CN107065980A - 基于HT‑iBS虚拟智能总线的配电房在线监控和事故预警系统 - Google Patents

基于HT‑iBS虚拟智能总线的配电房在线监控和事故预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于HT‑iBS虚拟智能总线的配电房在线监控和事故预警系统，包括HT‑iBS虚拟智能总线以及与HT‑iBS虚拟智能总线信号连接的DI数据注入单元、AI数据注入单元、DO数据输出单元、Audio/Video单元、智能设备检测/控制单元、网络总线单元、智能PDU单元和人机界面单元。针对电力配电房的电缆温度以及母线温度进行无线检测，并采集变压器运行情况、油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体和腐蚀性气体检测，进行安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁等的联动控制，解决分布式无人值守配电房的监控和管理问题。

Description

基于HT-iBS虚拟智能总线的配电房在线监控和事故预警系统
技术领域
本发明涉及在线监控预警技术领域，具体涉及一种基于HT-iBS虚拟智能总线的配电房在线监控和事故预警系统。
背景技术
电力配电房需要监控的信息较多，包括电缆温度、母线温度、变压器运行情况以及其油温检测、配电、环境、有害气体，还包括可燃气体和腐蚀性气体检测、安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁控制等等，现有技术中要对上述信息进行监控和预警，需要多种设备分开进行监控，信息的采集无法汇总分析，无法进行有效的联动控制，尤其是对分布式无人值守配电房，无法进行有效的监控和管理。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种配电房在线监控和事故预警系统，基于HT-iBS虚拟智能总线，通过联动控制的方式，实现分布式无人值守配电房的监控和管理问题，具体技术方案如下：
一种基于HT-iBS虚拟智能总线的配电房在线监控和事故预警系统，包括HT-iBS虚拟智能总线以及与HT-iBS虚拟智能总线信号连接的DI数据注入单元、AI数据注入单元、DO数据输出单元、Audio/Video单元、智能设备检测/控制单元、网络总线单元、智能PDU单元和人机界面单元；
所述HT-iBS虚拟智能总线用于接收、处理多元异构数据信息，并对其进行数据质量判断预处理、反馈学习以及基于相关关系识别预警算法和逻辑控制，建立分析模型对数据进行有效深加工，实现在各个不同的子单元之间建立联系，实时检测整个配电房设备运行的安全态、紧张态和危机态，并输出各种状态；
所述DI数据注入单元将由配电房内的动力设备、环境检测设备以及安防消防设备传输过来的数字量信息，作为多元异构数据的一部分数据源，送入HT-iBS虚拟智能总线中处理；
所述AI数据注入单元将由配电房内各种传感设备采集的设备运行信息、环境信息和有害气体信息，作为多元异构数据的一部分数据源，送入HT-iBS虚拟智能总线中处理；
所述DO数据输出单元用于将HT-iBS虚拟智能总线对多元异构数据进行综合逻辑分析决策后的部分输出；
所述Audio/Video单元用于将HT-iBS虚拟智能总线上音视频输入输出部分、声音和影像信息通过RTSP多媒体串流协议控制，HT-iBS虚拟智能总线通过RTSP的可扩展框架使配电房监控的音视频信息可控，经过HT-iBS虚拟总线分析多元异构数据信息，实现设备运行故障预警和报警以及联动的音视频数据，实现音视频的点播和直播功能。
进一步地，所述智能设备检测/控制单元是HT-iBS虚拟智能总线上的与智能设备的接口单元，通过HT-iBS虚拟智能总线中的分层、模块化设计，将业务、控制、承载三块分离实现配电房中动力设备实时在线检测和控制；利用HT-iBS虚拟智能总线中的智能识别算法，通过智能设备检测/控制单元实现对各种设备采集的数据集中智能分析，通过模糊逻辑、人工神经网络和进化计算对事故进行预警。
进一步地，所述网络总线单元用于HT-iBS虚拟智能总线针对各个模块之间、子系统和子系统之间的数据交互，实时判断通讯数据量，当某个子系统数据流量即将到设计上限时，HT-iBS虚拟智能总线会自动启动同一系统的另外一个子系统进行处理。
进一步地，所述智能PDU单元是HT-iBS虚拟智能总线上的电源分配单元，实时检测设备环境和各个设备的用电参数，通过以太网对智能PDU单元各个端口的供电进行查询和联通、断开或重启，通过HT-iBS虚拟智能总线实现远程运维。
进一步地，所述人机界面单元是HT-iBS虚拟智能总线上人机交互部分，通过人机界面单元实现HT-iBS虚拟智能总线运行的相关参数配置、模型建立和联动规则设计，能实时监控配电房中各种动力以及环境设备的运行信息。
进一步地，所述多元异构数据信息包括AI、DI、DO、Audio/Video数据以及这些数据之间的关联关系规则数据。
由以上技术方案可知，本发明针对电力配电房的电缆温度以及母线温度进行无线检测，并采集变压器运行情况、油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体和腐蚀性气体检测，进行安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁等的联动控制，解决分布式无人值守配电房的监控和管理问题。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在详细说明本发明各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
如图1所示，配电房在线监控和事故预警系统包括HT-iBS虚拟智能总线1以及与HT-iBS虚拟智能总线信号连接的DI数据注入单元2、AI数据注入单元3、DO数据输出单元4、Audio/Video单元5、智能设备检测/控制单元6、网络总线单元7、智能PDU单元8和人机界面单元9。
所述HT-iBS虚拟智能总线1用于接收、处理多元异构数据信息，并对其进行数据质量判断预处理、反馈学习以及基于相关关系识别预警算法和逻辑控制，建立分析模型对数据进行有效深加工，实现在各个不同的子单元之间建立联系，实时检测整个配电房设备运行的安全态、紧张态和危机态，并输出各种状态。
每个状态的判断条件由HT-iBS虚拟智能总线来设置，比如说环境温度，温度在设置的极限范围内为安全态，即将达到极限为紧张态，超过极限为危机态。各种状态输出，通过HT-iBS虚拟智能总线综合判断后输出到报警设备和实时监控客户端。
所述多元异构数据信息包括AI、DI、DO、Audio/Video数据以及这些数据之间的关联关系规则数据。
所述DI数据注入单元2将由配电房内的动力设备、环境检测设备以及安防消防设备传输过来的数字量信息，作为多元异构数据的一部分数据源，送入HT-iBS虚拟智能总线中处理。DI数据注入单元可用于接收震动、周界、红外、电子围栏、烟感、明火、水浸、防盗、电源状态以及电容器投切状态的数字量信息。
所述AI数据注入单元3将由配电房内各种传感设备采集的设备运行信息、环境信息和有害气体信息，作为多元异构数据的一部分数据源，送入HT-iBS虚拟智能总线中处理。AI数据注入单元可用于接收变压器负荷电流、变压器负荷电压、母线红外测温温度、电缆沟水位、风速、风向、雨量、CH4浓度、03浓度和H2S浓度的模拟量。
所述DO数据输出单元4用于将HT-iBS虚拟智能总线对多元异构数据进行综合逻辑分析决策后的部分输出，可用于联动控制风机、水泵、除湿机、灯光、加热器和声光报警。
所述Audio/Video单元5用于将HT-iBS虚拟智能总线上音视频输入输出部分、声音和影像信息通过RTSP多媒体串流协议控制，HT-iBS虚拟智能总线通过RTSP的可扩展框架使配电房监控的音视频信息可控，经过HT-iBS虚拟总线分析多元异构数据信息，实现设备运行故障预警和报警以及联动的音视频数据，实现音视频的点播和直播功能。经过HT-iBS虚拟智能总线优化过的RTSP可扩展架构使音视频的同步和监控实时性大大提高。所述Audio/Video单元可通过硬盘录像机、视频服务器、IPCAM、模拟摄像机、拾音器、功放和IP广播来实现。
所述智能设备检测/控制单元6是HT-iBS虚拟智能总线上的与智能设备的接口单元，通过HT-iBS虚拟智能总线中的分层、模块化设计，将业务、控制、承载三块分离实现配电房中动力设备实时在线检测和控制，既方便集中监控、又能独立运行。利用HT-iBS虚拟智能总线中的智能识别算法，通过智能设备检测/控制单元实现对各种设备采集的数据集中智能分析，通过模糊逻辑、人工神经网络和进化计算对事故进行预警。
智能设备检测/控制单元可实现如下的检测与控制：电缆母线接头无线测温、SF6、O2在线检测、精密空调在线检测和控制、门禁控制单元、变压器运行环境检测和控制、防雷设备检测和控制、一次设备在线检测和控制、蓄电池在线检测和控制以及智能电表在线检测和控制。
所述网络总线单元7用于HT-iBS虚拟智能总线针对各个模块之间、子系统和子系统之间的数据交互，采用SIP,RTP技术，设计了网络总线单元，网络总线单元实时判断通讯数据量，当某个子系统数据流量即将到设计上限时，HT-iBS虚拟智能总线会自动启动同一系统的另外一个子系统进行处理。此种设计很好的解决了系统的实时性和计算资源之间冲突性问题。可连接三层交换机、路由器、网络负载管理设备和网络通讯设备。
所述智能PDU单元8是HT-iBS虚拟智能总线上的电源分配单元，实时检测设备环境和各个设备的用电参数，通过以太网对智能PDU单元各个端口的供电进行查询和联通、断开或重启，通过HT-iBS虚拟智能总线实现远程运维。
所述人机界面单元9是HT-iBS虚拟智能总线上人机交互部分，通过人机界面单元实现HT-iBS虚拟智能总线运行的相关参数配置、模型建立和联动规则设计，能实时监控配电房中各种动力以及环境设备的运行信息。人机界面单元包括PC、智能手机、PAD、触摸屏和电视墙。
通过上述多单元的联合工作，系统能够实现多种联动功能，从而完善在线监控和事故预警，具体功能如下：
1)变压器运行环境监控和风机联动功能：通过RS485接口或者4-20m模拟量接口，接入负荷电流、油位及温度等传感器，实现运行状态监测、温度过高即自动打开风机给变压器降温等功能。
2)设备温度状态监测:在配电室内的屏柜等设备安装温度传感器，并设置告警阀值，实时监测设备的运行环境温度，避免温度过高带来的故障和损失。
3)防盗报警：可以接入红外、周界、震动、电子围栏以及空调外机防盗线缆等安防设备，实现对配电房的安防监控和报警功能。
4)环境监控：实现对室内温度、湿度、漏水、烟雾等环境量的监测和报警。并可以实现与空调、风机、灯光等设备的联动功能。
5)SF6/O2监测、报警和通风联动功能：通过接入RS485接口的SF6和O2传感器，实现室内SF6和O2的浓度监测，超过设置阀值自动报警，并且可以联动风机进行通风。
6)有害气体H2S,腐蚀性气体O3监测、报警和通风联动功能：通过接入RS485接口的H2S和O3传感器，实现电缆沟内H2S和O3浓度监测，超过设置阀值自动报警，并且可以联动风机进行通风。
7)灯光控制：可以实现灯光的本地、远程控制，联动控制以及定时开关等功能。
8)风机控制功能：可以实现本地、远程以及参数联动的风机控制功能，并且可以设置5个时间段实现风机的自动开启和关闭功能。
9)室内空调控制和温湿度联动功能：通过接入RS485智能空调控制器，实现对空调本地、远程和联动控制。能够随时设置空调设备工作模式，包括制冷模式、除湿模式、通风模式等。能够通过温度、湿度的上下限，自动启动空调制冷、制热和除湿等。
10)门禁控制：装置可以最多接入2路门禁，通过刷卡实现对门锁的控制，也可以实现中心开门、临时授权开门等一系列功能。并且能够实现非法开门报警、开门超时报警、安防联动和消防联动等功能。如果需要控制的门数量较多，可另外配置恒钛HT300系列门禁控制器。
11)配电房巡检：通过门禁上的读卡数据，实现配电房巡检。可以设置巡检路线、巡检时间、短信报警以及查询记录、打印报表。
12)开关柜防凝露功能：监测开关柜的温湿度，设置联动参数，通过加热器和风机的智能联动控制，可以有效防止开关柜凝露。
13)防雷智能监测。
14)一次设备在线监测功能：
开关开断电流监测、开关分合闸次数监测；
高压进出线电流、电压监测；
低压母线回路电流、电压监测。
15)电源状态监测：通过接入互感器实现对各种电源的监测，如果异常则报警。
16)非接触式母线测温功能，采用红外测温仪直接测量母线温度，无需接触母线，通过母线发射的红外辐射强度计算出母线的表面温度，可以方便的快速测量难以接近的母线的温度。
17)视频联动：通过另外安装的视频监控设备，实现以上各种报警以及保护开关(刀闸)和视频的联动功能，并可以进行联动抓拍照片和视频，记录查询等功能。
设备支持DNP3.0通信规约(选配)，系统平台支持IEC61850、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等电力通信规约，支持TCP/IP和GPRS/3G等通信方式。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于HT-iBS虚拟智能总线的配电房在线监控和事故预警系统，其特征在于，包括HT-iBS虚拟智能总线以及与HT-iBS虚拟智能总线信号连接的DI数据注入单元、AI数据注入单元、DO数据输出单元、Audio/Video单元、智能设备检测/控制单元、网络总线单元、智能PDU单元和人机界面单元；
所述HT-iBS虚拟智能总线用于接收、处理多元异构数据信息，并对其进行数据质量判断预处理、反馈学习以及基于相关关系识别预警算法和逻辑控制，建立分析模型对数据进行有效深加工，实现在各个不同的子单元之间建立联系，实时检测整个配电房设备运行的安全态、紧张态和危机态，并输出各种状态；
所述DI数据注入单元将由配电房内的动力设备、环境检测设备以及安防消防设备传输过来的数字量信息，作为多元异构数据的一部分数据源，送入HT-iBS虚拟智能总线中处理；
所述AI数据注入单元将由配电房内各种传感设备采集的设备运行信息、环境信息和有害气体信息，作为多元异构数据的一部分数据源，送入HT-iBS虚拟智能总线中处理；
所述DO数据输出单元用于将HT-iBS虚拟智能总线对多元异构数据进行综合逻辑分析决策后的部分输出；
所述Audio/Video单元用于将HT-iBS虚拟智能总线上音视频输入输出部分、声音和影像信息通过RTSP多媒体串流协议控制，HT-iBS虚拟智能总线通过RTSP的可扩展框架使配电房监控的音视频信息可控，经过HT-iBS虚拟总线分析多元异构数据信息，实现设备运行故障预警和报警以及联动的音视频数据，实现音视频的点播和直播功能。
2.根据权利要求1所述的配电房在线监控和事故预警系统，其特征在于，所述智能设备检测/控制单元是HT-iBS虚拟智能总线上的与智能设备的接口单元，通过HT-iBS虚拟智能总线中的分层、模块化设计，将业务、控制、承载三块分离实现配电房中动力设备实时在线检测和控制；利用HT-iBS虚拟智能总线中的智能识别算法，通过智能设备检测/控制单元实现对各种设备采集的数据集中智能分析，通过模糊逻辑、人工神经网络和进化计算对事故进行预警。
3.根据权利要求1所述的配电房在线监控和事故预警系统，其特征在于，所述网络总线单元用于HT-iBS虚拟智能总线针对各个模块之间、子系统和子系统之间的数据交互，实时判断通讯数据量，当某个子系统数据流量即将到设计上限时，HT-iBS虚拟智能总线会自动启动同一系统的另外一个子系统进行处理。
4.根据权利要求1所述的配电房在线监控和事故预警系统，其特征在于，所述智能PDU单元是HT-iBS虚拟智能总线上的电源分配单元，实时检测设备环境和各个设备的用电参数，通过以太网对智能PDU单元各个端口的供电进行查询和联通、断开或重启，通过HT-iBS虚拟智能总线实现远程运维。
5.根据权利要求1所述的配电房在线监控和事故预警系统，其特征在于，所述人机界面单元是HT-iBS虚拟智能总线上人机交互部分，通过人机界面单元实现HT-iBS虚拟智能总线运行的相关参数配置、模型建立和联动规则设计，能实时监控配电房中各种动力以及环境设备的运行信息。
6.根据权利要求1所述的配电房在线监控和事故预警系统，其特征在于，所述多元异构数据信息包括AI、DI、DO、Audio/Video数据以及这些数据之间的关联关系规则数据。
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