智能變電站輔助系統(tǒng)解決方案(智慧變電站智能輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺(tái))

　　一、系統(tǒng)概述

　　智能變電站輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺(tái)以“智能感知和智能控制”為核心，通過各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)全站主要電氣設(shè)備、關(guān)鍵設(shè)備安裝地點(diǎn)以及周圍環(huán)境進(jìn)行全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制，完成環(huán)境、視頻、火災(zāi)消防、采暖通風(fēng)、照明、SF6、安全防范、門禁、變壓器、配電、UPS等子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)集中管理和一體化集成聯(lián)動(dòng)，為變電站的安全生產(chǎn)提供可靠的保障，從而解決了變電站安全運(yùn)營(yíng)的“在控”、“可控”和“易控”等問題。

　　二、系統(tǒng)組成

　　2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

　　智能變電站輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺(tái)采用分層、分區(qū)的分布式架構(gòu)，分為三級(jí)中心、六大功能模塊和八大業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。三級(jí)中心為省級(jí)主站系統(tǒng)、地區(qū)級(jí)主站系統(tǒng)和集控站系統(tǒng)。

　　2.2 核心硬件設(shè)備

　　物聯(lián)網(wǎng)智能終端為我公司自主研發(fā)、自己生產(chǎn)，質(zhì)量可控。產(chǎn)品大批量應(yīng)用在變電站、開閉所和基站，實(shí)踐證明產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。

　　三、系統(tǒng)功能

　　3.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

　　環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)由設(shè)備終端和系統(tǒng)平臺(tái)兩大部分組成，設(shè)備終端主要包含輔助控制主機(jī)和各種傳感器。 系統(tǒng)可以和門禁、監(jiān)控、設(shè)備控制等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

　　重要場(chǎng)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) 當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，可及時(shí)顯示、報(bào)警，并可通過通信IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至市級(jí)和省級(jí)調(diào)度中心。

　　3.2 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

　　實(shí)時(shí)的圖像視頻監(jiān)控，真實(shí)展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、人員活動(dòng)等圖像信息，可聯(lián)動(dòng)其它子系統(tǒng)，進(jìn)行抓拍，并上傳至統(tǒng)一監(jiān)控云平臺(tái)，可直觀顯示、監(jiān)視，并確保變電站內(nèi)設(shè)備的安全運(yùn)行。運(yùn)維人員無需親臨現(xiàn)場(chǎng)即可及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)供電提供了可靠保障。

　　3.3 門禁控制子系統(tǒng)

　　門禁控制子系統(tǒng)主要由門禁控制器、讀卡器、門鈴、門磁和電鎖等組成。 具有對(duì)變電站大門及相關(guān)門戶出入遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、保安防盜報(bào)警、對(duì)門戶多種開門方式及狀態(tài)自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程讀取、分析處理等多種功能。具備考勤、密碼開門、IC卡開門、出門按鈕開門、鎖開超時(shí)告警、開門超時(shí)告警、斷線告警、非法開門告警以及脅迫告警等多種記錄?？梢院蛨?bào)警、照明、視頻、短信以及消防等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

　　3.4 消防報(bào)警子系統(tǒng)

　　通過接入消防主機(jī)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防功能。

　　煙霧、溫感等火災(zāi)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能：本地聲光報(bào)警，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)報(bào)警，以及手機(jī)短信告警功能。并且可設(shè)置聯(lián)動(dòng)視頻、門禁、燈光等子系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)也可以直接接入煙霧探測(cè)器，也可以通過輔助主機(jī)的智能接口集成主流消防廠家設(shè)備。

　　系統(tǒng)提供開關(guān)量接口，能接入主變消防的報(bào)警信號(hào)，并且可以遠(yuǎn)程控制滅火操作(需原廠家提供接口).

　　說明：如原設(shè)備提供RS232或RS485等智能接口及協(xié)議，我司系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)接入。

　　3.5 設(shè)備控制子系統(tǒng)

　　系統(tǒng)提供空調(diào)、風(fēng)機(jī)、燈光以及水泵等設(shè)備的控制功能。

　　控制方式： 手動(dòng)控制功能; 直接遠(yuǎn)程控制功能; 自動(dòng)報(bào)警控制功能。

　　系統(tǒng)的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)功能全部在輔助控制主機(jī)上實(shí)現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)斷線、服務(wù)器故障、軟件關(guān)閉等情況下不影響系統(tǒng)的報(bào)警、聯(lián)動(dòng)以及記錄等功能。

　　3.6 安全防范子系統(tǒng)

　　安全防范子系統(tǒng)主要是通過各種探測(cè)和傳感技術(shù)的綜合應(yīng)用，針對(duì)塔架、變電站周界等場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)在電力設(shè)備等破壞前的預(yù)警作用。 在設(shè)定的布防時(shí)間內(nèi)，實(shí)行入侵監(jiān)控，并且可聯(lián)動(dòng)照明、監(jiān)控以及門禁等系統(tǒng)。

　　可手動(dòng)布撤防和自動(dòng)布撤防(每個(gè)防區(qū)可設(shè)置5個(gè)時(shí)間段)。

　　結(jié)合硬件可控制報(bào)警主機(jī)每個(gè)子系統(tǒng)(用戶)的布撤防。

　　直觀的報(bào)警后電子地圖顯示。

　　可按需求設(shè)置分區(qū)圖、防區(qū)圖、子防區(qū)圖。

　　可設(shè)置報(bào)警聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)、門禁、燈光以及報(bào)警器等，并直接在地圖上控制。

　　3.7 SF6監(jiān)測(cè)報(bào)警子系統(tǒng)

　　系統(tǒng)主要檢測(cè)環(huán)境空氣中SF6氣體含量和氧氣含量，當(dāng)環(huán)境中SF6氣體含量超標(biāo)或缺氧，能實(shí)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)開啟通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，并具有溫濕度檢測(cè)、遠(yuǎn)傳報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)查詢等諸多豐富功能。說明：SF6監(jiān)測(cè)也可以配置在環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)內(nèi)。

　　3.8 電纜測(cè)溫子系統(tǒng)

　　電纜測(cè)溫子系統(tǒng)采取接觸式測(cè)量原理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜的運(yùn)行溫度。本系統(tǒng)在主站上通過數(shù)值、曲線、棒圖、模擬圖等形式顯示溫度的測(cè)量值及變化趨勢(shì)，為故障的判斷提供依據(jù)。

　　四、核心技術(shù)與系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　　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，我公司聯(lián)合中國(guó)科大研發(fā)了智能識(shí)別和控制算法。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)變電站、基站等場(chǎng)所的監(jiān)測(cè)、預(yù)警和自動(dòng)控制，大大降低人為因素帶來的損失。

　　4.2 智能軟件

　　軟件智能總線技術(shù)把各個(gè)進(jìn)程之間的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間每秒可達(dá)數(shù)萬次的服務(wù)調(diào)用，適合用于大型系統(tǒng)內(nèi)部的消息總線，是巨量級(jí)的并發(fā)量的技術(shù)保證。

　　4.3 嵌入式組件架構(gòu)技術(shù)

　　優(yōu)良的跨平臺(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 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換技術(shù)

　　IEC61850系列規(guī)約是電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約，系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約，能夠與將其他廠商的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)(SCADA)和一體化信息平臺(tái)互操作，將數(shù)據(jù)及處理結(jié)果將上送到一體化平臺(tái)，并接受來自綜自系統(tǒng)(SCADA)的控制命令，對(duì)刀閘等動(dòng)作進(jìn)行視頻復(fù)核。目前已成功與南瑞、南自、許繼、四方等二次廠家系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

　　4.5 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)

　　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)，保證了其代碼的通用性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并具有抗網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的功能。設(shè)備可以提供兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的通信功能，保障系統(tǒng)的安全性。

　　4.6 系統(tǒng)兼容性優(yōu)勢(shì)

　　通過超過1000個(gè)智能變電站的成功案例，已經(jīng)兼容全部電力協(xié)議和大部分行業(yè)內(nèi)主流產(chǎn)品協(xié)議。

　　4.7 高集成度和脫機(jī)工作

　　物聯(lián)網(wǎng)智能主機(jī)的高集成度和脫機(jī)式獨(dú)立工作優(yōu)勢(shì)：電科恒鈦HT500系列，能夠兼容并利用現(xiàn)有絕大部分設(shè)備，有效保護(hù)客戶的已有投資。能夠?qū)崿F(xiàn)大部分的傳感器解析和設(shè)備控制，以及設(shè)備內(nèi)部的聯(lián)動(dòng)控制，脫機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)、報(bào)警以及記錄等功能。

　　4.8 集中監(jiān)控和統(tǒng)一調(diào)度優(yōu)勢(shì)

　　統(tǒng)一界面下視頻、門禁、環(huán)境、SF6、火災(zāi)消防、安全防范所有狀態(tài)的監(jiān)控。統(tǒng)一的設(shè)備配置管理、故障調(diào)度 。

　　五、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　　6.1 物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的多功能標(biāo)準(zhǔn)化接口和通信規(guī)約保障系統(tǒng)兼容性和可擴(kuò)展性

　　1)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的多功能標(biāo)準(zhǔn)接口(NO/NC可配置開關(guān)量、4-20ma模擬量、Modbus、RJ45)能夠接入不同廠家的各種探測(cè)器、傳感器以及安防和消防設(shè)備，具有良好的兼容性。并能夠在此基礎(chǔ)上，擴(kuò)展解析不同的廠家設(shè)備協(xié)議。

　　2)標(biāo)準(zhǔn)CDT和EC61850通信規(guī)約，不但能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)視頻、門禁、環(huán)境、安防、消防、采暖通風(fēng)、排水等多種功能和設(shè)備的智能聯(lián)動(dòng)控制，并能夠?qū)崿F(xiàn)和南瑞、南自等廠家SCADA、綜自等系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)和集成。

　　3)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)集成了環(huán)境監(jiān)控單元、燈光控制單元、串口服務(wù)器以及門禁控制單元，一臺(tái)設(shè)備即實(shí)現(xiàn)變電站綜合監(jiān)控的全功能，在小站配置一臺(tái)，大站配置多臺(tái)，互不影響，保證整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)具有極高的可擴(kuò)展性。

　　6.2 物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的高集成度和脫機(jī)式獨(dú)立工作屬性保障了系統(tǒng)成本優(yōu)化

　　1)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具有不需要其它設(shè)備配合就可獨(dú)立工作的屬性，能夠滿足從小開閉所到35kV至1000KV變電站、從改造站到新建站、從單站式到大規(guī)模集中聯(lián)網(wǎng)等各種類型的需求，使系統(tǒng)具備較大的靈活性和成本可控性。

　　2)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的全方位多功能接口，集成度與歸一化程度較高，能夠兼容并利用現(xiàn)有絕大部分設(shè)備，有效保護(hù)客戶的已有投資。

　　3)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)完全可以根據(jù)變電站的實(shí)際需要，小站一臺(tái)大站多臺(tái)，完全不需要另外配置服務(wù)器，能夠最大程度的降低成本。而服務(wù)器式方案即使只要接入一個(gè)探頭，服務(wù)器都必不可少，成本不可控。