CN112700628A - 基于5g的配电房电力数据采集系统和采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于5G的配电房电力数据采集系统，它包括环境参数获取模块、安防状态获取模块、设备运行状态获取模块、设备电子标签存储模块，主控终端，用于收集各个配电房采集的环境参数、安防状态、运行状态以及电子标签，分析得到配电房的异常信息；异常处理模块，其根据所述异常信息按照设定的告警条件采取异常处理措施；报警系统，其在配电房存在异常信息时进行告警处理；用电信息获取模块，用于从配电房获取特定用户的用电信息；用电信息分析模块，用于对所述用电信息进行分析。本发明通过基础数据的采集，可以实现对配电房现状问题进行充分的数据分析，用实际的配电房运行数据论证配电房的设计效果。

Description

基于5G的配电房电力数据采集系统和采集方法

技术领域

本发明属于电力数据采集技术领域，具体来说，涉及一种基于5G的配电房电力数据采集系统和采集方法。

背景技术

今年国网浙江电力创造性地提出了建设能源互联网形态下的多元融合高弹性电网，能源互联网是多能互补、高效互动、绿色发展的基础，国网浙江电力将树立"三个理念"，构建海量资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的多元融合高弹性电网，并将此作为国家电网战略在浙江落地的主阵地，为建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业打好基础。推进电网由“源随荷动”转变为“源荷互动”，从“冗余保安全”转变为“降冗余促安全”，从“电力平衡”转变为“电量平衡”，从“保安全降效率”转变为“安全效率双提升”，是电力互联网向能源互联网转型的基础。

电力配电房在保障电网可靠运行的重要一环，产业规模也在不断扩大，管理和信息化管理的使用范围越来越广，但是其设计依然存在巨大的局限，典型的特征是为了配网的可靠运行，配电房的容量设计存在巨大的冗余，造成极大的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的上述配电房利用效率低的问题，本发明旨在提供一种基于5G的配电房电力数据采集系统。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于5G的配电房电力数据采集系统，包括：

环境参数获取模块，用于获取配电房的环境参数；

安防状态获取模块，用于获取配电房的安防状态；

设备运行状态获取模块，用于获取配电房内不同设备的运行状态；

设备电子标签存储模块，用于存储配电房内不同设备对应的电子标签；

主控终端，用于收集各个配电房采集的环境参数、安防状态、运行状态以及电子标签，并进行分析，得到配电房的异常信息；

异常处理模块，其根据所述异常信息按照设定的告警条件采取异常处理措施；

报警系统，其在配电房存在异常信息时进行告警处理；

用电信息获取模块，用于从配电房获取特定用户的用电规模、用电类型、负荷容量与用电设备特征；

用电信息分析模块，用于对所述用电信息进行分析，为特定用户优化用电方案。

在具体实施中，所述环境参数获取模块包括：

烟尘传感器，用于获取配电房内的烟雾粉尘浓度参数；

温湿度传感器，用于获取配电房内的温度和湿度参数；

SF₆传感器，用于监测配电房内的SF₆气体浓度参数；

氧气传感器，用于获取配电房内的氧气浓度参数

臭氧传感器，用于获取配电房内的臭氧浓度参数；

水浸传感器，用于获取配电房内的水位参数；

噪音传感器，用于获取配电房内的噪声参数；

低频振动传感器，用于获取配电房内的振动频率参数；

火情传感器，用于获取配电房内的火情状态；

所述主控终端收集上述环境参数，得到配电房的环境参数异常信息；

所述异常处理模块包括：

排风系统，其在配电房内的SF₆气体浓度、氧气浓度或臭氧浓度参数异常情况启动排风工作；

防霾新风除湿系统，其在烟雾粉尘浓度或湿度参数异常情况下启动防霾新风除湿工作；

排水系统，其在配电房的水位参数异常情况下启动排水工作。

在具体实施中，所述安防状态获取模块包括：

门禁模块，提供配电房的门禁信息，确认配电房进出门是否安全；

红外双鉴探测器，用于确定配电房是否有人移动；

语音对讲系统，用于建立配电房室内和室外的通信链路；

视频监控装置，用于获取配电房内的视频监控信息。

在具体实施中，所述设备运行状态获取模块包括：

设备温度传感器，用于监测必要设备内的温度参数；

巡检机器人，用于监测必要设备的开关柜状态；

局放传感器，用于监测必要设备的局放情况。

在具体实施中，所述设备温度传感器和局放传感器采用吸附、凸轮或者绑带式安装在被监测设备上。

进一步限定，所述报警系统包括：

声光报警器，其根据所述异常信息进行声光报警；

无线传输模块，其将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上。

本发明还提供了一种基于5G的配电房电力数据采集方法，包括：

获取配电房的环境参数和安防状态，获取配电房内不同设备的运行状态；

存储配电房内不同设备对应的电子标签；

收集所述环境参数、安防状态、运行状态以及电子标签进行分析，分析得到配电房的异常信息；

根据所述异常信息，按照设定的告警条件采取异常处理措施；

在配电房存在异常信息时进行告警处理；

从配电房获取特定客户的用电信息，所述用电信息包括用电规模、用电类型、负荷容量与用电设备特征；

对所述用电信息进行分析，为特定用户优化用电方案。

在具体实施中，所述获取配电房的环境参数包括：

获取配电房内的烟雾粉尘浓度参数；

获取配电房内的温度和湿度参数；

获取配电房内的SF₆气体浓度参数；

获取配电房内的氧气浓度参数；

获取配电房内的臭氧浓度参数；

获取配电房内的水位参数；

获取配电房内的噪声参数；

获取配电房内的低频震动参数；

以及获取配电房内的火情状态；

收集上述环境参数，分析得到配电房的环境参数异常信息；

在配电房内的氧气浓度、臭氧浓度或者SF₆气体浓度参数异常情况启动排风工作；

在烟雾粉尘浓度或湿度参数异常情况下启动防霾新风除湿工作；

在配电房的水位参数异常情况下启动排水工作。

所述获取配电房的安防状态包括：

获取配电房的门禁信息，确认配电房进出门是否安全；

确定配电房是否有人移动；

建立配电房室内和室外的通信链路；

以及获取配电房内的视频监控信息；

所述获取配电房内不同设备的运行状态包括：

监测必要设备内的温度参数；

监测必要设备的开关柜状态；

以及监测必要设备的局放情况。

所述存储配电房内不同设备对应的电子标签包括：

设备名称、配电房编号、电力资产条形码、型号和缺陷信息。

在具体实施中，所述在配电房存在异常信息时进行告警处理包括：

根据所述异常信息进行声光报警；

将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上。

在具体实施中，所述将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上包括：

从异常设备的电子标签中获取对应的设备名称、配电房编号和型号；

获取异常设备对应的接收终端；

向接收终端以短信、语音、邮件或者微信的方式发送异常设备的异常信息。

本发明相通过基础数据的采集，可以实现对配电房现状问题进行充分的数据分析，用实际的配电房运行数据论证配电房的设计效果，实现实时设计与数据仿真反演想结合的配电房设计。

配电房内可以安装红外网络球机和枪机摄像机，用于电房内安防监控和设备运行状态监控。

附图说明

图1为基于5G的配电房电力数据采集系统的结构示意图；

图2为基于5G的配电房电力数据采集方法的流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1所示，一种基于5G的配电房电力数据采集系统，包括环境参数获取模块，安防状态获取模块，设备运行状态获取模块，设备电子标签存储模块，主控终端，异常处理模块，报警系统，用电信息获取模块和用电信息分析模块。

所述环境参数获取模块通过多种传感器获取配电房的环境参数，并将环境参数实时发送给主控终端，主控终端收集到环境参数后进行分析，得到配电房环境参数中的异常情况。

具体的传感器有：

用于获取烟雾粉尘浓度参数的烟尘传感器，用于获取温度和湿度参数的温湿度传感器，用于监测SF₆气体浓度参数的SF₆传感器，用于获取氧气浓度参数的氧气传感器，用于获取臭氧浓度参数的臭氧传感器，用于获取水位参数的水浸传感器，用于获取噪声参数的噪音传感器，用于获取振动频率参数的低频振动传感器，用于获取火情状态的火情传感器，以及用于监测小动物的活体传感器。

所述异常情况即是传感器的监测参数不在设定的安全阈值范围内，比如配电房内的SF₆气体浓度超过设定的SF₆气体浓度上限；配电房发生浸水时，水位高度超过设定高度等。

发生异常情况后，首先要采取异常处理措施来解决异常情况，比如：

当配电房内的SF₆气体浓度、氧气浓度或臭氧浓度参数处于异常情况时，启动排风系统进行排风。

当烟雾粉尘浓度或湿度参数处于异常情况时，启动防霾新风除湿系统进行防霾新风除湿工作。

当配电房的水位超过警戒线时，启动排水系统及时排水。

安防状态获取模块用于获取配电房的安防状态，具体包括门禁模块、红外双鉴探测器、语音对讲系统和视频监控装置。

所述门禁模块提供配电房的门禁信息，确认配电房进出门是否安全；红外双鉴探测器用于确定配电房是否有人移动；语音对讲系统用于建立配电房室内和室外的通信链路；视频监控装置用于获取配电房内的视频监控信息。

设备运行状态获取模块用于获取配电房内不同设备的运行状态，具体包括：

设备温度传感器，用于监测必要设备内的温度参数；巡检机器人，其通过摄像头沿着横杆运行巡检设备，监测必要设备的开关柜状态；用于监测必要设备的局放情况局放传感器。

在具体实施中，对现有配电房的智能化改造中，基于安全性考虑，其监测技术应以减少停电安装、减少人工运维、不影响设备检修为基本原则。设备状态监测设备应摒弃一般传感器破坏原设备结构(如在母线上打孔、解体开关柜组件等)的做法，设备温度传感器和局放传感器采用吸附、凸轮或者绑带式安装在被监测设备上不能影响设备原有性能(如动热稳定性、温升性能、绝缘安全距离、绝缘爬距等绝缘性能)。

在配电房存在异常情况时，还需要通过报警系统进行告警处理。

所述报警系统包括：根据所述异常信息进行声光报警的声光报警器以及无线传输模块，其将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上。

设备电子标签存储模块用于存储配电房内不同设备对应的电子标签，

主控终端用于收集各个配电房采集的环境参数、安防状态、运行状态以及电子标签，并进行分析，得到配电房的异常信息。

异常处理模块根据主控终端输出的异常信息按照设定的告警条件采取异常处理措施。

用电信息获取模块，用于从配电房获取特定用户的用电规模、用电类型、负荷容量与用电设备特征；

用电信息分析模块，用于对所述用电信息进行分析，为特定用户优化用电方案。

在主控终端收集信息以及异常信息的发送中，可以充分利用5G的海量物联网(mMTC)和高可靠低时延(uRLLC)技术，实现海量数据与后台管理系统快速传输。

如图2所示，本发明还提供了一种基于5G的配电房电力数据采集方法，包括：

S1：获取配电房的环境参数和安防状态，获取配电房内不同设备的运行状态；

S2：存储配电房内不同设备对应的电子标签；

S3：收集所述环境参数、安防状态、运行状态以及电子标签进行分析，分析得到配电房的异常信息；

S4：根据所述异常信息，按照设定的告警条件采取异常处理措施；

S5：在配电房存在异常信息时进行告警处理；

S6：从配电房获取特定客户的用电信息，所述用电信息包括用电规模、用电类型、负荷容量与用电设备特征，具体地：

通过智能感知技术，读取三相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、三相不平衡度、开关开合控制状态、保护状态，可以对辖区内用户用电量、用电信息进行监控，实现遥测、遥信、遥控、遥调、远方抄表计费、供电质量检测、计量表计在线检测和防窃电、预售电量控制、负荷预测，信息共享和网络连接、有序用电等功能，实现大客户的综合能源服务。

S7：对所述用电信息进行分析，为特定用户优化用电方案。

在具体实施中，所述获取配电房的环境参数包括烟雾粉尘浓度参数、温湿度参数、SF₆气体浓度参数、氧气浓度参数、臭氧浓度参数、水位参数、噪声参数、低频震动参数以及获取配电房内的火情状态。

收集上述环境参数进行分析，得到配电房的环境参数异常信息；

在配电房内的氧气浓度、臭氧浓度或者SF₆气体浓度参数异常情况启动排风工作；在烟雾粉尘浓度或湿度参数异常情况下启动防霾新风除湿工作；在配电房的水位参数异常情况下启动排水工作。

通过如下方式获取配电房的安防状态，对配电房环境进行安防监控，具体包括：

获取配电房的门禁信息，确认配电房进出门是否安全；

确定配电房是否有人移动；

建立配电房室内和室外的通信链路；

以及获取配电房内的视频监控信息。

通过如下方式获取配电房内不同设备的运行状态，具体包括：

监测必要设备内的温度参数；

监测必要设备的开关柜状态；

以及监测必要设备的局放情况。

设备对应的电子标签包括设备名称、配电房编号、电力资产条形码、型号、试验和缺陷信息，将上述信息写入RFID电子标签，按规定贴附或吊附在电力设备上，通过对RFID识别技术以及与设备唯一ID的关联，能够有效校验移动端采集信息的准确性和可靠性。电力公司通过移动终端读取标签内容，实现对运行设备台账的在线信息采集，建立完整的设备管理档案。。

在具体实施中，告警处理包括：

根据所述异常信息进行声光报警；将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上。

具体地，所述将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上包括：

从异常设备的电子标签中获取对应的设备名称、配电房编号和型号；

获取异常设备对应的接收终端；

向接收终端以短信、语音、邮件或者微信的方式发送异常设备的异常信息。

以上对本申请提供的一种基于5G的配电房电力数据采集系统和采集方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于5G的配电房电力数据采集系统，其特征在于，包括：

环境参数获取模块，用于获取配电房的环境参数；

安防状态获取模块，用于获取配电房的安防状态；

设备运行状态获取模块，用于获取配电房内不同设备的运行状态；

设备电子标签存储模块，用于存储配电房内不同设备对应的电子标签；

主控终端，用于收集各个配电房采集的环境参数、安防状态、运行状态以及电子标签，并进行分析，得到配电房的异常信息；

异常处理模块，其根据所述异常信息按照设定的告警条件采取异常处理措施；

报警系统，其在配电房存在异常信息时进行告警处理；

用电信息获取模块，用于从配电房获取特定用户的用电规模、用电类型、负荷容量与用电设备特征；

用电信息分析模块，用于对所述用电信息进行分析，为特定用户优化用电方案。

2.根据权利要求1所述的配电房电力数据采集系统，其特征在于，

所述环境参数获取模块包括：

烟尘传感器，用于获取配电房内的烟雾粉尘浓度参数；

温湿度传感器，用于获取配电房内的温度和湿度参数；

SF₆传感器，用于监测配电房内的SF₆气体浓度参数；

氧气传感器，用于获取配电房内的氧气浓度参数

臭氧传感器，用于获取配电房内的臭氧浓度参数；

水浸传感器，用于获取配电房内的水位参数；

噪音传感器，用于获取配电房内的噪声参数；

低频振动传感器，用于获取配电房内的振动频率参数；

火情传感器，用于获取配电房内的火情状态；

所述主控终端收集上述环境参数，得到配电房的环境参数异常信息；

所述异常处理模块包括：

排风系统，其在配电房内的SF₆气体浓度、氧气浓度或臭氧浓度参数异常情况启动排风工作；

防霾新风除湿系统，其在烟雾粉尘浓度或湿度参数异常情况下启动防霾新风除湿工作；

排水系统，其在配电房的水位参数异常情况下启动排水工作。

3.根据权利要求1所述的配电房电力数据采集系统，其特征在于，所述安防状态获取模块包括：

门禁模块，提供配电房的门禁信息，确认配电房进出门是否安全；

红外双鉴探测器，用于确定配电房是否有人移动；

语音对讲系统，用于建立配电房室内和室外的通信链路；

视频监控装置，用于获取配电房内的视频监控信息。

4.根据权利要求1所述的配电房电力数据采集系统，其特征在于，所述设备运行状态获取模块包括：

设备温度传感器，用于监测必要设备内的温度参数；

巡检机器人，用于监测必要设备的开关柜状态；

局放传感器，用于监测必要设备的局放情况。

5.根据权利要求4所述的配电房电力数据采集系统，其特征在于，所述设备温度传感器和局放传感器采用吸附、凸轮或者绑带式安装在被监测设备上。

6.根据权利要求1所述的配电房电力数据采集系统，其特征在于，所述报警系统包括：

声光报警器，其根据所述异常信息进行声光报警；

无线传输模块，其将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上。

7.一种基于5G的配电房电力数据采集方法，其特征在于，包括：

获取配电房的环境参数和安防状态，获取配电房内不同设备的运行状态；

存储配电房内不同设备对应的电子标签；

收集所述环境参数、安防状态、运行状态以及电子标签进行分析，分析得到配电房的异常信息；

根据所述异常信息，按照设定的告警条件采取异常处理措施；

在配电房存在异常信息时进行告警处理；

从配电房获取特定客户的用电信息，所述用电信息包括用电规模、用电类型、负荷容量与用电设备特征；

对所述用电信息进行分析，为特定用户优化用电方案。

8.根据权利要求7所述的配电房电力数据采集方法，其特征在于，所述获取配电房的环境参数包括：

获取配电房内的烟雾粉尘浓度参数；

获取配电房内的温度和湿度参数；

获取配电房内的SF₆气体浓度参数；

获取配电房内的氧气浓度参数；

获取配电房内的臭氧浓度参数；

获取配电房内的水位参数；

获取配电房内的噪声参数；

获取配电房内的低频震动参数；

以及获取配电房内的火情状态；

收集上述环境参数，分析得到配电房的环境参数异常信息；

在配电房内的氧气浓度、臭氧浓度或者SF₆气体浓度参数异常情况启动排风工作；

在烟雾粉尘浓度或湿度参数异常情况下启动防霾新风除湿工作；

在配电房的水位参数异常情况下启动排水工作。

所述获取配电房的安防状态包括：

获取配电房的门禁信息，确认配电房进出门是否安全；

确定配电房是否有人移动；

建立配电房室内和室外的通信链路；

以及获取配电房内的视频监控信息；

所述获取配电房内不同设备的运行状态包括：

监测必要设备内的温度参数；

监测必要设备的开关柜状态；

以及监测必要设备的局放情况。

所述存储配电房内不同设备对应的电子标签包括：

设备名称、配电房编号、电力资产条形码、型号和缺陷信息。

9.根据权利要求7所述的配电房电力数据采集方法，其特征在于，所述在配电房存在异常信息时进行告警处理包括：

根据所述异常信息进行声光报警；

将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上。

10.根据权利要求9所述的配电房电力数据采集方法，其特征在于，所述将所述异常信息发送到异常设备对应的终端上包括：

从异常设备的电子标签中获取对应的设备名称、配电房编号和型号；

获取异常设备对应的接收终端；

向接收终端以短信、语音、邮件或者微信的方式发送异常设备的异常信息。

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