一．項(xiàng)目背景以及市場需求

國家電力建設(shè)飛速發(fā)展,為了提高管理水平,智能化建設(shè)迫在眉睫。變配電場所作為電網(wǎng)中的核心單元,數(shù)量巨大,是智能化建設(shè)的中堅(jiān)部分。但由于變配電場所分布的地理位置過于分散，且配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平有待提高,單純依靠人力來對(duì)變配電場所進(jìn)行巡檢,不僅增加了巡檢人員的工作量,并且無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)其潛在的各類故障(如設(shè)備發(fā)熱、絕緣故障、機(jī)械故障等)。

對(duì)變配電場所有效的監(jiān)控管理以下問題已經(jīng)凸顯：  

●電力設(shè)備盜竊案頻頻發(fā)生，盜竊發(fā)生無法報(bào)警、監(jiān)控、記錄，導(dǎo)致犯罪分子逍遙法外。  

●維修維保人員巡檢過程無法規(guī)范化監(jiān)督管理，何時(shí)、何人、多長時(shí)間完成維護(hù)工作，沒有客觀的記錄。  

●沒有配電房門禁控制系統(tǒng)，在無人值守時(shí)出了問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營商的安保部門對(duì)此要負(fù)很多額外的責(zé)任。  

●配電房空調(diào)、排氣扇常年打開，造成運(yùn)營電費(fèi)過高。

●環(huán)境沒有監(jiān)控，出現(xiàn)水浸、起火等無法及時(shí)處理。

●很多裝置沒有聯(lián)網(wǎng)，只是在本地監(jiān)測和控制；

●各系統(tǒng)之間獨(dú)立運(yùn)行，無法有效的進(jìn)行管理，達(dá)不到安全管理的效果。

●多系統(tǒng)并存不但增加了投資成本，后期的維護(hù)成本也大大增加，并且多個(gè)廠家的設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，也會(huì)產(chǎn)生扯皮現(xiàn)象，浪費(fèi)業(yè)主的時(shí)間和精力。

二．研究內(nèi)容

2.1，變壓器運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控和風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)

通過RS485接口或者4-20m模擬量接口，接入負(fù)荷電流、油位及溫度等傳感器，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、溫度過高即自動(dòng)打開風(fēng)機(jī)給變壓器降溫等功能。

2.2，設(shè)備溫度狀態(tài)監(jiān)測

在變配電場所內(nèi)的屏柜等設(shè)備安裝溫度傳感器，并設(shè)置告警閥值，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度，避免溫度過高帶來的故障和損失。

2.3，安防監(jiān)控

可以接入紅外傳感器、周界對(duì)射、震動(dòng)傳感器、電子圍欄等安防設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房的安防監(jiān)控和入侵報(bào)警。

2.4，環(huán)境監(jiān)控：

實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度、漏水、濕度、煙霧等環(huán)境量的監(jiān)測和報(bào)警。

2.5，SF6/O2監(jiān)測、報(bào)警和通風(fēng)聯(lián)動(dòng)

通過接入RS485接口的SF6和O2傳感器，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)SF6和O2的濃度監(jiān)測，超過設(shè)置閥值自動(dòng)報(bào)警，并且可以聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。

2.6，門禁控制

通過刷卡實(shí)現(xiàn)對(duì)門鎖的控制，也可以實(shí)現(xiàn)中心開門、臨時(shí)*開門等一系列功能。并且能夠?qū)崿F(xiàn)非法開門報(bào)警、開門超時(shí)報(bào)警、安防聯(lián)動(dòng)和消防聯(lián)動(dòng)等功能。

2.7，電纜線纜溫度無線監(jiān)測

通過在電纜及電纜接頭上安裝連續(xù)測量溫度的探頭，每臺(tái)設(shè)備可安裝8~16個(gè)探頭，對(duì)電纜、電纜頭的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測,并把測量結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過軟件分析能夠提前確定電纜的早期過熱現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)電纜故障的早期預(yù)測，防患于未然

2.8，開關(guān)柜觸頭溫度監(jiān)測

支持開關(guān)柜中開關(guān)觸點(diǎn)的溫度監(jiān)測，無線測溫探頭將測量數(shù)據(jù)傳輸給在線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，開關(guān)柜在線測溫監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)通過RS485、無線與智能監(jiān)控主機(jī)通信，將數(shù)據(jù)上送到主站監(jiān)控中心服務(wù)器，實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警。

2.9，開關(guān)柜帶電負(fù)載監(jiān)測

通過監(jiān)控主機(jī)數(shù)據(jù)采集，支持實(shí)時(shí)顯示高壓開關(guān)柜帶電數(shù)據(jù)指標(biāo)，掌握開關(guān)柜的運(yùn)行情況，主站軟件平臺(tái)中，支持實(shí)時(shí)顯示開關(guān)柜，配電柜等一次設(shè)備的電壓，電流等負(fù)載遙測數(shù)據(jù)，并可支持設(shè)置上下限的預(yù)警值，實(shí)現(xiàn)聲光 、語音、短信、視頻畫面等多種聯(lián)動(dòng)提醒方式。

2.10，設(shè)備控制功能：

可以實(shí)現(xiàn)燈光、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、給排水的本地、遠(yuǎn)程控制，聯(lián)動(dòng)控制以及定時(shí)開關(guān)等功能。

2.11，視頻聯(lián)動(dòng)：

通過另外安裝的視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)以上各種報(bào)警以及保護(hù)開關(guān)（刀閘）和視頻的聯(lián)動(dòng)功能，并可以進(jìn)行聯(lián)動(dòng)抓拍照片和視頻，記錄查詢等。抓拍錄像實(shí)時(shí)上傳在中心服務(wù)器上，可避免前端被破壞而造成的錄像丟失。

• 理論和實(shí)踐依據(jù)

變配電場所智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)和方案研究項(xiàng)目的理論依據(jù)涵蓋計(jì)算機(jī)、通訊、算法分析及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等多個(gè)領(lǐng)域，主要包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能識(shí)別算法及預(yù)警技術(shù)、iBS智能軟件總線技術(shù)、嵌入式組件架構(gòu)技術(shù)、增強(qiáng)性UIP協(xié)議棧和以太網(wǎng)模塊存儲(chǔ)器管理技術(shù)、MYSQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及電力行業(yè)相關(guān)的運(yùn)行規(guī)范等。

• 關(guān)鍵技術(shù)

4.1，智能識(shí)別算法及預(yù)警技術(shù)
基于模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)化計(jì)算等理論與方法，結(jié)合魯棒控制、自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制等現(xiàn)代控制理論。通過對(duì)前端各種傳感器數(shù)據(jù)的集中采集分析，能夠在站端實(shí)現(xiàn)消防、安防、電纜火災(zāi)、配電、變壓器、儀表等設(shè)備的預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)變配電場所、基站等場所的監(jiān)測、預(yù)警和自動(dòng)控制。

4.2，多元異構(gòu)數(shù)據(jù)處理技術(shù)

變配電場所內(nèi)多元異構(gòu)感知數(shù)據(jù)的智能處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)采用不同描述語言的變配電場所內(nèi)監(jiān)控對(duì)象元數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的智能融合?；诟怕式y(tǒng)計(jì)、回歸分析和卡爾曼濾波等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)變配電場所內(nèi)多模態(tài)數(shù)據(jù)，從時(shí)空相關(guān)性去除錯(cuò)誤和冗余數(shù)據(jù)，并在特征層和語意層提取有效信息。

4.3，嵌入式組件架構(gòu)技術(shù)
跨平臺(tái)嵌入式組件架構(gòu)技術(shù)，支持多種操作系統(tǒng)和CPU平臺(tái)；劃分組件，面向接口開發(fā)，提高開發(fā)效率；組件重用，實(shí)現(xiàn)積木式的系統(tǒng)開發(fā)方法；提供各種強(qiáng)大的子系統(tǒng)，以不斷豐富產(chǎn)品特性；支持RPC，可以實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用。

4.4，傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)區(qū)域狀態(tài)感知和信息上報(bào)

系統(tǒng)將重要場所和設(shè)備的工作環(huán)境（如：溫度、濕度、漏水、水位、有害氣體、含氧量、風(fēng)速風(fēng)向、煙霧、明火等等）全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，可及時(shí)顯示、報(bào)警，并實(shí)時(shí)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

4.5，變配電場所內(nèi)環(huán)境信息與動(dòng)力設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)

系統(tǒng)把變配電場所內(nèi)環(huán)境，視頻，通風(fēng)，除濕機(jī)，空調(diào)控制參數(shù)等監(jiān)控量在系統(tǒng)上進(jìn)行一體化顯示和控制。通過設(shè)置變配電場所內(nèi)環(huán)境信息以及安防消防信息與動(dòng)力設(shè)備以及視頻設(shè)備的聯(lián)動(dòng)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)當(dāng)溫度超*自動(dòng)打開空調(diào)制冷，當(dāng)濕度超*自動(dòng)打開除濕機(jī)除濕，當(dāng)電纜溝水位超*，自動(dòng)打開水泵排水，當(dāng)電力設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)視頻設(shè)備拍照錄像并將報(bào)警信息實(shí)時(shí)上傳至監(jiān)控中心。

4.6，定制告警分析策略

告警分析策略的核心是監(jiān)控人員對(duì)于變配電場所巡檢運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，把監(jiān)控人員對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行中的事故或異常的判斷和處理的過程，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬓问竭M(jìn)行表達(dá)，并轉(zhuǎn)化為一條條告警分析規(guī)則，固化在系統(tǒng)模塊中。

五．預(yù)期目標(biāo)

變配電場所智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變壓器監(jiān)測；智能環(huán)網(wǎng)柜DTU運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜、分支箱帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控；母線測溫檢測，電纜測溫監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)遠(yuǎn)程控制等功能；智能門禁管理、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能。

1. 實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置管理、權(quán)限管理、日志管理、數(shù)據(jù)管理和接口標(biāo)準(zhǔn)管理。
2. 實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)管理，具備通過在線檢測模塊采集電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、環(huán)境、安防、消防狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)。
3. 實(shí)現(xiàn)配電場所的設(shè)備在線監(jiān)測、環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災(zāi)、水位、粉塵、噪聲、震動(dòng)、防小動(dòng)物等信息的采集和告警，電力環(huán)境調(diào)控機(jī)、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、除濕機(jī)、燈光等設(shè)備的控制管理等；
4. 通過視頻監(jiān)控以及安防入侵檢測實(shí)現(xiàn)配電房安防狀態(tài)檢測；
5. 通過對(duì)配網(wǎng)變壓器、中壓開關(guān)柜、低壓配電柜和電纜等設(shè)備的現(xiàn)在檢測實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)在線檢測以及局放、測溫等檢測。
6. 系統(tǒng)平臺(tái)具備配電房設(shè)備在線檢測數(shù)據(jù)瀏覽功能，包括，綜合環(huán)境檢測、安防狀態(tài)檢測、設(shè)備狀態(tài)檢測等在線檢測數(shù)據(jù)的瀏覽功能，
7. 實(shí)現(xiàn)在線檢測數(shù)據(jù)綜合分析功能、設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)分析評(píng)估功能，實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)完整性、一致性、采集及時(shí)性的統(tǒng)計(jì)分析功能。