CN106602725A - 配电网监控系统 - Google Patents
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Classifications
-
- H02J13/0082—
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种配电网监控系统。其中，该系统包括：传感器设备，用于采集配电网状态信息；主控终端，与传感器设备连接，用于接收并分析配电网状态信息，并将配电网状态信息的分析结果上传至管控平台，以及执行管控平台下发的控制指令；管控平台，与主控终端连接，用于接收并存储主控终端上传的配电网状态信息的分析结果，并根据分析结果向主控终端下发控制指令。本发明解决了相关技术采用人工巡检方式对配电网进行监控，导致配电网监控效率较低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种配电网监控系统。
背景技术
目前，相关技术通常采用人工巡检方式对配电网进行监控，包括监控配电网的状态信息，例如配电网设备的电压、电流、开闭站内的温湿度等信息。通过对配电网进行监控，能够更好地了解配电网的运行状态，以达到提高配电网使用安全性的目的。但是，相关技术采用人工巡检方式对配电网进行监控，将会导致配电网监控效率较低，增加人工成本，且监控时效性较差。
针对相关技术采用人工巡检方式对配电网进行监控，导致配电网监控效率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种配电网监控系统，以至少解决相关技术采用人工巡检方式对配电网进行监控，导致配电网监控效率较低的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种配电网监控系统，包括：传感器设备，用于采集配电网状态信息；主控终端，与传感器设备连接，用于接收并分析配电网状态信息，并将配电网状态信息的分析结果上传至管控平台，以及执行管控平台下发的控制指令；管控平台，与主控终端连接，用于接收并存储主控终端上传的配电网状态信息的分析结果，并根据分析结果向主控终端下发控制指令。
进一步地，传感器设备包括以下至少之一：站室环境监控类传感器；10KV设备监控类传感器；直流电压屏监控类传感器；0.4KV设备监控类传感器。
进一步地，站室环境监控类传感器包括以下至少之一：温湿度传感器，用于采集站室内的温度和湿度，通过RS485与主控终端通信连接；烟雾探测器，用于探测站室内的烟感情况，通过开关量方式与主控终端通信连接；水位报警探测器，用于探测站室内的水浸情况，通过开关量方式与主控终端通信连接；消防告警器，用于探测站室内的火灾情况，通过开关量方式与主控终端通信连接；气体探测器，用于探测站室内的六氟化硫和/或氧气，通过RS485与主控终端通信连接；二维码扫描器和门禁电子锁控制器，用于利用二维码方式控制站室内的门禁，通过RS485与主控终端通信连接；视频摄像头，用于对站室进行视频监控，通过网线、TCP协议或IP协议与主控终端通信连接。
进一步地，10KV设备监控类传感器包括以下至少之一：无源温度传感器，用于监测10KV设备的电缆头和母线的温度，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；局部放电监测装置，用于监测10KV设备的局部放电现象，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；开关特性监测装置，用于监测10KV设备的开关特性，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接。
进一步地，0.4KV设备监控类传感器包括以下至少之一：无源温度传感器，用于监测0.4KV设备的电缆头和母线的温度，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；三相多功能表，用于监测0.4KV设备的低压开关柜电压、电流、开关位置，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；干变智能温控器，用于监测0.4KV设备的干式变压器的绕组温度，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；风机控制器，用于对0.4KV设备的干式变压器进行过温控制，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接。
进一步地，直流电压屏监控类传感器包括：直流综测仪，用于监测直流电流屏的直流母线电压、蓄电池电压、充电电流，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接。
进一步地，主控终端包括以下组件中的至少之一：站室环境组件，通过网口或串口与站室环境监控类传感器通信连接；10KV设备组件，通过网口或串口与10KV设备监控类传感器通信连接；0.4KV设备组件，通过网口或串口与0.4KV设备监控类传感器通信连接；直流电压屏组件，通过网口或串口与直流电压屏监控类传感器通信连接。
进一步地，主控终端还包括以下组件中的至少之一：电缆及通道组件；核心单元组件，用于对配电网状态信息进行分析以及与管控平台进行交互。
进一步地，主控终端通过光纤网络与管控平台通信连接。
进一步地，配电网监控系统为三层系统架构，其中，传感器设备位于过程层，主控终端位于主控层，管控平台位于系统层。
在本发明实施例中，配电网监控系统包括：传感器设备，用于采集配电网状态信息；主控终端，与传感器设备连接，用于接收并分析配电网状态信息，并将配电网状态信息的分析结果上传至管控平台，以及执行管控平台下发的控制指令；管控平台，与主控终端连接，用于接收并存储主控终端上传的配电网状态信息的分析结果，并根据分析结果向主控终端下发控制指令，达到了对配电网进行自动化监控的目的，从而实现了提高对配电网的监控的技术效果，进而解决了相关技术采用人工巡检方式对配电网进行监控，导致配电网监控效率较低的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的配电网监控系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的智能化配电网系统架构图；
图3是根据本发明实施例的配电网环境及设备运行状态监测系统通讯网络的整体示意图；
图4是根据本发明实施例的站室环境传感设备通讯图；
图5是根据本发明实施例的10kV设备监控类通讯图；
图6是根据本发明实施例的0.4kV设备传感通讯图；以及
图7是根据本发明实施例的智能主控终端软件架构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种配电网监控系统的实施例。
图1是根据本发明实施例的配电网监控系统的示意图，如图1所示，该配电网监控系统可以包括：传感器设备，用于采集配电网状态信息；主控终端，与传感器设备连接，用于接收并分析配电网状态信息，并将配电网状态信息的分析结果上传至管控平台，以及执行管控平台下发的控制指令；管控平台，与主控终端连接，用于接收并存储主控终端上传的配电网状态信息的分析结果，并根据分析结果向主控终端下发控制指令。
作为一种可选地实施例，传感器设备可以包括以下至少之一：站室环境监控类传感器；10KV设备监控类传感器；直流电压屏监控类传感器；0.4KV设备监控类传感器。
作为一种可选地实施例，站室环境监控类传感器可以包括以下至少之一：温湿度传感器，用于采集站室内的温度和湿度，通过RS485与主控终端通信连接；烟雾探测器，用于探测站室内的烟感情况，通过开关量方式与主控终端通信连接；水位报警探测器，用于探测站室内的水浸情况，通过开关量方式与主控终端通信连接；消防告警器，用于探测站室内的火灾情况，通过开关量方式与主控终端通信连接；气体探测器，用于探测站室内的六氟化硫和/或氧气，通过RS485与主控终端通信连接；二维码扫描器和门禁电子锁控制器，用于利用二维码方式控制站室内的门禁，通过RS485与主控终端通信连接；视频摄像头，用于对站室进行视频监控，通过网线、TCP协议或IP协议与主控终端通信连接。
作为一种可选地实施例，10KV设备监控类传感器可以包括以下至少之一：无源温度传感器，用于监测10KV设备的电缆头和母线的温度，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；局部放电监测装置，用于监测10KV设备的局部放电现象，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；开关特性监测装置，用于监测10KV设备的开关特性，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接。
作为一种可选地实施例，0.4KV设备监控类传感器可以包括以下至少之一：无源温度传感器，用于监测0.4KV设备的电缆头和母线的温度，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；三相多功能表，用于监测0.4KV设备的低压开关柜电压、电流、开关位置，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；干变智能温控器，用于监测0.4KV设备的干式变压器的绕组温度，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接；风机控制器，用于对0.4KV设备的干式变压器进行过温控制，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接。
作为一种可选地实施例，直流电压屏监控类传感器可以包括：直流综测仪，用于监测直流电流屏的直流母线电压、蓄电池电压、充电电流，通过RS485或MODBUS与主控终端通信连接。
作为一种可选地实施例，主控终端可以包括以下组件中的至少之一：站室环境组件，通过网口或串口与站室环境监控类传感器通信连接；10KV设备组件，通过网口或串口与10KV设备监控类传感器通信连接；0.4KV设备组件，通过网口或串口与0.4KV设备监控类传感器通信连接；直流电压屏组件，通过网口或串口与直流电压屏监控类传感器通信连接。
作为一种可选地实施例，主控终端还可以包括以下组件中的至少之一：电缆及通道组件；核心单元组件，用于对配电网状态信息进行分析以及与管控平台进行交互。
作为一种可选地实施例，主控终端通过光纤网络与管控平台通信连接。
作为一种可选地实施例，配电网监控系统为三层系统架构，其中，传感器设备位于过程层，主控终端位于主控层，管控平台位于系统层。
本发明还提供了一种优选实施例，该优选实施例中智能化配电网实时监测系统架构分为三层，如图2所示：
系统层为配网运维管控平台，是面向运维人员的工作平台，实现配电网整体运行状态的远程监控、危险预警和异常告警。
主控层为智能主控终端，是配电站室的“大脑”，负责对配电网环境及设备状态信息处理、分析并且实现传感设备、控制器之间的智能互联。主控终端将处理后的状态信息通过标准规约上传配网运维管控平台，并且执行运维管控平台所下发的指令。
过程层由配电网设备及环境状态监测传感器组成，负责配电网状态信息采集并且通过标准协议传输给智能主控终端。过程层传感设备分为五类，分类接入智能主控终端功能组件。
传感器依据监测的功能和设备分为四类，分别为站室环境监控类传感器、10kV设备监控类传感器、直流电压屏监控类传感器、0.4kV设备监控类传感器。
图3是根据本发明实施例的配电网环境及设备运行状态监测系统通讯网络的整体示意图。下面依据过程层、主控层、系统层的三层系统结构分别介绍各类传感器至智能主控终端通讯技术路线及智能主控终端至主站的通讯技术路线。
过程层通讯方式技术路线
依据站室环境监控类、电缆及通道监控类、10kV设备监控类、直流电压屏监控类、0.4kV设备监控类分别介绍过程层中传感装置和智能主控终端的通讯方式。
站室环境监控类通讯方式
图4是根据本发明实施例的站室环境传感设备通讯图，如图4所示，站室环境监控传感通讯技术路线如表1所示。
表1站室环境监控传感通讯技术路线
图5是根据本发明实施例的10kV设备监控类通讯图，如图5所示，10kV传感通讯技术路线如表2所示。
表2 10kV传感通讯技术路线
0.4kV设备监控类通讯方式
图6是根据本发明实施例的0.4kV设备传感通讯图，如图6所示，0.4kV传感通讯技术路线如表3所示。
表3 0.4kV传感通讯技术路线
直流电源屏监控通讯方式
直流电源屏的直流母线电压、蓄电池电压、充电电流的测量是通过智能主控终端采用RS485总线，MODBUS协议从直流综测仪中直接读取。
主控层终端通讯方式技术路线
1、主控层与过程层通讯交互
过程层传感类设备分为四类接入智能主控终端对应组件中，智能主控终端每块组件有多个网络和串口，并且直接MODBUS、DL/T 645、CDT、IEC-60870-101/104等多种协议。
2、主控层与系统层通讯交互
智能主控终端通过光纤网络实现与主站数据的交互，通信规约采用104规约。
智能主控终端将传感器汇集传感器数据后，进行处理、分析，然后将结果数据通过104规约上传至配电自动化系统主站前置，再转发至配网运维管控平台。下表4为智能主控/台区终端与主站数据交互原则。
表4智能主控/台区终端与主站数据交互原则
智能主控终端硬件设计架构
智能主控终端硬件设计采用高性能的32位MPU数据处理平台，具备可靠性高、集成度高、实时性好、稳定性强等特点；结构上采用模块化设计理念，可扩展，维护方便。
智能主控终端由六大类组件组成，分别为站室环境组件、电缆及通道组件、10kV设备组件、0.4kV设备组件、直流屏组件和核心单元组件。核心单元组件负责数据的处理、分析、储存、与主站数据传输并且实现智能联动功能；传感主站接入类组件具有丰富的接口，支持多种通信规约，满足各类传感器装置的直接接入。
图7是根据本发明实施例的智能主控终端软件架构图，如图7所示，智能主控终端具体可以包括：
1、通讯处理功能模块，包括：
(1)主站互动模块
该模块负责智能主控终端与主站的信息交互，实现信息的远传和遥控功能。
通讯规约包含支持标准协议，包含IEC-60870-101/104、网管协议等。
(2)传感器信息交互模块
通讯子模块负责智能主控终端与传感器、主站之间的通信规约实现。
通讯规约包含支持多种标准协议，包含DL/T 645、CDT、IEC-60870-101/104等。
2、数据分析、处理功能模块
对数据进行处理分析，对接近阀值和超越阀值的检测量进行预警和告警并且实现与风机控制器、摄像头、水泵的智能联动。
3、数据存储功能模块
对相关的测量数据、告警数据、及文件数据进行本地存储。
智能主控终端可以实现以下主要功能
1、通信功能
具备RS485、RS232、RJ45等种类丰富的接口，通讯规约支持多种标准协议，包含DL/T 645、CDT、IEC-60870-101/104。
2、告警功能
智能主控终端根据信息类别进行分析，并且异常时分类告警，告警信号如下表5所示。
表5
3、智能联动功能
智能主控终端根据传感器数据分析以及告警信息实现与视频、风机控制器、水泵控制器之间的智能联动，如下表6所示。
表6
4、门禁管理
门禁二维码信息的读取和识别，实现运维人员进入配电站室的工作许可管理，防止和报警无关人员的非许可进入，加强配电站室的安全管控。
运维检修人员按工作计划进入站室，配网智能运维管理平台根据工作时间、地点和操作命令将有效二维码信息通过GPRS加密传至运维人员的手持终端，以便在现场通过二维码识别器进行工作许可。站控终端实现门禁电子锁控制并且记录入场信息。
5、数据本地记录功能
具备动态数据本地可靠存储，数据循环存储，满足装置(服务器)停电数据不丢失、数据存储过程只循环改写不支持外部改写及删除功能。
主站总体架构
配电网及设备状态监测信息通过站内智能主控终端采集处理后上送至配电自动化主站前置系统，经过加工处理后转发至“配网运维管控平台”。
计量表计、智能电表等采集的信息上送至营销用电信息采集系统，通过北京公司“数据中心”转发至“配网运维管控平台”。
“配网运维管控平台”运行需要的图形、模型、电子地图(地理背景)等非实时数据，统一PMS2.0为唯一出入口，通过北京公司“数据中心”转发至“配网运维管控平台”。
主站系统硬件架构：“配网运维管控平台”硬件采用国际上通用的、标准的、先进的和适合自身系统的国产设备，服务器、工作站等关键设备采取冗余配置，满足性能稳定、维护方便和灵活可扩展的需要。
“配网运维管控平台”硬件设备部署于安全III区，硬件设备包括数据服务器、应用服务器、接口服务器、管理工作站、磁盘阵列，通过防火墙实现与IV区连接，平台的应用可发布于IV区，支持办公计算机通过OA网访问。
主站系统软件架构可以按操作系统层、平台层、应用层等分层设计，分布式架构。软件结构设计面向管理需求，充分考虑了系统的功能的扩展。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种配电网监控系统，其特征在于，包括：
传感器设备，用于采集配电网状态信息；
主控终端，与所述传感器设备连接，用于接收并分析所述配电网状态信息，并将所述配电网状态信息的分析结果上传至管控平台，以及执行所述管控平台下发的控制指令；
所述管控平台，与所述主控终端连接，用于接收并存储所述主控终端上传的所述配电网状态信息的分析结果，并根据所述分析结果向所述主控终端下发所述控制指令。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器设备包括以下至少之一：
站室环境监控类传感器；
10KV设备监控类传感器；
直流电压屏监控类传感器；
0.4KV设备监控类传感器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述站室环境监控类传感器包括以下至少之一：
温湿度传感器，用于采集站室内的温度和湿度，通过RS485与所述主控终端通信连接；
烟雾探测器，用于探测站室内的烟感情况，通过开关量方式与所述主控终端通信连接；
水位报警探测器，用于探测站室内的水浸情况，通过开关量方式与所述主控终端通信连接；
消防告警器，用于探测站室内的火灾情况，通过开关量方式与所述主控终端通信连接；
气体探测器，用于探测站室内的六氟化硫和/或氧气，通过RS485与所述主控终端通信连接；
二维码扫描器和门禁电子锁控制器，用于利用二维码方式控制站室内的门禁，通过RS485与所述主控终端通信连接；
视频摄像头，用于对站室进行视频监控，通过网线、TCP协议或IP协议与所述主控终端通信连接。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述10KV设备监控类传感器包括以下至少之一：
无源温度传感器，用于监测10KV设备的电缆头和母线的温度，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接；
局部放电监测装置，用于监测10KV设备的局部放电现象，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接；
开关特性监测装置，用于监测10KV设备的开关特性，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述0.4KV设备监控类传感器包括以下至少之一：
无源温度传感器，用于监测0.4KV设备的电缆头和母线的温度，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接；
三相多功能表，用于监测0.4KV设备的低压开关柜电压、电流、开关位置，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接；
干变智能温控器，用于监测0.4KV设备的干式变压器的绕组温度，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接；
风机控制器，用于对0.4KV设备的干式变压器进行过温控制，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述直流电压屏监控类传感器包括：
直流综测仪，用于监测直流电流屏的直流母线电压、蓄电池电压、充电电流，通过RS485或MODBUS与所述主控终端通信连接。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控终端包括以下组件中的至少之一：
站室环境组件，通过网口或串口与所述站室环境监控类传感器通信连接；
10KV设备组件，通过网口或串口与所述10KV设备监控类传感器通信连接；
0.4KV设备组件，通过网口或串口与所述0.4KV设备监控类传感器通信连接；
直流电压屏组件，通过网口或串口与所述直流电压屏监控类传感器通信连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述主控终端还包括以下组件中的至少之一：
电缆及通道组件；
核心单元组件，用于对所述配电网状态信息进行分析以及与所述管控平台进行交互。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控终端通过光纤网络与所述管控平台通信连接。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配电网监控系统为三层系统架构，其中，所述传感器设备位于过程层，所述主控终端位于主控层，所述管控平台位于系统层。
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