配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實踐探索

蔣振銓

(廈門四信智慧電力科技有限公司，福建 廈門 361000)

針對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實踐應(yīng)用分析，本文主要選擇中航技5號廠房配電室電力監(jiān)控系統(tǒng)為研究對象。而在創(chuàng)新研發(fā)過程中，主要借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)、智能電網(wǎng)等技術(shù)，共建綜合化配電室監(jiān)控平臺，使5號配電室電力信息等數(shù)據(jù)，借助通信監(jiān)控主機直接傳輸?shù)街行谋O(jiān)控室，再由中心監(jiān)控室對系統(tǒng)內(nèi)部各功能分配任務(wù)，從而實現(xiàn)了配電室“無人值守”目的。

1 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計

1.1 系統(tǒng)組成

在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計過程中，主要是以移動通訊網(wǎng)絡(luò)為載體，目的就是便于對變電站等實時監(jiān)測與控制。其中，GPRS通訊模塊成為主體操作系統(tǒng)，可以結(jié)合配電室內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各領(lǐng)域應(yīng)用需求綜合分析，使系統(tǒng)終端上的信息數(shù)據(jù)及時上傳到主站，再由主站把系統(tǒng)內(nèi)的信息數(shù)據(jù)及時發(fā)送到各模塊功能中，整個操作流程較明確，還確保信息數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與效率。同時，在總體化設(shè)計環(huán)節(jié)中，還能便于工作人員對系統(tǒng)內(nèi)表面整體結(jié)構(gòu)、所包含的模塊等全部掌握，只需要考慮到各領(lǐng)域應(yīng)用需求，就可完成配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計，同時系統(tǒng)應(yīng)用效率有顯著提升。

1.2 軟件設(shè)計

從配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)整體情況分析，該系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所包括的模塊也比較多，各模塊既單獨存在，又相互影響，在系統(tǒng)實際運行環(huán)節(jié)中，還需對系統(tǒng)整體性分析。目前，最常用的檢測方式包括循檢、接收終端上報等，實時掌控系統(tǒng)運行情況，并在系統(tǒng)發(fā)生故障的第一時間發(fā)出故障報警信號，便于工作人員及時處理，從而確保配電網(wǎng)系統(tǒng)運行安全性。

1.3 硬件設(shè)計

在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的硬件設(shè)計，還需考慮到硬件系統(tǒng)內(nèi)部組成部分，因其組成部分較多，我們主要分析核心處理器、直流模擬量采集、交流模擬量采集三方面。

核心處理器，目前最常用的內(nèi)核處理器快速32位的ARM7-TDMI，主要是此類內(nèi)核處理器，其自身的功能較多，還選擇專用計量芯片，既符合配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)要求，又能對相關(guān)信息數(shù)據(jù)集中處理。

直流模擬量采集，主要就是在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，時刻掌握配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運行情況，并且還為配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)提供各項有利條件。其中就包括配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)中的變壓器工作情況，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性及信息數(shù)據(jù)傳輸安全性。

交流模擬量采集系統(tǒng)，最大的特點就是其自身優(yōu)勢，能夠?qū)嵤┍O(jiān)測系統(tǒng)電壓、電流、電量、有功功率、無功功率、頻率等情況。同時，在監(jiān)測的過程中還會產(chǎn)生相關(guān)信息數(shù)據(jù)，結(jié)合各階段所監(jiān)測到的信息數(shù)據(jù)綜合分析，便可輕松地掌握配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，還獲取到相關(guān)信息數(shù)據(jù)，突出交流模擬量采集系統(tǒng)強大功能。

2 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)拓撲

考慮到配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，我們主要從終端數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層兩方面分析。

終端數(shù)據(jù)采集層：主要就是在高壓柜上安裝2臺多功能電能表，完成1#變902，2#變903電流值采集工作，相關(guān)工作人員只需要根據(jù)系統(tǒng)所采集到的信息數(shù)據(jù)合理分析，就可以掌握其電流值大小。并且所采集到的信息為開關(guān)閉合提供重要依據(jù)。在低壓柜中安裝15臺多功能電能表，主要就是負責(zé)把采集到的電流值傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺中，由監(jiān)控平臺對后續(xù)工作控制與管理。

數(shù)據(jù)傳輸層：針對數(shù)據(jù)傳輸層分析，我們主要給出了兩種探究方案。其中，第一種探究方案，是以無線4G網(wǎng)絡(luò)傳輸為主。在通信管理機DPU100上借助4G網(wǎng)絡(luò)，把相關(guān)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)器，再由云服務(wù)器把所接收到的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心中。此外，客戶也可以借助手機APP軟件，對配電室運行情況及時查詢與掌握。

第二種探究方案，是以有線傳輸為主。在通信管理機DPU100上借助網(wǎng)連線接，使系統(tǒng)與客戶監(jiān)控中心相連接，并且還可以把所接收到的信息數(shù)據(jù)存儲到監(jiān)控中心或客戶電腦端，依然可以隨時掌控配電室運行情況。

那么在實際應(yīng)用過程中，如何合理選擇兩種方案，還需相關(guān)工作人員對兩種方案探究與分析，掌握兩種方案的優(yōu)勢與劣勢，具體如下。

第一種方案的優(yōu)勢：主要是其可以免布網(wǎng)線，所接收與傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)，可以直接存儲到云服務(wù)器中，便于客戶對配電室運行情況全面掌握；

而劣勢：考慮到手機物聯(lián)卡、云服務(wù)器空間內(nèi)、監(jiān)控室三者連接問題，還需設(shè)置一根寬帶。而客戶還需每年定期支付手機流量費用及寬帶費用，整體費用成本較高。

第二種方案的優(yōu)勢：完成網(wǎng)線布設(shè)后，只需對其一次性成本投入，就可滿足終身使用需求；

而劣勢：在網(wǎng)線布設(shè)過程中比較麻煩，無論是外在因素影響還是內(nèi)在因素影響，都會在實施過程中增加施工量。并且對在配電室運行情況掌控，只能借助監(jiān)控中心，可掌控方式及掌控面受限。

3 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)功能及特點

3.1 功能

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)功能，主要包括遙測遙信功能與綜合監(jiān)控功能。其中，遙測遙信功能，需分別從遙測、遙信兩方面分析：遙測主要功能就是電流值；而遙信主要功能是高壓柜開關(guān)合分閘。此外，綜合監(jiān)控功能，主要包括值班監(jiān)控功能、實時數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警預(yù)警功能、統(tǒng)計報表分析。

值班監(jiān)控功能：主要優(yōu)勢就是為值班人員提供便捷工作方式，能夠?qū)ε潆娛疫\行情況24h遠程掌控。

實時數(shù)據(jù)查詢：主要負責(zé)監(jiān)測配電室各設(shè)備電流、電壓、功率等參數(shù)。

歷史數(shù)據(jù)查詢：依據(jù)配電室運行需求，可對以往運行信息數(shù)據(jù)查詢，結(jié)合各階段運行信息數(shù)據(jù)對比分析，可調(diào)整配電室運行方案。

3.2 特點

采用“分層分布式”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，目的就是為工作人員對系統(tǒng)維護、擴展等提供便捷。

采用“B/S”體系結(jié)構(gòu)，拓展配電室運行監(jiān)測渠道，如：瀏覽器、手機APP等。

采用“層次化、模塊化”設(shè)計，增強系統(tǒng)內(nèi)各模塊協(xié)作性與影響性。

4 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控平臺功能

4.1 監(jiān)測系統(tǒng)用電情況

通過監(jiān)測平臺對系統(tǒng)用電情況監(jiān)測，主要包括：電度、電流、電壓、功率等。

4.2 系統(tǒng)故障警報

在配電室系統(tǒng)內(nèi)部運行過程中，監(jiān)測中心可以根據(jù)系統(tǒng)運行情況，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會第一時間發(fā)出故障警報，為維護工作人員提供信號，并及時處理。

5 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐價值

5.1 管理效率顯著提升

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐價值，是以其創(chuàng)新設(shè)計為基礎(chǔ)前提，能夠在實施過程中注重系統(tǒng)監(jiān)控及管理，免去現(xiàn)場巡查工作環(huán)節(jié)，可借助監(jiān)控中心、電腦及相關(guān)軟件等，就可實施掌握配電室整體情況，在管理效率方面有顯著提升。

5.2 管理成本顯著降低

因?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，減少不必要的工作環(huán)節(jié)，使組織隊伍更完善，有效降低人力成本，使配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)在實踐應(yīng)用過程中，整體成本費用顯著降低。

5.3 管理方式便捷

因配電室管控方式創(chuàng)新，對其檢測渠道拓展，滿足遠程檢測與管理需求，實現(xiàn)移動監(jiān)控創(chuàng)新目標，從而降低配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐中的安全風(fēng)險。

6 結(jié) 語

經(jīng)過上述文章中對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實踐應(yīng)用情況分析，使我們了解到，對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)新，是一項必要工作，也成為供電部門創(chuàng)新發(fā)展趨勢。借助先進技術(shù)、完善基礎(chǔ)設(shè)施、增強系統(tǒng)功能等，實施監(jiān)控與管理配電室運行情況，從而提升管理效率、降低成本費用與安全風(fēng)險。