具有邊緣計算功能的智能溫濕度控制器在變電站端子箱的應用研究

朱少波 吳基健

摘要：對于變電站的電力設備非電量和運行環境監測，如：端子箱溫濕度微環境監控等還存在不少監測的空白和不足，后期無統一標準建設的項目，形成了一個個信息孤島，不能及時獲取溫濕度信息，不能回溯歷史溫濕度信息，不能及時判斷防潮除濕設備故障，現變電站端子箱存量在用不具有邊緣計算功能的常規溫濕度控制器不能集中管理測控防潮除濕設備，這與狀態檢修、狀態監測、微環境監控的運維需求是存在很大的矛盾。

關鍵詞：邊緣計算;溫濕度;控智能制器;端子箱;集中測控管理

1現變電站端子箱存量在用不具有邊緣計算功能的常規溫濕度控制器存在的問題。

⑴相關溫濕度數據信息獲取不及時。⑵防潮除濕裝置故障需到現場檢查才能發現，班組巡視工作量大。⑶分散管理，控制方式和參數設置非常不便。

2現狀分析

⑴端子箱內除濕設備配置不合理;定值設置不合理、無定值額差造成設備頻繁啟動，增加能耗和損害設備壽命，且修改定值需要到達現場打開箱門操作。⑵端子箱內除濕設備協同工作或相互備用進行智能協調;故障檢測不全面，無法支撐狀態檢修;沒有數據分析應用。⑶端子箱在站內分布較為分散，人工巡維檢查時間長，效率低下。

3、具有邊緣計算功能的智能溫濕度控制器在變電站端子箱的應用研究設計方案

通過信息化手段，解決全站電力設備溫濕度監測的信息采集和傳輸問題，開發具有邊緣計算功能的智能溫濕度控制器;提升管理方式，建立巡維中心的變電站端子箱濕度集中測控管理建設標準，實現集中測控管理標準化，減少重復投資和低水平建設，顯著提高經濟效益。

3.1設計出符合變電站端子箱內安裝的邊緣計算功能的智能溫濕度控制器

研究智能監控系統的總體結構，詳細確定應用層、傳輸層、設備層（間隔層）的配置要求，達到應用層需求清晰、傳輸層兼容各種有線/無線傳輸方式和統一協議，運行穩定、設備層數據采集目標明確，控制模塊和傳感器成熟可靠，滿足高電壓大電流環境的電磁兼容要求和高溫高濕運行要求。

3.2研究出適合變電站電氣設備適用邊緣計算功能的智能溫濕度控制器關鍵技術。

具有邊緣計算功能的智能溫濕度控制器的控制邏輯設計按如下步驟實現：①邊緣計算判定濕度越限→②判定除濕設備投入1→③邊緣計算判定單獨工作時間 →④濕度變化率判定→⑤ 判定除濕設備投入2→⑥濕度變化率判定→⑦邊緣計算判定單獨工作時間→⑧判定除濕設備投入3→⑨端子箱運行（溫濕度）微環境達標，見圖1。

當測控設備區內端子箱內的濕度高于預設門限時按邊緣計算法屬于濕度越限，啟動除濕設備投入1;若除濕設備投入1 啟動后，啟動濕度斜率控制，濕度斜率=濕度調整變化量/濕度調整時間。若濕度斜率低于設置溫升斜率值或超過除濕設備投入1單獨工作時間（按360秒計算）濕度未達到額定值以下，啟動除濕設備投入2（按300秒計算）。箱內濕度仍高于濕度門限，啟動除濕設備投入3;在除濕過程中，若濕度下降到預設的濕度門限，進入除濕結束判定停止所有除濕設備投入。工作流程圖見下圖2。

⑴研究基于物聯網技術的在線測控新技術的應用。⑵研究基于邊緣計算技術的智能測控新技術的應用。⑶具有組網簡單可靠，集中監控與個體智能自主運行相結合的應用價值。⑶開發出變電站邊緣計算功能的智能溫濕度控制器集中管控全站電力設備的溫濕度數據，解決站場內各個分散獨立端子箱內控制器的相互連接和數據融合共享問題;同時具有多種通信方式與系統平臺進行通信。

4應用研究實際效果

把邊緣計算功能的智能溫濕度控制器部署在變電站站場端子箱內的，能夠通過RS485能夠連接除濕機、溫濕度傳感器，同時通過繼電接口啟動多塊加熱板。監控設備區內的端子箱已安裝的具有邊緣計算功能的智能溫濕度控制器內置無線Zigbee通信模塊，能夠相互間自主組網經協調器網關融入到端子箱智能測控服務器（控制后臺）達到監測+智能控制網絡化三維一體的端子箱智能集中測控的應用效果。部分應用模塊圖表見圖3、圖4

5結論

通過現場實際部署的具有邊緣計算功能智能溫濕度控制器能實行智能一體化分散測控和集中管理，提高電網（端子箱）設備和狀態檢測的智能化、信息化水平，實現了實物資產的精益化管理。依托電網運檢智能化分析管控系統實現多源數據集成分析，推進現代信息通信技術、智能控制技術與運檢專業的深度融合，設備狀態管控能力得到進一步加強，電網安全運行水平得到進一步提升。以智能化應用優化業務流程，有效完善運維專業人力資源配置，提高“單兵作戰”和“協同作業”的效率，進一步提升了“大檢修”扁平化組織架構的運行效率;通過遠程指揮、專家支撐決策，實現生產現場的“置前管理”，有效集約了優勢運維資源;強化了對生產現場的管控。

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