李茫茫
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：何為物聯(lián)網？物聯(lián)網是新一代信息技術的重要組成部分，其英文名簡稱為IoT。物聯(lián)網技術的誕生，不再將信息的交互局限在人與物或人與人之間，隨著技術的不斷發(fā)展，信息的交互延伸拓展到了物與物之間。網聯(lián)網技術一方面可以提高經濟效益，大大節(jié)約成本，另一方面也可以為全球經濟的復蘇提供技術動力，我國也正在高度關注、重視物聯(lián)網的研究，工業(yè)和信息化部匯通相關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，從1990年開始物聯(lián)網技術的初露端倪到2009年得到國家領導人的重視，“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網領域的研究和應用開發(fā)推向了高潮，通過十幾年的發(fā)展，物聯(lián)網技術在我國作為一個新經濟增張點的戰(zhàn)略新興產業(yè)，具有良好的市場效益，從而推動我國經濟的發(fā)展。
關鍵詞：物聯(lián)網；物聯(lián)網；配電房
1傳統(tǒng)配電房存在的問題
傳統(tǒng)配電房設備數(shù)量大，分布廣，設備優(yōu)劣不齊，管理的難度大的問題隨之出現(xiàn)，在人力成本昂貴的時代，傳統(tǒng)的配電房巡檢模式難以滿足運營的要求，配電房的智能化改造成為了必然。雖然進十幾年來我國的配電自動化技術穩(wěn)步發(fā)展，配電房建設也由原先的傳統(tǒng)方式向著智能化發(fā)展，但是同時，配電房自動化系統(tǒng)也存在著諸多問題：1.系統(tǒng)功能單一，目前的系統(tǒng)功能主要集中在遠程操作，故障告警，無法提供能耗分析，電子設備臺賬等功能。2.系統(tǒng)集成存在信息孤島，配電房系統(tǒng)信息互通存在很大的難度，針對大型企業(yè)則需要進行較大的施工改動，費時費力，同時集中式系統(tǒng)也存在著信息流擁擠，節(jié)點故障會影響整個網絡的正常工作等缺點。3.系統(tǒng)設計開放性差，功能擴展難，不同系統(tǒng)的對接難度較大。4.現(xiàn)有的計量自動化系統(tǒng)智能對主變的出線電流進行監(jiān)控，沒有對低壓出現(xiàn)電流進行監(jiān)控，因此無法有效地了解低壓負荷的分布情況。5.現(xiàn)有變配電人員對配變運行狀態(tài)分析方面存在諸多不足，不便于配電房的運行管理與維護。
2智能化配電房的優(yōu)勢
智能化配電房的建設將整合電力SCADA系統(tǒng)，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，安防系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)，線路監(jiān)控系統(tǒng)，能耗管理系統(tǒng)，GIS系統(tǒng)等，更安全，更智能的電力供應提供保障，通過物聯(lián)網技術手段，將配電房的實時狀態(tài)進行監(jiān)測，以達到更安全，更少人，更經濟運行的目的。同時結合GIS系統(tǒng)，利用電子地圖及衛(wèi)星影像圖為背景，繪制配電房的分布圖，通過電力SCADA系統(tǒng)將實時運行數(shù)據與對應的電房和低壓線路相關聯(lián)，通過線條顏色的變化直觀地反應異常的運行數(shù)據。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及安防系統(tǒng)的接入，保障了配電房內環(huán)境問題，監(jiān)測設備的異常狀態(tài)，便于集中監(jiān)控、集中管理、集中維護。線路監(jiān)控系統(tǒng)通過簡易的貼片燈方式反饋線路當前的溫度，針對重要部位及電纜頭等位置監(jiān)控，在發(fā)生故障問題之前
及時反饋，保障設備的安全運行。結合電力SCADA系統(tǒng)采集的數(shù)據進行數(shù)據分析，包括同比，環(huán)比分析，掌握用戶的用電變化趨勢，結合天氣等因素，準確預測下個月的用電情況，提出合理的需量申報建議，避免額外的用電支出。
3智能化配電房的組成結構
配電房智能化監(jiān)控系統(tǒng)的構成由站控控制層，通訊網絡層，現(xiàn)場控制層三層結構組成，站控控制層由現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，遠程集中值班系統(tǒng)和移動端系統(tǒng)共同組成，現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)由本地值班人員監(jiān)控，本地系統(tǒng)可以由一個工作人員同時監(jiān)控三至五的配電房，主要負責監(jiān)控系統(tǒng)，同時對系統(tǒng)告警進行處理，包括告警點故障查看，確認故障緊急程度，分批下發(fā)處理工單，遠程集中值班系統(tǒng)由值班中心專家及值班人員共同監(jiān)控，對本地配電房出現(xiàn)的問題提供遠程技術支持及處理調度問題，移動端系統(tǒng)為值班人員進行巡檢，記錄故障提供一個便攜的記錄方式，同時為上層管理人員提供重要的事故告警。三方同時運行快速完成故障定位，減少停電時間，保障生產效益。網絡通訊層主要完成信息傳遞，協(xié)議轉換，數(shù)據管理等功能。監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息傳遞主要是通過通訊層的通訊總線傳輸?shù)礁鱾€通訊子站，各個通訊子站通過對本站的監(jiān)控信號、運行參數(shù)等進行上傳至主站層進行分析處理，主站的遠程控制指令由通訊總線下行傳輸至各個配電房的遠端控制主機，進行相應的控制操作。網絡通訊層上行網絡主要是以太網和modbus等形式進行傳輸，下行網絡之間的傳輸則主要是現(xiàn)場總線常用的主要RS485、RS232等，總線的類型則是由項設備進行確定。在智能配電房中，考慮到對數(shù)據的安全行，傳輸?shù)姆€(wěn)定性，數(shù)據的可靠性等要求，物聯(lián)網的數(shù)據傳遞需要進行加密傳輸以保障安全性，同時在傳遞過程中加以冗余校驗，保障數(shù)據的準確性。現(xiàn)場控制層實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據采集，命令執(zhí)行，電氣保護等，主要負責對配電房的視頻監(jiān)控、安全防范、智能控制、環(huán)境監(jiān)測、門禁系統(tǒng)、火災報警、保障系統(tǒng)。實現(xiàn)對配電房的智能控制和監(jiān)測，以方便主站系統(tǒng)對配電房的所有設備的管理和信息的查看。
4智能化配電房在能源管理體系中應用
配電房智能化建設符合用戶，企業(yè)的要求，總體上是提供技術和管理水平，提高供電的可靠性和改善供電質量，解決處理各類故障帶來的困難，減少停電時間，縮小停電范圍，提高供電質量，減少人力運維帶來的壓力。配電房智能化建設不僅包含了10KV及以上電壓等級，監(jiān)控各類綜合保護及電能分析設備，同時也將400V低壓開關柜也納入監(jiān)控范圍。通過移動網絡，LoRa，載波等通訊手段實現(xiàn)設備分布式管理，信息集中化處理，減少由于設備原因導致的系統(tǒng)癱瘓。智能化配電房建設的另一個重要目標是能源管理，通過對用能數(shù)據的采集，分部門，分區(qū)域，分類別的電能計量及系統(tǒng)分析，通過同比，環(huán)比等大數(shù)據對比合理推斷用能分布趨勢，通過智能化系統(tǒng)，完成合理的策略控制，如定時，按季節(jié)，按需求進行控制，通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據支撐。同時可以結合生產，為用戶的產出投入比提供直觀的對比，方便用戶及時調節(jié)生產。
5安科瑞Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)介紹及選型
5.1產品簡介
配電室綜合監(jiān)控是整個電能管理系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。目前，配電室一般都采取無人值守，定時巡查制度，這樣既浪費人力物力也無法做到對配電室的環(huán)境和安全實時監(jiān)控。而配電室的環(huán)境穩(wěn)定可靠對變壓器等設備的正常運行至關重要。
安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關柜運行監(jiān)控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據的檢測與設備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。
5.2應用場所
變電所、配電室、機房、箱變。
5.3系統(tǒng)模塊
配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)以智能控制為核心，通過物聯(lián)網技術的集成應用，實現(xiàn)配電室內環(huán)境的全天狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。以網絡通信為核心，完成站端視頻、環(huán)境數(shù)據以及安全防范等數(shù)據的采集和監(jiān)控。
系統(tǒng)把環(huán)境、視頻、通風、照明、安全防范、消防、一次設備輔助監(jiān)控等所有監(jiān)控量在系統(tǒng)主界面上進行一體化顯示和控制，避免各系統(tǒng)孤立顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控可提供視頻監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式。
5.4系統(tǒng)功能
5.4.1通信管理
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據的實時監(jiān)測。
5.4.2實時監(jiān)測
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。
5.4.3數(shù)據查詢
在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數(shù)據。
5.4.4曲線查詢
在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。
5.4.5運行報表
查詢配電室內設備的運行數(shù)據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。
5.4.6實時告警
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警方式如右圖所示：
5.4.7歷史事件查詢
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。
5.4.8用戶權限管理
為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數(shù)據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
5.4.9網絡拓撲圖
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構。可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
5.4.10遙控操作
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。
5.5Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控選型配置表
6總結
隨著計算機軟件的和硬件的不斷發(fā)展，使得通訊技術在智能化配電房中的建設發(fā)揮越來越大的作用，在不久的將來，會出現(xiàn)一個運維中心監(jiān)控監(jiān)控一片區(qū)域的全部配電房的所有數(shù)據，由一個中心輻射全區(qū)域的運維服務，提供快速搶險等功能，配電房將出現(xiàn)無人或少人值班的情況，減少人力運維的帶來的弊端。
參考文獻：
[1]馬士華，林勇，陳志祥.供應鏈管理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.
[2]徐小飛，鄔建國.物聯(lián)網技術在智能化配電房建設過程中應用.
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[4]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06月版.
