉秦銘等.配電房安全智能監(jiān)控平臺(tái)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(guó)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(jì)[J].信息技術(shù),2022(02):173-178.

[6]邱國(guó)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(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.5.