配电网物联网应用方案.docx

1、配电网物联网应用方案配电网物联网应用方案一、配电网物联网运用方案1.1项目背景为了增强和提升配网的运转牢靠性，江苏电力提出了对配电网精细化管理的技术需求。经过采用物联网和大数据处置等技术，以技术手腕对配电网的站房、电缆沟井、路边环网柜箱等电力设备和资产的运转形状在线监测，从而有效提升配电网的运转牢靠性。其中，经过技术手腕完成对站房内的变压器、上下压开关柜、电缆沟及站房的环境参数、站房平安等要素，停止在线监测或巡检。经过技术手腕对路边环网箱柜的运转环境参数和平安形状等要素，停止在线监测或巡检。经过技术手腕对敷设在地下电缆沟内的中高压电缆的运转形状和环境参数，以及电缆工井盖板的平安形状，停止在线监

2、测或巡检。当监控平台的专家系统和数据处置系统剖析，发现相关监测参数和形状出现异常时，收回预警或报警，并可远程遥控处置相关事情。1.2需求剖析在电力设备形状监测方面，独自运用的监测仪器、仪表或装置曾经有很多。如：温湿度传感器、烟雾监测传感器等都曾经开发成功并投入运用。这些仪器装置，可以有效监测开关柜、环网柜、电缆分接箱中的温湿度、有害气体电缆头号局部状况。这些仪器装置假定能结合无线传输技术，可以很容易完成与其它设备或监控中心的联络，从而完成设备的形状监测，还可以防止少量电缆的铺设。因电力消费的管理较为复杂，电力现场作业管理难度相当大，目前可以采用远程平安视频监测的方式完成远程平安反省，但依然有时

3、不可防止存在平安防护及监视破绽和盲区。经过网络传输技术停止身份识别、环境信息监测、远程监控等，方便地完成了调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。在电力巡检管理上，应用射频识别RFID、全球定位系统GPS、天文信息系统以及无线传输技术，对设备的运转环境及其运转形状停止监控，并依据识别标签辅佐设备定位，完成了人员的定位监视，从而监视任务人员参照规范化和规范化的任务流程，停止辅佐形状检修和规范化作业。在电力设备维护上，随着路途树立中的野蛮施工及偷盗等违法行为的发作，电力设备遭受破坏的事情也越来越多，尤其是配网设备，郊区范围普通均为地下管线，受破环的能够性越高。可以充沛应用网络传输技术，在运转区域的管

4、道内埋设各种传感器，比如温湿度传感器、水位监测传感器等等，并结合GPRS、3G和ZigBee网络技术，完成对地下电缆的实时监测和防护。综上所述，电力物联智能监控系统树立有以下的需求特点：1)智能供电各类系统功用目的要求高；2各系统复杂功用多；3)需监测的量较多；4)需监测的站点散布多，并要求集中监控管理；5)监控功用主要包括：主控室内的环境温湿度监测、主控室内柜式空调监测、主控室消防烟雾状况监测；主控室内各主要出入门禁系统监测与管理；配电站内的安防联动等。1.3系统架构及系统组成1.3.1.系统架构该系统体系架构有3个层次，从下到上依次是感知层、传送层和运用层，如下图。其中射频识别技术、传感器

5、和传感器网络属于感知层，主要处置信息的感知和采集，是中心基础设备，以互联网为平台，将射频标签、传感器和传感器网络等具有感知功用的的信息网络整合起来，完成信息沟通。移动通讯网、互联网及其它专网属于传输层，主要将信息停止牢靠传输。运用支撑平台和运用效劳系统属于运用层，主要支持信息协同、共享和互通。1感知层感知层主要完成信息的采集、转换和搜集。感知层包括两个局部：传感器(或控制器)、短距离传输网络。传感器或控制器用来停止数据采集及完成控制，短距离传输网络将传感器搜集的数据发送到网关或将运用平台控制指令发送到控制器。感知层的关键技术主要为传感器技术和短距离传输网络技术，例如射频标识RFID标签与用来识

6、别RFID信息的扫描仪、视频采集的摄像头和各种传感器中的传感与控制技术、短距离无线通讯技术(包括由短距离传输技术组成的无线传输技术)。2传送层传送层主要完成信息传递和处置，传送层包括两个局部：接入单元、接入网络。接入单元是衔接感知层的网桥，它会聚从感知层取得的数据，并将数据发送到接入网络。接入网络即现有的通讯网络，包括移动通讯网、有线宽带网等。经过接入网络，将数据信息最终传入效劳器，提供应监控中心运用。传送层的关键技术既包括了现有的通讯技术，如移动通讯技术、有线宽带技术、公共交流 网(PSTN)技术、Wi-Fi 通讯技术等，也包括了终端技术，照完成传感网与通讯网结合的网桥设备、为各种行业终端提

7、供通讯才干的通讯模块等。3运用层运用层主要完成数据的管理和数据的处置，并将这些数据与各行业运用的结合。运用层包括两局部：中间件、运用。中间件是一种独立的系统软件或效劳顺序。中间件将许多可以公用的才干停止一致封装，提供应丰厚多样的运用。一致封装的才干包括通讯的管理才干、设备的控制才干、定位才干转换才干等。1.3.2.系统组成电力行业的特殊性，使得人员实时定位与传感系统RTLS应用射频识别技术，在指定的空间范围内，实时的向系统反应特定目的的位置信息、形状信息和环境信息。可以运用于各个行业企业的资产管理与定位、环境资源的监控以及人力资源的定位与分配等。依据电力企业消费管理需求与现状，将系统分为配电站

8、环境监控系统、电缆井环境监控系统、环网柜环境监控系统、电力库房管理系统四个子系统，以平安消费综合管理系统平台为中心，以无线/有线一体化调度通讯系统、应急通讯系统为辅佐通讯系统，与平安监测监控系统、综合自动化等系统相结合。二、配电站所环境监控系统2.1.系统结构2.2.系统组成本系统由监测单元、通讯系统和数据处置及监控中心组成。(1)监测单元主要完成对配电房运转环境、平安防护及电缆温度的综合监测。(2)通讯系统本系统通讯方案主要采用GPRS通讯方式。(3)监控中心数据处置及转发系统接纳RTU的信息数据，数据处置系统对收到的信息停止剖析处置，构成缺点形状信息。同时作为子站，向主站上传缺点形状。完成

9、整个缺点形状的监测和报警。2.3.监控系统功用及特点1实时监测功用可以实时监测线路的短路缺点信息。2自动告警功用可以自动上报运转环境数据。告警信息实时记载到数据库中，可依据需求临时保管；可以提供声光告警。3灵敏传输功用光纤、GPRS、载波、有线等各种通讯方式可选，系统任务不依赖于通讯方式的选择。4数据管理功用系统配置数据、告警信息等全部存储在数据库中，便于统计剖析；可以依照用户要求生成各种统计报表、图表。依据告警的不同拓扑位置和告警类型，提供数据剖析功用，确定缺点缘由和缺点位置。5系统管理功用可以对主控单元、采集设备、监控点以及操作人员、系统功用等停止配置；系统日志对系统形状和人员操作做详实记

10、载。6设备形状定时上报定时上报设备形状，假设通讯失败那么视为设备缺点。2.4.GPRS的组网方案监控中心采用APN专线，一切点都采用内网固定IP的组网方式完成网络数据传输。此种方案客户中心经过一条APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址停止广域衔接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配公用的APN，普通用户不得央求该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅守旧该公用APN，限制运用其他APN。失掉APN后，给一切监控点及中心分配移动外部固定IP。移动终端和效劳器平台之间采用端到端加密，防止信息在整个传输进程中能够的走漏。双方采用防火墙停止隔

11、离，并在防火墙上停止IP地址和端口过滤。此种方案无论实时性、平安性和动摇性都是最理想的。2.5.站端设备主要功用1平安防护门禁：身份确认，制止无卡人员进入；红外对射：有人进入监视区时告警。智能门禁系统经过配电房RTU对各控制器实施监控、管理。2环境监控主要监视设备运转的环境温度、湿度，以及浸水状况，必要的时分可以远程启停空调、风机等设备。其主要义务是监视各任务现场的温度、湿度、漏水状况及外人侵入等。一旦出现异常，系统自动告警，并可以自动启动空调、风扇或许抽水机等设备来除湿或许对电缆沟抽水。漏水和烟雾检测系统的监测量主要有：红外检测；烟感检测；水浸检测；门禁检测。数据采集终端是采集多种传感器，实

12、时监测环境中各种形状信息。经过温湿度传感器检测环境温湿度值，还可以依据设定的上下限值发生温湿度上下限报警；经过烟雾传感器检测有害气体的含量，经过浸水传感器检测空中或许电缆沟积水信息。经过对上述信息的监视来完成配电房平安防护、电缆沟水位和烟雾检测的实时监测。3)电缆温度监测主要监视电缆头温度，当发现温度超越警戒值时立刻告警，预防事故的发作。该局部主要是针对电缆接头因绝缘老化或接触不良等缺点的早期预警而设计。当电缆存在缺点隐患形成电缆或电缆头温度降低并超越设定的报警限值时，系统收回报警。并显示发作报警点的位置及记载发作报警的时间，及时准确指点检修和缺点查找任务，从而有效防止电缆缺点的发作和扩展。系

13、统在每根电缆接头处放置一个温度传感探头，经过同回路三相探头温度的相对变化，当相对变化超越一定值后，那么以为电缆接头出现温渡过高状况，立刻启动告警进程，将该信息发送到监控中心。经过该方案处置了因线路负荷不同、时节温度不同(冬、夏)所形成的温度告警限值的不同，防止了系统的缺点误报。三、电缆井环境监控系统电力电缆主要用于电力的传输以及电能分配的作用。目前在电力线路中，电缆所占的比重正在逐渐的添加，电缆的任务形状对整个输电网络的动摇的影响越来越大。电缆井环境监控系统秉承着高效、便捷、动摇、智能的原那么，为电缆的监控管理提供了方便。电力电缆在线监测系统有假定干组电缆实时无线监测装置组成，每组采集终端担任

14、各项数据依照设定时间距离采样、处置、保管和上传，并完本钱身形状监测调整。采集终端将一切采集数据打包，经过GPRS或CDMA通讯模块发送给监测主站。3.1.系统结构3.2.系统组成本系统由采集终端、通讯系统和监测主站组成。(1)采集终端主要完成对配电房运转环境、平安防护及电缆温度等综合数据的采集。(2)通讯系统本系统通讯方案主要采用GPRS通讯方式。(3)监测主站它是数据处置和剖析的中心数据采集终端与主站间的数据传输是经过GPRSCDMA无线通讯网络来完成的。系统平台依据监测主站聚集的各节点每个沟井各采集器上传的数据数据停止片面报表剖析，报警剖析判别，实时监测电缆沟井电缆运转及环境形状，使管理人

15、员得以最新资料，布置调度处置任务随心所欲。3.3.系统特点完成了电缆沟井的综合形状监测，功用片面，极大的满足了电缆管理需求。系统为模块化组合结构，分配添加灵敏可变。依据客户要求系统可添加新功用，定制灵敏。本钱低，采用无线通讯方式在线监测，终端采用工业级成熟运用传感器，电缆沟井系统终端装置位置无地域限制，满足散布普遍的电缆沟井监测点设置。装置方便易行、灵敏，并且不破坏井结构和路面等现有市政设备。采用低功耗、高效率无线通讯技术，嵌入式技术，自动控制采集形式。无线传输GPRS/CDMA网络可选，高功率射频芯片，确保数据牢靠传输。监测装置具有极高的任务牢靠性，包括供电技术，抗电磁搅扰，电源管理、低功耗

16、设计，强搅扰下微弱信号处置良好，传感器等技术的研讨和开发。可远程集中管理配置，平安保密，多种组网顺应不同需求。可依据用户要求停止配置。3.4.系统功用1电缆定位由于管理以及树立的需求，我们经常需求对地下电缆和电缆走廊停止维护、对空中停止开挖。目前由于无法准确找到电缆途径，出现电缆缺点时那么无法做到缺点点的快速、准确定位，延误维修时间。同时，在路途树立进程中，那么会因自觉开挖而招致各种事故屡见不鲜，甚至形成电力电缆被挖断、形成人员伤亡的严重事故等。方案采用RFID和手持扫描机结合的电缆快速定位系统，结合超高频RFID电子标签技术，完成地下电缆快速定位的功用。该系统的运用可以进一步提升巡检、维护人

17、员的巡检效率，提升电力企业水平。2井盖位移监测系统压力探测器装置在井壁，实时对井盖翻开和封锁停止监测。第一时间掌握报警信息，对缺失井盖停止及时弥补，防窃盗损坏，预防伤人事故发作。3电缆温度监测电力电缆中直接头制造质量不良、压接不紧、接触电阻过大，临时运转形成电缆头过热烧穿绝缘层，招致火灾，影响供电形成事故。经过接触式或许红外线温感模块温感模块依据用户所需监测电缆数量装置不同数量模块的对重点部位实时在线监测，当温度异常时即刻报警，上传实时数据起到过热预警数据剖析功用，及时发现并消弭发热形成的隐患，防止事故发作。4可燃气体、有害气态在线监测针对井沟内容易发生有害气体、可燃气体或燃气井走漏气体串井在

18、线监测，对气体含量浓度停止剖析评价，当井沟内有害气体、可燃气气体值超出设定平安范围值时及时发现并预警，防止严重爆炸事故或伤人事故发作检修人员下井沟巡检。5电缆井沟内积水水位监测积水探测模块由干簧管式鸭嘴或浮球传感器构成，顺应各种复杂水位环境；环境温湿度模块由AM系列传感器构成，可以有效地对设备运转环境温度湿度、井沟内水位停止 实时监测，上传有效数据。管理人员对井沟环境状况及时了解，方便调度管理。6系统供电自身电压在线监测对自身设备电池电压自检，及时回馈信息，管理人员及时掌握改换蓄电池时间供电采用蓄电池或太阳能电池系统供电改换时间远远大于巡检周期，保证相关子系统正常任务，保证设备平安运转。7GP

19、RS通讯模块和短信预警模块模块由GPRS/GSM移动通讯模块构成，可以及时依照预定时间发送各传感器采集到的数据，支持即时查询，并在报警时即可上传报警事情，经过短信方式将预警信息通知值班人员。8现场视频监测视频监测模块主要由摄像机和红外夜视灯或LED照明灯构成。即时检查现场环境状况，报警预警时联动拍摄上传现场图片记载实时理想，方便查询认证，剖析事故成因。方便取证。以上各项采集数据，依据管理人员要求设定的上传时间距离经过成熟的GPRS网络上传给计算机监控中心，经过火析预测，提供人机对话界面，提供应管理部门，及时掌握电缆井状况。当超出设定报警值时收回报警信息，现场预警模块经过GPRS模块并对值班手机

20、发送报警短信。3.5.系统主站软件软件界面具有登陆人员权限管理、数据报表查询、报警时间显示和报警时间查询功用，并结合GIS全球天文信息系统给出任务区电缆沟井详细坐标，对每一个电缆井停止编号，保证了数据的独一性。以地图方式显示，方便以图形化界面查询，可实时显示一切所检测的沟井信息，支持即时查询。软件支持参数设置调整功用，可依据时节变换或许监测暂时方案改动来设置调整报警参数。在运转中报警信息会以缺点点屏幕闪烁报警来提示监控操作人员有异常状况发作，现场依据缺点类型发送即时短信经过GPRS/GSM通知值班人员，使电缆沟井缺点预测、报警及时，技术管理有很大水平的提高。报警预警弹出框：配合GIS全球天文信

21、息系统定位准确：实时数据上传：实时数据预警剖析：显示以后个监测点数据，报警信息显示：数据库扩展：系统数据库具有各项数据查询功用。添加设置电缆检测设备简易，便于增设监测点和系统扩展，对电缆沟井沟井内各项环境参数灵敏配置。可依据时节变化或监测需求适当调整设定各监测点报警数值。四、环网柜环境监控系统环网柜运转形状的监测关系到供电的牢靠性。随着环网柜的少量运用，以及用户对供电牢靠性要求的不时添加，环网柜的平安运转环境的监控愈发重要。同时，随着电子技术的飞速开展，新器件、新技术不时涌现，为进一步提高改良环网柜的运转形状监测系统提供了能够。特备是近年来新出现的太阳能供电、GSM通讯技术，数字测温等新技术完

22、全可以运用于环网柜运转形状的监测，提高监测效率，增加事故的发作。环网柜温度在线监测系统可以实时监测柜内环境温、湿度和电气接点的温度变化，监控中心可以依据不同的需求设置多种报警方式，完成提早预警和缺点定位，真正对环网柜完成了智能化、信息化管理。环网柜面板上装置有液晶显示装置，方便巡检人员检查，经过GPRS可以把报警信息发送到运转管理人员的手机上，监控中心可以把一切的监测数据保管并统计剖析，为形状检修提供少量的参考数据，契合国度电网公司提出的树立智能电网的要求。运用环网柜温度在线监测系统后，可以大大降低巡检人员的任务强度，提高巡检人员的任务效率，可以提高供电公司配电自动化管理水平。3.1.系统组成

23、该系统主要由终端设备和主站设备两局部组成，终端设备装置在监控点上；主站设备装置在控制中心或许监控中心。终端设备温湿度传感器等在每一个监控点完成对各项数据的采集和开关量形状监测，将失掉的数据信号停止处置、转换后，经过GPRS无线传输模块内置SIM卡，将数据上传到监控中心主机上以供运用。终端设备还可以接纳由主站发送的命令，依据命令修正系统参数或许监测对象的阈值数据。主站设备有一台装有监控软件的PC机，担任整个系统的一切设备。如设定个站点的原始信息，提示报警，将数据存储到数据库中等，并提供数据查询、备份等功用。3.2.系统结构及特点1装置软件树立监控中心，对区域内环网柜停止集中监测每套温度监测装置可

24、以实时采集1路环境温度和1路环境湿度信息，可以实时采 集12路电气接点温度信息。温度监测装置可以完成数据采集、数据显示和缺点报警功用。监控中心可完成数据搜集、存储、查询、统计、报表输入、缺点报警等功用。监控中心的报警设置方案有：超越相对阀值报警，快速升温超越趋向阀值报警，三相温度不平衡超越阀值报警，传感器发作缺点报警等方式。可以做到缺点提早预判， 防患于已然。监控中心经过GPRS无线网络和温度监测装置之间停止通讯，温度监测装置的分 布可以无地域限制，有数量限制。监控中心的报警方式有报警器报警和短音讯报警两种。短音讯报警可以报告缺点 点准确的天文位置信息，从而完成缺点的准确定位，快速查找。2装置

25、监测装置和GPRS模块，报警信息直接发给运转管理人员每套温度监测装置可以实时采集1路环境温度和1路环境湿度信息，可以实时采集12路电气接点温度信息。温度监测装置可以完成数据采集、数据显示和缺点报警功用。温度监测装置的报警设置方案有：超越相对阀值报警，快速升温超越趋向阀值报警，三相温度不平衡超越阀值报警，传感器发作缺点报警等方式。可以做到缺点提早预判，防患于已然。监测装置经过GPRS无线网络将缺点报警短音讯发送到管理人员的手机上，可以报告缺点信息内容和缺点点准确的天文位置信息，从而完成缺点的准确定位，快速查找。3只装置监测装置，便于运转管理人员巡检和数据剖析每套温度监测装置可以实时采集1路环境温

26、度和1路环境湿度信息，可以实时采集12路电气接点温度信息。温度监测装置可以完成数据采集、数据显示和缺点报警功用。温度监测装置的报警设置方案有：超越相对阀值报警，快速升温超越趋向阀值报警，三相温度不平衡超越阀值报警，传感器发作缺点报警等方式。可以做到缺点提早预判，防患于已然。监测装置具有存储功用，可存储三个月的运转数据，巡检人员巡检时可以经过计算机读取存储的数据，有利于对环网柜的运转环境和运转工况停止统计剖析，为完成状态检修提供数据支持。3.3.系统功用将电缆接头温度传感器、烟雾传感器等装置在环网柜中，在环网柜带电运转的状况下，经过这些传感器，采集设备运转时节点的温度值、计量参数值等。然后经过G

27、PRS无线网络上传至监控中心，并在监控中心将数据保管备份，从而观察和比拟数据变化，以此判别设备的运转状况，设置数据报警阈值，完成自动报警和参数计量等功用。其功用主要表达在：1实时监测各个环网柜设备的节点温度值、电流值、湿度值、水位信息等；2在线监测环网设备中各个支线的负荷变化，从而为配网规划提供第一资料；3经过伪装在环网柜中的功率传感器，对配网线路个区段的计量停止实时监测，从而完成有效控制线损目的；3.4.系统主战软件该软件对环网柜内电缆与配电高压设备插接的运转温度监控，完成温度、湿度等的实时监测，具有报警和数据记载功用，完成历史数据剖析，诊断高压设备缺点，剖析监测数据变化，在监测对象发作风险

28、前，及时报警，及时维修，较少设备损失水平，提高牢靠性。本软件应用GPRS的通讯功用，对环网柜的监测数据给予实时观测，可及时对缺点隐患实时有效措施，实在保证系统的牢靠运转，增加管理人员的任务量，提高任务效率，主要以为包括：1设置用户权限，分为普通用户和管理员用户；2将各个监测点的实时数据写入到实时数据表中，应用表格、饼状图、折线图等不同方式显示；3监测实时数据假设有超出阈值的那么报警提示，并将数据记载上去；4设置检测采样周期；5查询历史数据，统计汇总。五、电力库房管理系统5.1.概述电力库房主要用于寄存电力消费中所需的各种物资。随着配电工区的消费义务愈加繁重，对工用具管理的要求愈加严厉。本方案经

29、过火析电网物资管理环节的需求而量身定做，其结合了传感器技术、RFID技术、网络技术、计算机技术、数据库技术以及移动通讯技术。系统主要包括三大功用，包括：库房环境监控系统、库房物料管理系统、库房视频监控系统。该系统可以及时的输入各种管理信息和业务信息，为各级人员有效的管理和决策提供有力的依据，最终极大地提高任务效益和经济效益。5.1.1.系统主要功用模块5.1.2.系统主要功用系统主要完成功用：1)库房自动温湿度控制、除湿排风2)消毒防霉3)计算机终端实时温湿度监控4)烟雾维护断电报警5)管理工用具信息管理、出入库、借出管理6)移入手持终端库房管理终端7)视频监控8)B/S架构，内网任何一台计算

30、机设备均可以依据权限访问操作系统5.2.库房环境监控系统电力库房管理系统需求对库房环境信息停止监控，详细包括：温湿度信息以及烟雾信息。其中仓库外部的温湿度信息是影响设备寿命的关键，通常状况下，过高的温度以及湿度会对工用具的功用有一定的影响。烟雾传感器主要担任检测库房的烟雾浓度检测，完成火灾预警的功用。本系统采用计算机软硬件技术结合工业自动控制技术，完成电力库房温度、湿度自动调理，通风系统自动开启，消毒防霉，烟雾维护断电报警等功用，自动控制消防等系统。系统经过在电力库房中多个位置加装温湿度传感器，经散布智能系统Distributed Intelligence SystemDDC传至效劳器，经过效

31、劳器设置举措值，经过逻辑判别，自动开启或封锁加热装置、通风装置和除湿装置。完成了电力库房及工用具柜内空气温、湿度和通风的全自动控制，库房自动控制系统包括：暖通空调系统、给排水系统、电气系统、新风系统、自动消防设备等。平安功用高，确保工用具的良好保管。系统具有在计算机管理界面停止温湿度实测值和静态曲线的远方显示。为确保系统万无一失，系统提供自动和远程手动两种控制方式，同时具有消毒防霉烟雾报警等功用。库房自动控制系统应用先进的计算机监控技术对电力库房内的各种设备停止集中监控，对库房内的环境停止控制，并在此基础上经过资源的优化配置和系统的优化运转完成节能。对库房内各种调理库房环境的设备任务顺序、任务参数、启停形状、缺点状况等自动停止监测、控制；各设备任务异常时，能收回异常状况或缺点状况的报警信号，并同时判别出缺点性质、详细位置及设备类型、编号，并给出缺点处置的信息；系统能提供各设备的日启、停形状，上下峰值，实时运转值等数据，以画面方式显示记载、并以表格和曲线等方式打印记载。5.2.1.设计要求1)系统采用阅读器/效劳器(B/S)计算机系统结构形式；2)系统具有