CN110798344A - 一种智能配电运维系统 - Google Patents

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CN110798344A CN201911007223.XA CN201911007223A CN110798344A CN 110798344 A CN110798344 A CN 110798344A CN 201911007223 A CN201911007223 A CN 201911007223A CN 110798344 A CN110798344 A CN 110798344A
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徐丽娟
杨鹏洁
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Abstract

本发明提供一种智能配电运维系统,包括终端层、通讯层、平台层与应用层;终端层包括若干监测设备,监测设备用于对配电房内进行环境监控、安防监控、视频监控以及设备状态监控,将监控数据传输至通讯层;通讯层采用光纤通信与无线通信方式,将分散的监控数据进行集中、存储与更新,并将其传输至平台层以及应用层;平台层包括服务器节点与云平台,实现对配电房的在线监控和远程监控;应用层包括与终端层连接的数据处理单元,用于对终端层传输的监控数据进行管理与处理,实现终端层各设备间的联动控制,数据处理单元包括配电房监控主机、视频管理单元以及电源管理单元。

Description

一种智能配电运维系统
技术领域
本发明涉及配电运维技术领域,具体涉及一种智能配电运维系统。
背景技术
当前工业企业的配电房只有少数实现了就地监控,但基本都不具备数据远程和控制功能,不能满足现代电力工业智能化电网的基本要求。多数企业的电工都是传统的人工值班,能耗统计都是通过人力完成,企业无法及时了解电气设备的用电情况。同时,很多企业由于负荷量大,电压等级高,如果由内部员工完成值班,在发生电气故障时,没有及时抢修能力。
目前配电房在实际运行中主要存在以下问题:
安全性低。配电房同时存在高低压设备,对于不同管理人员素质不一,无法保证实现现场管理人员安全作业、杜绝人员隐患。
数据统一性。配电房数据或有或无,且信息不完整。环境监控系统、视频监控系统、电气监控系统、门禁报警系统、火灾等系统相互独立,形成监控“孤岛”,无法形成统一的数据模型,为决策提供依据。
维护成本高。人工巡检工作量大,不及时,在极限条件下无法保证充足的运维人员,无法有效规范、管理运维工作。
时效性低。配电房长期处于无人值守状态,对于动力环境、设备状况无法实时可控,低于非设备故障无法有效提前预警处理。
经济性低。人工运维效率低,成本大,无法保证各项设备的合理运行。
无可追溯性。由于涉及差异性,每个配电房设备不尽一致,无法做到完善的资产管理,资产丢失、外力破坏、现场事故无法做到有效追溯。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能配电运维系统,实现对配电房的智能运维、远程监测,提高安全可靠供电水平。
本发明提供了如下的技术方案:
一种智能配电运维系统,包括终端层、通讯层、平台层与应用层;
所述终端层包括若干监测设备,所述监测设备用于对配电房内进行环境监控、安防监控、视频监控以及设备状态监控,所述监测设备对配电房内的环境、安防、视频以及设备进行监控并将监控数据传输至通讯层;
所述通讯层采用光纤通信与无线通信方式,将分散的所述监控数据进行集中、存储与更新,并将其传输至平台层以及应用层;
所述平台层包括服务器节点与云平台,所述云平台支持通过PC客户端、手机和平板对所述通讯层传输来的监控数据进行访问与调用,实现对配电房的在线监控和远程监控;
所述应用层包括与所述终端层连接的数据处理单元,用于对所述终端层传输的监控数据进行管理与处理,实现所述终端层各设备间的联动控制,所述数据处理单元包括配电房监控主机、视频管理单元以及电源管理单元。
优选的,所述监测设备包括互相连接的环境监控设备、安防监控设备、视频监控设备以及设备状态监控设备。
优选的,所述环境监控设备包括气体检测传感器、温湿度传感器、明火探测器、烟雾探测器和水浸探测器;所述安防监控设备包括智能门禁锁和红外探测器;所述视频监控设备包括高清红外网络球机和智能巡检机器人;所述设备监控设备包括无线无源温度传感器、主变超温控制器与局放在线监测系统。
优选的,所述配电房监控主机分别与所述环境监控设备、所述安防监控设备以及所述设备监控设备连接,用于对变电站、配电房和环网柜的设备状态以及环境数据的实时调控,所述配电房监控主机采用分层分布式结构,便于集中组屏或安装于开关柜台上。
优选的,所述视频管理单元与所述视频监控设备连接,用于对视频的接入和处理,具备视频录像、视频储存、告警联动、移动侦测、自定义巡检的管理功能,还用于设置所述视频监控设备、所述安防监控设备以及所述环境监控设备之间的联动规则。
优选的,所述电源管理单元采用双交流供电方式,用于给系统中设备供电,所述电源管理系统还包括蓄电池,用于备用电源在紧急停电时供电。
优选的,所述气体检测装置用于检测六氟化硫与氧气的浓度。
优选的,所述服务器节点包括接口服务器节点、采集服务器节点、数据库服务器节点、应用服务器节点、流媒体服务器节点以及移动应用服务器节点。
优选的,所述应用层的应用软件包括视频监控、环境监测、设备状态监控、设备台账管理、远程控制、安防管理、告警联动、视频录像、Web、配置管理、智能分析、和预留主站及系统接口等功能,其配置及管理应采用一次设备为索引的层次对象化方式实现。
本发明的有益效果是:
1.提高安全可靠供电水平:实现故障快速诊断、定位与处置,降低故障停电时间(电气监测);实现事前分析预警,减少事故隐患,保障设备运行安全(状态监测);防止外力破坏、水火灾害等情况,保障安全生产管理(安防门禁等);
2.降低能源运维管理成本:实现能源设施运行的信息化管理,降低独立建设信息平台、网络、终端等费用;实现配电房安全管理、无人值守,降低运维管理人员、车辆、工器具等成本投入;为高耗能电力设备以及故障高发设备更换、检修、改造提供技术依据保;
3.为降低运维成本奠定基础:通过对历史数据的对比分析、趋势分析,可得出配用电的峰平谷时段、主要耗电能设备以及故障高发的设备等,为组织、管理和改进配电房设备、用能设备负荷分配、负荷分层分级管理,改进用电习惯、生产流程、设备优化等提供支撑;实现负荷友好互动响应,支撑需求侧响应获取额外补贴。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明结构示意图;
具体实施方式
如图1所示,一种智能配电运维系统,包括终端层、通讯层、平台层与应用层;
终端层包括若干监测设备,监测设备用于对配电房内进行环境监控、安防监控、视频监控以及设备状态监控,监测设备对配电房内的环境、安防、视频以及设备进行监控并将监控数据传输至通讯层;具体的,监测设备包括互相连接的环境监控设备、安防监控设备、视频监控设备以及设备状态监控设备;
其中,环境监控设备包括气体检测传感器、温湿度传感器、明火探测器、烟雾探测器和水浸探测器,气体检测装置用于检测六氟化硫与氧气的浓度,具体的,六氟化硫传感器报警值设定为1000ppm,大于1000ppm告警,可与报警灯联动,氧气传感器报警值为18%,低于18%告警,可与报警灯联动;温湿度传感器用于实时监测站房内环境温度、温度值,报警阀值可根据时间自定义;当明火探测器没有感应到明火时,节点为常开,明火不告警,当明火探测器感应到明火时,节点由常开变为常闭,明火告警;当烟雾测器没有感应到烟雾时,节点为常开,烟雾不告警,当烟雾测器感应到烟雾时,节点由常开变为常闭,烟雾告警;当没有侵入液体时,节点为闭合,水浸不告警,当侵入液体时,节点由闭合变为开路,水浸告警;
安防监控设备包括智能门禁锁和红外探测器;对于智能门禁,当拿已授权的磁卡刷卡或者质问输入时,门锁自动打开,同时语音响铃提示,对外输出信号,可与摄像机联动,当非法强入时,门禁会输出信号,语音警告,同时可与灯光告警及摄像机联动告警,当按下语音对讲按钮,联通主机,可实现语音对讲;当红外探测器没有感应到人时,节点为常开,不告警,当红外探测器感应到人时,节点由常开变为常闭,入侵告警;
视频监控设备包括高清红外网络球机和智能巡检机器人,高清红外网络球机对配电房固定位置进行日夜监视,可进行抓拍、录像以及智能识别和入侵捕捉、人脸识别。可以进行多个预定位置的设定以及巡航,与门禁、红外、水浸、烟感等设备联动;智能巡检机器人是可长距离水平直线移动、可升降、无拖缆的智能轨道智能小车挂载系统,它可以搭载红外热像仪、可见光高清摄像机、气体检测仪、温湿度传感器、局部放电监测传感器、交互式实时对讲平台、神光报警器等。巡检机器人通过网络传输出音频视频及状态信息给系统平台,平台可管理所有机器人,可手工控制机器人巡检,也可以通过平台设定巡检路线自动巡检,同时还可以通过平台联动门禁和各种电控设备实现开关动作,强大的平台通过后台视频分析和识别软件实现人脸识别、开关状态、仪表显示进行识别和工作人员跟踪指挥等功能;
设备监控设备包括无线无源温度传感器、主变超温控制器与局放在线监测系统,具体的,当无线测温传感器采集母排温度低于60℃时,母排温度属于正常值,当无线测温传感器采集母排温度大于60℃小于65℃时,母排温度预警,当无线测温传感器采集母排温度大于65℃时,母排温度告警;当主变超温控制器的采集母排温度低于60℃时,变压器温度属于正常值,当主变超温控制器的采集母排温度大于60℃小于80℃时,变压器温度预警,当主变超温控制器的采集母排温度大于80℃时,变压器温度告警;局放在线监测系统依托于电磁波空间定位技术,这是近年来发展起来的一项新技术,通过全向特高频传感天线检测局放激发产生的电磁波信号,能够大范围(半径20cm)地接收泄露出来处于空间中的局放电磁波信号,用于变/配电站整站及电缆设备运行状态监测,有效监测及故障定位距离5-20米。检测宽带为500MHz-2000MHz,属于特高频检测法,宽带优于传统特高频传感器,全向电磁波特高频天线无需表贴式安装,敞开在所要监测的环境中,在操作上优于传统产品,安全且对一次性设备有任何影响。
通讯层采用光纤通信与无线通信方式,将分散的监控数据进行集中、存储与更新,并将其传输至平台层以及应用层。
平台层包括服务器节点与云平台,云平台支持通过PC客户端、手机和平板对通讯层传输来的监控数据进行访问与调用,实现对配电房的在线监控和远程监控;具体的,服务器节点包括接口服务器节点、采集服务器节点、数据库服务器节点、应用服务器节点、流媒体服务器节点以及移动应用服务器节点。
应用层包括与终端层连接的数据处理单元,用于对终端层传输的监控数据进行管理与处理,实现终端层各设备间的联动控制;
其中,数据处理单元包括配电房监控主机、视频管理单元以及电源管理单元,配电房监控主机分别与环境监控设备、安防监控设备以及设备监控设备连接,型号为 DARI-9201,采用软硬件技术,用于对变电站、配电房和环网柜的设备状态以及环境数据的实时调控,配电房监控主机采用分层分布式结构,便于集中组屏或安装于开关柜台上,各功能单元相互独立,没有相互依赖性,某一个模块的损坏不会影响其他模块的功能;
视频管理单元与视频监控设备连接,用于对视频的接入和处理,具备视频录像、视频储存、告警联动、移动侦测、自定义巡检的管理功能,具体的,其具备2T存储功能,可定时及手动录像,以及设置触发条件录像,自动存储及转发功能;能够对摄像头设定人脸识别模式、轨迹分析模式,自动对侦测到的人脸识别和轨迹分析,进行入侵告警及联动;能够对图像识别模式,以及识别后的数据分析及存储模式设置;可以对多个摄像头设置多个预置点及预置巡航;可以设置多个摄像机与多种设备的联动规则,比如与烟感的联动,与红外的联动,与门禁的联动等;
智能综合电源管理单元DARI-1101作为全系统设备的统一供电单元,实现供电管理、不间断供电以及备用蓄电池的在线监测管理,电源管理单元采用双交流(AC220V/50Hz)供电方式,正常情况下由交流电供电取电,交流储能锂电池作为后备电源紧急停电时供电,根据理论设计满足设备正常运行4小时以上及现场实际负载选型容量。当交流电源恢复供电时,装置自动回切交流供电并开始给电池充电。
应用层的应用软件包括视频监控、环境监测、设备状态监控、设备台账管理、远程控制、安防管理、告警联动、视频录像、Web、配置管理、智能分析、和预留主站及系统接口等功能,其配置及管理应采用一次设备为索引的层次对象化方式实现。
一种智能配电运维系统的联动控制如下:终端层的监测设备将监测的监控数据通过通讯层传输至应用层与平台层,应用层对数据进行管理与处理去调控终端层的设备实现联动,用户可用通过平台层实现实时状态的调取与访问,联动控制的具体实施如下:
门禁监控:用于管理员进出,可远程进行开门操作,系统具备自动识别智能卡上的身份信息和门禁权限信息,持卡人只有在规定的时间和在有权限的门禁点刷卡后,门禁才能自动开门放行允许出入,否则对非法入侵拒绝开门并输出报警信号。并可与环境、动力数据结合,符合开门条件后,才可刷卡进入。
视频监控:通过视频拍摄配电房室内情况以及设备上指针表、信号灯和开关变位信号,能够有效对配电房环境和设备识别指针读数、报警信息状态。把配电房的各种运行状态以全景无死角的方式展现在运维人员面前。通过系统平台管理所有视频监控机,可以远端设定对应设备巡视,并保存画面作为巡视结果依据。
误动拒动与视频识别联动:当一次设备发生动作时,主站系统会自动调用摄像去识别开关位置和指示灯状态,并与后台操作指令及一次主接线图位置进行算法核对及校验,判断为误动或者拒动或者为正常操作;当主站系统对下进行遥控操作后,相关联动的监护摄像会自动去识别位置和状态,判断是否为拒动。
遥控遥调与视频识别联动:当准备进行遥控遥调命令时,主站系统会自动调用摄像去识别开关位置和指示灯状态,并与后台操作指令及一次主接线图位置进行算法核对和校验;当主站系统对下进行遥控操作后,相关联动的监护摄像会自动去识别位置和状态,判断遥控操作是否成功。
操作票与视频识别联动:操作票执行前的状态校验,输入操作票流程指令后,主站系统会按照操作流程一次调用操作对象的监护摄像机去识别和校验位置和状态信息,给出正常或者异常或者报警提示;操作票执行中的结果校对,当操作票每执行一部,设计到具有监护摄像机的对象时,均自动识别操作对象状态电气信息,校验执行结果,上送后台,给出图像和视频结果及信息提示。
系统布防撤防与电子锁系统联动:电子锁合法权限开门,与APP扫码人员信息确认联动判断,系统告警自动撒防;其他非法开门系统不撒防并与告警灯联动并在后台显示告警信息。
红外与布防撤防联动:布防时红外正常工作,触发红外时与告警灯联动并在后台显示告警信息;撒防时红外失效,不予告警灯联动,单后台显示有人进入。
SF6与风机联动:当SF6+O2传感器采集到SF6泄露超过预警值时风机自动启动;当SF6+O2传感器采集到SF6低于预警值时风机自动关闭并在后台显示联动信息。
氧气与风机联动:当SF6+O2传感器采集到氧气含量达到预警值时风机自动启动;当SF6+O2传感器采集到氧气含量恢复正常值时风机自动关闭,并在后台显示联动信息。
湿度与除湿机联动:当温湿度传感器采集到环境中的湿度达到预警值时,自动启动除湿机;当温湿度传感器采集到环境中的湿度恢复正常值时,自动关闭除湿机,并在后台显示联动信息;当温湿度传感器采集到环境中的湿度达到预警值时,自动开启空调;当温湿度传感器采集到环境中的湿度恢复正常值时,自动关闭空调,并在后台显示联动信息。
告警灯与烟感联动:烟雾探测器探测到有烟雾时,自动启动告警灯并在后台显示告警信息;烟雾探测器没有探测到有烟雾时,立即关闭告警灯。
告警灯与明火联动:明火探测器探测到有明火时,自动启动告警灯并在后台显示告警信息;明火探测器没有探测到有明火时,立即关闭告警灯。
红外探测器告警灯联动:当红外探测器没有感应到人时,不与告警灯联动;当红外探测器感应到人时,入侵灯与告警灯联动,并在后台显示联动信息。
主变超温控制器:当主变超温控制器采集母排温度大于60℃小于80℃时,变压器温度预警,并在后台显示预警信息;当主变超温控制器采集母排温度大于80℃时,变压器温度告警,并在后台显示告警信息。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能配电运维系统,其特征在于,包括终端层、通讯层、平台层与应用层;
所述终端层包括若干监测设备,所述监测设备用于对配电房内进行环境监控、安防监控、视频监控以及设备状态监控,所述监测设备对配电房内的环境、安防、视频以及设备进行监控并将监控数据传输至通讯层;
所述通讯层采用光纤通信与无线通信方式,将分散的所述监控数据进行集中、存储与更新,并将其传输至平台层以及应用层;
所述平台层包括服务器节点与云平台,所述云平台支持通过PC客户端、手机和平板对所述通讯层传输来的监控数据进行访问与调用,实现对配电房的在线监控和远程监控;
所述应用层包括与所述终端层连接的数据处理单元,用于对所述终端层传输的监控数据进行管理与处理,实现所述终端层各设备间的联动控制,所述数据处理单元包括配电房监控主机、视频管理单元以及电源管理单元。
2.根据权利要求1所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述监测设备包括互相连接的环境监控设备、安防监控设备、视频监控设备以及设备状态监控设备。
3.根据权利要求2所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述环境监控设备包括气体检测传感器、温湿度传感器、明火探测器、烟雾探测器和水浸探测器;所述安防监控设备包括智能门禁锁和红外探测器;所述视频监控设备包括高清红外网络球机和智能巡检机器人;所述设备监控设备包括无线无源温度传感器、主变超温控制器与局放在线监测系统。
4.根据权利要求3所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述配电房监控主机分别与所述环境监控设备、所述安防监控设备以及所述设备监控设备连接,用于对变电站、配电房和环网柜的设备状态以及环境数据的实时调控,所述配电房监控主机采用分层分布式结构,便于集中组屏或安装于开关柜台上。
5.根据权利要求4所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述视频管理单元与所述视频监控设备连接,用于对视频的接入和处理,具备视频录像、视频储存、告警联动、移动侦测、自定义巡检的管理功能,还用于设置所述视频监控设备、所述安防监控设备以及所述环境监控设备之间的联动规则。
6.根据权利要求1所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述电源管理单元采用双交流供电方式,用于给系统中设备供电,所述电源管理系统还包括蓄电池,用于备用电源在紧急停电时供电。
7.根据权利要求3所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述气体检测装置用于检测六氟化硫与氧气的浓度。
8.根据权利要求1所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述服务器节点包括接口服务器节点、采集服务器节点、数据库服务器节点、应用服务器节点、流媒体服务器节点以及移动应用服务器节点。
9.根据权利要求1所述的一种智能配电运维系统,其特征在于,所述应用层的应用软件包括视频监控、环境监测、设备状态监控、设备台账管理、远程控制、安防管理、告警联动、视频录像、Web、配置管理、智能分析、和预留主站及系统接口等功能,其配置及管理应采用一次设备为索引的层次对象化方式实现。
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