CN211378306U - 一种变电站智能照明控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种变电站智能照明控制系统，属于变电站智能照明控制技术领域。系统基于“信号集中传输，设备分层配置”的原则进行三层级的积木式结构设计，包含中央处理层、中继层及设备层；设备层各类型户外/户内LED照明灯具为变电站巡检人员运维工作提供照明服务，照度传感器和超声波测距传感器负责采集环境照度和“人‑门”距离信息；中继层灯具智能控制器和智能I/O模块接收设备层数据并转发至中央处理层HMI交互单元；中央处理层HMI交互单元综合灯具智能控制器、智能I/O模块及微型气象站上传的数据由内置调度脚本对灯具智能控制器下发控制指令，将灯具开断、照度及气象数据等信息转发至监控后台，并接收监控后台控制指令。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变电站智能照明控制系统，属于变电站智能照明控制技术领域。
背景技术
变电站照明系统是巡检人员进行运维工作的重要辅助设施，也是变电站安全、稳定及经济运行的重要保障。传统的变电站照明系统的开启仅能依靠巡检人员进行手动控制，存在着能耗高、随意性大及控制不便等缺点，故单纯依靠巡检人员的手动控制已经不能满足变电站智能控制和国家“节能降耗”的迫切要求。当前，以照明控制系统参数获取信息化、通信方式网络化及控制模式智能化为基本要求，依托高精度的环境感知传感器和高速传输、高可靠性的现场总线控制技术的变电站智能照明控制技术已逐步成为新建智能变电站的首选照明控制方式。
目前，变电站照明控制系统在国内已有相关专利报道。例如专利《220kV变电站智能照明系统》（专利公开号：CN 104582113 A）提出了一种具备“四遥”（遥测、遥控、遥信、遥调）功能的智能照明系统，可对变电站照明灯具进行有效的管理和维护，预估节电约40%，系统效益显著，但是该系统仅基于单元层面灯具实现网络控制，全站灯具控制依然碎片化，不能真正实现点/面同步的智能控制。专利《一种变电站户外智能照明系统》（专利公开号：CN208128587 A）提出了一种包括控制模块、照度传感器、服务器、监控主机、电源空开、单元控制模块及单元控制模块的户外智能照明系统，该系统不仅可针对不同的控制要求切换多种照明环境，同时亦可针对施工工作面需求自动切换照明区域，该系统具备多种模式的调节功能，但照明控制系统属非线性时控系统，其单一环境输入量（仅为环境照度）会导致输出结果存在局限性，同时该系统中继层分属不同通信网络，给全站统一、协调控制带来不便。专利《变电站户外照明节能控制装置》（专利公开号：CN 205378315 U）提出了一种时间触发型的户外照明节能控制装置，该装置包括整流供电模块和时间触发控制单元两大部分，其双重控制方式可保证全站户外照明的同步性，充分达到节能的效果，但该系统仅考虑户外照明部分控制，供电模块容量和同步性的控制要求无法满足户内照明部分的接入需要。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种变电站智能照明控制系统，系统基于三层级的积木式系统结构实现点/面的网络化智能控制，在保证便于后期扩容和升级前提下，全面提升了变电站照明系统的绿色低功耗运行和智能化控制水平。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：变电站智能照明控制系统为三层级积木式系统结构，包括中央处理层、中继层和设备层；
所述的设备层包括各类型LED照明灯具和传感器，LED照明灯具包括户外LED照明灯具和户内LED照明灯具为变电站巡检人员运维工作提供照明服务，传感器包括照度传感器和超声波测距传感器负责采集环境照度和“人-门”距离信息；
所述的中继层包括灯具智能控制器和智能I/O模块，分别接收设备层的数据并转换为满足通讯规约要求的数字信号，该信号经以太网传输至中央处理层；
中央处理层包括HMI交互单元、监控后台和微型气象站，HMI交互单元连接智能控制器和智能I/O模块，接收灯具智能控制器、智能I/O模块和微型气象站上传的数据并由内置调度脚本对灯具智能控制器下发控制指令，将灯具开断、照度和气象数据转发至监控后台，接收监控后台的控制指令；
中继层和设备层设备除常规直流主工作电源外，还引入光伏辅助工作电源对中继层和设备层设备供电。
优选的，所述的HMI交互单元为智能触摸屏，通过以太网口与监控后台、微型气象站、智能I/O模块和灯具智能控制器相连，构成变电站智能照明控制系统的数据采集与控制通道。
优选的，所述的智能触摸屏与所述的监控后台、微型气象站、照度智能I/O模块、测距智能I/O模块、户外灯具智能控制器和户内灯具智能控制器之间采用IEC 61850通讯规约。
优选的，所述微型气象站为便携式，具备温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、太阳辐照、环境气体、噪声和能见度多种气象参数的监测和处理能力。
优选的，所述智能触摸屏内置调度脚本，根据基于多源信息融合技术的ANN最优化边缘调度算法、微型气象站信息和运维人员指令实现经纬时控、多情景模式、分区域及单灯多种控制模式。
优选的，所述的户外LED照明灯具连接户外灯具智能控制器，所述的户内LED照明灯具连接户内灯具智能控制器，所述的照度传感器连接照度智能I/O模块，所述的超声波测距传感器连接测距智能I/O模块，所述的直流主工作电源和光伏辅助工作电源接于同一直流母线，直流主工作电源作为LED照明灯具、传感器、I/O模块和智能控制器的主要供电电源，光伏辅助工作电源作为辅助供电电源，实现直流母线双电源供电。
优选的，所述监控后台选用研华的AWS-8248型工控机；所述HMI交互单元选用富士康的KPC-133HLT型智能触摸屏；所述微型气象站选用利诚的JLC-QBX型便携式数字移动多要素自动气象站。
优选的，所述户外灯具智能控制器为SZ10-R1AW型；所述户内灯具智能控制器为SZ10-R1AN型；所述照度智能I/O模块为EMR-EAI08型；所述超声波测距智能I/O模块为ADAM-5017P型。
优选的，所述户外LED照明灯具为NVC-LED-W型；所述户内LED照明灯具为NVC-LED-N型；所述照度传感器为ASL100-T2/BR型；所述超声波测距传感器为UB4000-30GM-IUR2-V15型。
本实用新型的有益效果是：本实用新型系统基于“信号集中传输，设备分层配置”的三层级积木式系统结构实现点/面的网络化智能控制，在保证便于后期扩容和升级前提下，全面提升了变电站照明系统的绿色低功耗运行和智能化控制水平；系统中央处理层HMI交互单元强制性协议约定和开放式端口满足了监控后台、微型气象站、智能I/O模块及灯具智能控制器的无缝接入，全站灯具运行状态、气象数据、照度、“人-门”距离及运维指令等信息经多源信息融合技术的ANN最优化边缘调度算法的评估与决策后实现经纬时控、多情景模式、分区域及单灯等多种控制模式；本实用新型系统设备层除常规直流主工作电源外，引入光伏辅助工作电源，在实现节能降耗的同时也可以达到提升设备供电可靠性的目的；应用为巡检人员运维工作提供最优的照明环境，对变电站乃至智能电网的绿色低功耗运行和智能化控制有着重要意义。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构原理框图。
具体实施方式
如图1所示的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：变电站智能照明控制系统为三层级积木式系统结构，包括中央处理层、中继层和设备层；
所述的设备层包括各类型LED照明灯具和传感器，LED照明灯具包括户外LED照明灯具和户内LED照明灯具为变电站巡检人员运维工作提供照明服务，传感器包括照度传感器和超声波测距传感器负责采集环境照度和“人-门”距离信息；
所述的中继层包括灯具智能控制器和智能I/O模块，分别接收设备层的数据并转换为满足通讯规约要求的数字信号，该信号经以太网传输至中央处理层；
中央处理层包括HMI交互单元、监控后台和微型气象站，HMI交互单元连接智能控制器和智能I/O模块，接收灯具智能控制器、智能I/O模块和微型气象站上传的数据并由内置调度脚本对灯具智能控制器下发控制指令，将灯具开断、照度和气象数据转发至监控后台，接收监控后台的控制指令；
中继层和设备层设备除常规直流主工作电源外，还引入光伏辅助工作电源对中继层和设备层设备供电。
优选的，所述的HMI交互单元为智能触摸屏，通过以太网口与监控后台、微型气象站、智能I/O模块和灯具智能控制器相连，构成变电站智能照明控制系统的数据采集与控制通道。
优选的，所述的智能触摸屏与所述的监控后台、微型气象站、照度智能I/O模块、测距智能I/O模块、户外灯具智能控制器和户内灯具智能控制器之间采用IEC 61850通讯规约。
优选的，所述微型气象站为便携式，具备温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、太阳辐照、环境气体、噪声和能见度多种气象参数的监测和处理能力。
优选的，所述智能触摸屏内置调度脚本，根据基于多源信息融合技术的ANN最优化边缘调度算法、微型气象站信息和运维人员指令实现经纬时控、多情景模式、分区域及单灯多种控制模式。
优选的，所述的户外LED照明灯具连接户外灯具智能控制器，所述的户内LED照明灯具连接户内灯具智能控制器，所述的照度传感器连接照度智能I/O模块，所述的超声波测距传感器连接测距智能I/O模块，所述的直流主工作电源和光伏辅助工作电源接于同一直流母线，直流主工作电源作为LED照明灯具、传感器、I/O模块和智能控制器的主要供电电源，光伏辅助工作电源作为辅助供电电源，实现直流母线双电源供电。
优选的，所述监控后台选用研华的AWS-8248型工控机；所述HMI交互单元选用富士康的KPC-133HLT型智能触摸屏；所述微型气象站选用利诚的JLC-QBX型便携式数字移动多要素自动气象站。
优选的，所述户外灯具智能控制器为SZ10-R1AW型；所述户内灯具智能控制器为SZ10-R1AN型；所述照度智能I/O模块为EMR-EAI08型；所述超声波测距智能I/O模块为ADAM-5017P型。
优选的，所述户外LED照明灯具为NVC-LED-W型；所述户内LED照明灯具为NVC-LED-N型；所述照度传感器为ASL100-T2/BR型；所述超声波测距传感器为UB4000-30GM-IUR2-V15型。
本实施例的一个具体应用为：当傍晚某一时刻，变电站巡检人员对户外配电装置区域有巡视需求时，此时值班人员在监控后台对照明智能照明系统下达巡查模式（属多情景模式的一种）指令时，ASL100-T2/BR型照度传感器、UB4000-30GM-IUR2-V15型超声波测距传感器及JLC-QBX型微型气象站分别实时采集照度、“人-门”距离及气象参数等信息，各类信息经中继层对应的I/O模块二次处理后经以太网（IEC 61850通讯规约）传输至KPC-133HLT型智能触摸屏；智能触摸屏一方面实时将灯具开断、“人-门”距离、照度及气象数据等信息转发至监控后台供信息显示和智能分析处理用，另一方面触发内置基于多源信息融合技术的ANN最优化边缘调度算法的调度脚本，对值班人员下达的巡查模式指令进行实时响应。最终，在巡检人员抵达变电站至整个巡视任务结束期间，智能控制系统根据巡检人员巡视路径，控制相应的LED灯具的开启，为巡检人员提供最优的照明环境。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实例，并非来限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的结构、特征及原理所作的任何简单修改、变更及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：变电站智能照明控制系统为三层级积木式系统结构，包括中央处理层、中继层和设备层；
所述的设备层包括各类型LED照明灯具和传感器，LED照明灯具包括户外LED照明灯具和户内LED照明灯具为变电站巡检人员运维工作提供照明服务，传感器包括照度传感器和超声波测距传感器负责采集环境照度和“人-门”距离信息；
所述的中继层包括灯具智能控制器和智能I/O模块，分别接收设备层的数据并转换为满足通讯规约要求的数字信号，该信号经以太网传输至中央处理层；
中央处理层包括HMI交互单元、监控后台和微型气象站，HMI交互单元连接智能控制器和智能I/O模块，接收灯具智能控制器、智能I/O模块和微型气象站上传的数据并由内置调度脚本对灯具智能控制器下发控制指令，将灯具开断、照度和气象数据转发至监控后台，接收监控后台的控制指令；
中继层和设备层设备除常规直流主工作电源外，还引入光伏辅助工作电源对中继层和设备层设备供电。
2.根据权利要求1所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述的HMI交互单元为智能触摸屏，通过以太网口与监控后台、微型气象站、智能I/O模块和灯具智能控制器相连，构成变电站智能照明控制系统的数据采集与控制通道。
3.根据权利要求2所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述的智能触摸屏与所述的监控后台、微型气象站、照度智能I/O模块、测距智能I/O模块、户外灯具智能控制器和户内灯具智能控制器之间采用IEC 61850通讯规约。
4.根据权利要求2所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述微型气象站为便携式，具备温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、太阳辐照、环境气体、噪声和能见度多种气象参数的监测和处理能力。
5.根据权利要求2所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述智能触摸屏内置调度脚本，根据基于多源信息融合技术的ANN最优化边缘调度算法、微型气象站信息和运维人员指令实现经纬时控、多情景模式、分区域及单灯多种控制模式。
6.根据权利要求1所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述的户外LED照明灯具连接户外灯具智能控制器，所述的户内LED照明灯具连接户内灯具智能控制器，所述的照度传感器连接照度智能I/O模块，所述的超声波测距传感器连接测距智能I/O模块，所述的直流主工作电源和光伏辅助工作电源接于同一直流母线，直流主工作电源作为LED照明灯具、传感器、I/O模块和智能控制器的主要供电电源，光伏辅助工作电源作为辅助供电电源，实现直流母线双电源供电。
7.根据权利要求1所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述监控后台选用研华的AWS-8248型工控机；所述HMI交互单元选用富士康的KPC-133HLT型智能触摸屏；所述微型气象站选用利诚的JLC-QBX型便携式数字移动多要素自动气象站。
8.根据权利要求2所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述户外灯具智能控制器为SZ10-R1AW型；所述户内灯具智能控制器为SZ10-R1AN型；所述照度智能I/O模块为EMR-EAI08型；所述超声波测距智能I/O模块为ADAM-5017P型。
9.根据权利要求2所述的一种变电站智能照明控制系统，其特征在于：所述户外LED照明灯具为NVC-LED-W型；所述户内LED照明灯具为NVC-LED-N型；所述照度传感器为ASL100-T2/BR型；所述超声波测距传感器为UB4000-30GM-IUR2-V15型。
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