CN103064363A - 用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统和方法，该系统包括电力城域网的服务器、电力网关和设置在多个用电小区局域网内各个配电房的多个采集器，每一个配电房的多个采集器分别与电力网关的下行以以太方式相连接，电力网关作为该系统的路由设备，电力网关上行与上级电力城域网以以太方式相连接，所述的采集器用于感知并且采集配电房内的信息，并且把采集的信息传输给城域网的服务器，所述服务器接收传输来的信息，根据接收的信息来获知配电房内的信息，并且根据接收的信息发出相应的指令，以达到对用电小区内配电房的远程智能实时在线感知和监控功能。本发明同时提供用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控方法。

Description

用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统和方法，在智能电网里配电设备远程监控的应用场景，利用电力专用城域网实现远程对配电房内各种现场环境参数进行感知，形成相应告警信息并自动发出提醒，使得值班人员可及时通过网络确认配电房现场情况。

背景技术

早前的居民配电设计当中，由于数量基数太大，且基于成本、施工难度、日常运检维护难度等出发点考虑，通常不会对普通配电房的配电设备运行状态及故障采取主动式的监控。这样就导致往往是发生故障且已经影响到居民了，在居民打电话投诉后供电部门才匆匆赶去现场检修，不可避免地造成居民群众财物损失。而电力部门运检班的例行巡检，周期通常为一至两个月巡检一次。这是由于专门去现场开展工作的路途远，加上时间成本、人力成本，且现场检测的手续相当繁杂，所以通常把两次巡检之间的间隔期定为一至两个月。过长的巡检周期令运检人员无法提前发现并标识出可能存在的设备故障风险，加以排除，失去了提前避免财物损失的机会。

如果能开发出这样一种技术方案，在配电设备远程监控这样的应用场景当中，能够把所有相关的参数采集后数字化，通过以太协议通讯的城域网实现远程监控。能够随时随地就替代执行原本需要派人到现场操作和确认的绝大部分工作。同时应用了大量工业控制和自动化先进技术，可以在配电房现场24小时实行参数异常的监控和过滤，自动生成告警信息，主动通知供电相关人员处理消缺，体现发现隐患问题，防范于未然，减少人民群众因此而遭受损失与不便。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统，能够对用电小区配电房进行远程智能实时在线感知和监控，使值班人员可及时通过网络确认配电房现场情况，减少到现场次数，大大降低运行维护的成本。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统，其特征在于：该系统包括电力城域网的服务器、电力网关和设置在多个用电小区局域网内各个配电房的多个采集器，每一个配电房的多个采集器分别与电力网关的下行以以太方式相连接，电力网关作为该系统的路由设备，电力网关上行与上级电力城域网以以太方式相连接，所述的采集器用于感知并且采集配电房内的信息，并且把采集的信息传输给城域网的服务器，所述服务器接收传输来的信息，根据接收的信息来获知配电房内的信息，并且根据接收的信息发出相应的指令，以达到对用电小区内配电房的远程智能实时在线感知和监控功能。

本发明中，所述每一个配电房的多个采集器通过485总线集成后再与电力网关的下行相连接。

本发明中，所述的多个采集器包括配电房环境温度采集器、配电房环境湿度采集器、烟雾感应器、火源探测器、变压器绕组温度采集器和高压电缆头温度采集器，采集的信息分别为配电房环境温度、配电房环境湿度、烟雾、火源、变压器绕组温度和高压电缆头温度，所述服务器内预制有配电房环境温度、配电房环境湿度、变压器绕组温度和高压电缆头温度的设定阈值，当服务器接收的相应的信息值大于所对应的设置的阈值时，发出报警信息，所述服务器接收到烟雾、火源信息后立刻发出报警信息。

本发明中，该系统还包括多个监控装置，多个监控装置分别与服务器相连接，用于实时监控服务器显示的信息。

本发明的系统可实现远程对配电房内各种现场环境参数进行感知，自动告警并利用各种技术辅助手段，包括远程开启现场照明系统等，使值班人员可及时通过网络确认现场情况，减少到现场次数，通过先进技术手段简化设备运检流程，大大降低运行维护的成本。

本发明的目的之二是提供一种用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控方法，该方法能够对用电小区配电房进行远程智能实时在线感知和监控，便于值班人员操控和监控。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：在基于电力城域网分布式架构下，设置多个用电小区局域网，每个用电小区局域网内的各个配电房内均设置有多个采集器；

步骤2：每一个配电房的多个采集器分别与电力网关的下行以以太方式相连接，电力网关作为该系统的路由设备，电力网关上行与上级电力城域网以以太方式相连接；

步骤3：利用城域网把用电小区配电房内设置的多个采集器采集的信息上传至上级电力城域网的服务器，利用该城域网实现配电房内远程感知信号到服务器的传送，以达到对用电小区内配电房的远程智能实时在线感知和监控功能。

所述步骤3中，所述的多个采集器采集的信息分别为配电房环境温度、配电房环境湿度、烟雾、火源、变压器绕组温度和高压电缆头温度，当服务器接收的相应的信息值大于所对应的设置的阈值时，发出报警信息。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

1、本体系设计上利用电力数据采集传输专用网络（城域网），利用C/S方式采集来自多个地点的监控数据，实现统一汇聚的监控管理。

2、本体系设计在原有视频监控（带云台）基础上，新增远程照明系统控制辅助手段，方便监控人员执行相应动作，确认现场情况。

3、本体系设计新增现场环境参数采集和监视，配电房内设置多个不同采集点，分别实现温度/湿度参数的采集，上传至平台后，统一由平台过滤信息，生成报警信息。

4、本系统在配电房内设置多个消防参数采集点（烟雾感应和火源点红外感应设备），统一上传至平台方进行过滤处理，生成相关的烟雾感应报警和红外火源点感应报警信息。

5、本系统在高压电缆头处加上温度监测仪，发送相关监测数据上传至平台处进行处理，温度超过预先设定的阈值，即发出告警信息提醒监视人员注意。

6、本系统将连接配变设备上自带的温度监测接口采集配变温度实时数值变化，上传至平台进行处理和过滤，根据其温度变化及趋势，自动生成告警信息。

7、每个配电房内数据采集点都通过更常用及更低成本的的485总线方式连接到采集设备，通过采集设备转换成以太方式，集中把监控数据上传至平台处理。

8、在配电房远程监控应用当中，同时集成多个领域的自动化技术手段，包括数字视频监控领域，安保领域，消防领域，环境要素监控领域，配电设备监控领域，以及工业自动化及远程控制领域。

9、配电房内利用工业最常用的485总线标准实现数据采集，然后通过专门采集设备转换成以太分组报文交换形式，经路由的方式传送至局方的平台处统一进行处理，可达到用最低成本实现超远程的访问及实时监视、控制。

本发明有效利用了以太网络以及多种感知告警与自动化控制技术手段向结合的方式，实现远程的配电设备监控和例行巡检辅助。通过这种具备远程感知的智能监控，过去只能通过报案或每月例行巡检才能发现问题，例行巡检的周期较长，现远程感知设备可以实时监控现场各种环境参数的变化，过滤出参数异常状况，主动告知监控值班人员及时解决；当发现异常告警的时候，远程通过视频监控及照明系统控制辅助手段，不用派人到现场即可确认绝大部分事故原因，既为抢修争取了时间、节省了人力，尽快修复事故还可以减少居民因此而蒙受的经济损失；由被动式处理问题变为主动发现问题，提前标识出风险，防范于未然，既减少供电公司停电时间，又切实提高供电可靠性指标；过去需要组织大量人力以维持流程繁多的设备例行巡检，而在此系统辅助下，在统一汇聚点进行监控管理，简化手续并降低电力设备运检难度，大大提高了生产力，能以更少的人员编制管理更广阔区域范围。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的物理连接组网示意图；

图2是本发明的设备逻辑连接关系示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示的用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统，该系统包括电力城域网的服务器、电力网关和设置在多个用电小区局域网内各个配电房的多个采集器，每一个配电房的多个采集器分别与电力网关的下行以以太方式相连接，具体连接位所述每一个配电房的多个采集器通过485总线集成后再与电力网关的下行相连接，电力网关作为该系统的路由设备，电力网关上行与上级电力城域网以以太方式相连接，所述的采集器用于感知并且采集配电房内的信息，并且把采集的信息传输给城域网的服务器，所述服务器接收传输来的信息，根据接收的信息来获知配电房内的信息，并且根据接收的信息发出相应的指令，以达到对用电小区内配电房的远程智能实时在线感知和监控功能。

所述的多个采集器包括配电房环境温度采集器、配电房环境湿度采集器、烟雾感应器、火源探测器、变压器绕组温度采集器和高压电缆头温度采集器，采集的信息分别为配电房环境温度、配电房环境湿度、烟雾、火源、变压器绕组温度和高压电缆头温度，所述服务器内预制有配电房环境温度、配电房环境湿度、变压器绕组温度和高压电缆头温度的设定阈值，当服务器接收的相应的信息值大于所对应的设置的阈值时，发出报警信息，所述服务器接收到烟雾、火源信息后立刻发出报警信息。

该系统还包括多个监控装置，多个监控装置分别与服务器相连接，用于实时监控服务器显示的信息。

本发明在基于城域网分布式架构下的，配电监控视频数据传送路由控制的解决方案当中，利用城域网来把小区内的视频信号上传至供电局的平台，此处也同样利用该城域网实现配电房内远程感知信号到平台的传送，同时也实现了配电房内照明系统的远程控制。

本发明的监控信号采集一侧的网络大体上采用二级组网结构，第一级是作为信号覆盖整个城市的城域网来实现通信，而下属的每个小区内部都有一个本地专用的局域网，即NAT组网，通过带防火墙功能路由设备电力网关以以太方式接入到外部第一级的城域网当中实现通讯。

本发明的配电房内利用工业最常用的485总线标准实现数据采集，这么做的目的是由于目前工业控制领域最常用的依然是485总线，可以发挥其成本优势，很方便地在市场上找到多领域下使用485接口的多种采集终端设备，按协议编程对接并最终实现系统集成。然后通过专门采集设备转换成以太分组报文交换形式，经路由的方式传送至局方的平台处统一进行处理，可达到用最低成本实现超远程的访问及实时监视、控制。这个专门的采集设备直接对应各领域下选型的采集终端，用485总线按照其协议于采集终端实现对接，能采集数据并转换成以太方式上传至供电局的平台统一处理。

本发明作为视频监控的辅助手段，配电房照明系统远程控制。当打开配电房的视频监控的时候，同时下发控制指令到与之相连的配电房内采集设备上，相应的采集设备已在平台当中配置好与对应摄像头之间的关联关系，采集设备通过继电器把照明系统的总开关的旁路给短接，让配电房内的灯全部亮起来。

为了防止操作人员忘记关灯的这种情况，继电器短接照明系统的总开关旁路后，即开始计时，指定时间后，如设定为半个小时后才释放继电器，实现延迟关灯。延迟关灯的具体时间参数可在远程打开照明系统的指令当中带上。

本发明的环境参数采集可以购买市场上专门实现温度/湿度采集的终端作为采集点，通过该种设备专门协议开发实现对接集成，开发出相对应的采集设备。采集设备一头通过485总线采集各温湿度采集点的数值，另一面则通过以太网络连接至供电局平台，按照一定的固定频率，如每5分钟上传一次数值的频率，把具体温度和湿度参数上传至供电局平台处理。

供电局通过平台设置阈值，如温度设置为80摄氏度，而湿度超过百分之90以后，则自动生成告警信息，或者当温度值和湿度值超过阈值并且该情况维持一段时间，如15分钟以上，则自动生成告警信息，通知值班人员进行确认，及安排人员到场进行故障消缺处理。

本发明的用于消防用途的终端包括烟雾感应和火焰或火源探测，这两种设备只需要提供电源让其正常工作后，通过检测其输出信号端是否输出闭合开关状态即可。专门根据这种原理开发对应采集设备，通过IO口检查消防采集终端的输出信号，当检测到火警信号输出时，通过以太网络把告警信息上传至平台处理，形成对值班人员的报警信息，令值班人员可以及时发现和处理。当消防采集终端输出的信号恢复非火警状态时，采集设备也会生成撤销警报的信息上传至平台进行通知处理。

本发明的用于集成监测配电设备温度异常领域的采集终端，一个是电缆头温度监视，而另一个则是配电房内变压器绕组温度的异常监控，均是使用485总线进行对接。按照这两种检测设备的协议开发对应专门的采集设备，然后定期，如5分钟一次的频率，把采集到的数据上传至供电局平台统一处理。

供电局通过平台设置，把设备的温度阈值设置为80摄氏度，下发给采集设备，采集设备采集并检测其数值是否超过阈值，超过阈值后则上报平台，同时提高上报的频率，如改为每1分钟上报一次，平台方经过滤后自动生成告警信息，通知值班人员进行确认及消缺处理。

本发明用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：在基于电力城域网分布式架构下，设置多个用电小区局域网，每个用电小区局域网内的各个配电房内均设置有多个采集器；

步骤2：每一个配电房的多个采集器分别与电力网关的下行以以太方式相连接，电力网关作为该系统的路由设备，电力网关上行与上级电力城域网以以太方式相连接；

步骤3：利用城域网把用电小区配电房内设置的多个采集器采集的信息上传至上级电力城域网的服务器，利用该城域网实现配电房内远程感知信号到服务器的传送，以达到对用电小区内配电房的远程智能实时在线感知和监控功能。

所述步骤3中，所述的多个采集器采集的信息分别为配电房环境温度、配电房环境湿度、烟雾、火源、变压器绕组温度和高压电缆头温度，当服务器接收的相应的信息值大于所对应的设置的阈值时，发出报警信息。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明的上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统，其特征在于：该系统包括电力城域网的服务器、电力网关和设置在多个用电小区局域网内各个配电房的多个采集器，每一个配电房的多个采集器分别与电力网关的下行以以太方式相连接，电力网关作为该系统的路由设备，电力网关上行与上级电力城域网以以太方式相连接，所述的采集器用于感知并且采集配电房内的信息，并且把采集的信息传输给城域网的服务器，所述服务器接收传输来的信息，根据接收的信息来获知配电房内的信息，并且根据接收的信息发出相应的指令，以达到对用电小区内配电房的远程智能实时在线感知和监控功能。

2.根据权利要求1所述的用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统，其特征在于：所述每一个配电房的多个采集器通过485总线集成后再与电力网关的下行相连接。

3.根据权利要求1所述的用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统，其特征在于：所述的多个采集器包括配电房环境温度采集器、配电房环境湿度采集器、烟雾感应器、火源探测器、变压器绕组温度采集器和高压电缆头温度采集器，采集的信息分别为配电房环境温度、配电房环境湿度、烟雾、火源、变压器绕组温度和高压电缆头温度，所述服务器内预制有配电房环境温度、配电房环境湿度、变压器绕组温度和高压电缆头温度的设定阈值，当服务器接收的相应的信息值大于所对应的设置的阈值时，发出报警信息，所述服务器接收到烟雾、火源信息后立刻发出报警信息。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控系统，其特征在于：该系统还包括多个监控装置，多个监控装置分别与服务器相连接，用于实时监控服务器显示的信息。

5.用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：在基于电力城域网分布式架构下，设置多个用电小区局域网，每个用电小区局域网内的各个配电房内均设置有多个采集器；

步骤2：每一个配电房的多个采集器分别与电力网关的下行以以太方式相连接，电力网关作为该系统的路由设备，电力网关上行与上级电力城域网以以太方式相连接；

步骤3：利用城域网把用电小区配电房内设置的多个采集器采集的信息上传至上级电力城域网的服务器，利用该城域网实现配电房内远程感知信号到服务器的传送，以达到对用电小区内配电房的远程智能实时在线感知和监控功能。

6.根据权利要求5所述的用电小区配电房的远程智能实时在线感知监控方法，其特征在于：所述步骤3中，所述的多个采集器采集的信息分别为配电房环境温度、配电房环境湿度、烟雾、火源、变压器绕组温度和高压电缆头温度，当服务器接收的相应的信息值大于所对应的设置的阈值时，发出报警信息。

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