淺談基于無線物聯網的智能配電監(jiān)控系統設計應用

摘要：闡述基于電力物聯網的智能配電監(jiān)控系統的特點，探討物聯網結構及其關鍵技術，電力物聯網下的智能配電監(jiān)控系統設計，包括整體結構設計、硬件和軟件系統設計。

關鍵詞：電力物聯網；配電監(jiān)控系統；物聯網結構

0引言

隨著信息時代的到來，建設智能配電網監(jiān)控系統開始具有了更強的可行性，本文結合相關理論，進行了電力物聯網下的智能配電房監(jiān)控系統設計，相信能夠在一定程度上降低巡檢頻率、減少維護成本、提升運維管理綜合質量。

1研究背景

基于電力物聯網的智能配電監(jiān)控系統的特點。

智能配電房監(jiān)控系統設計要求。智能配電房監(jiān)控系統的根本任務是，對整個配電房的相關數據信息進行監(jiān)控，實時呈現現場實際運行狀況，為配電網安全運行提供重要保障，避免由于設備狀態(tài)問題導致各種安全事故發(fā)生。從整體角度來看，智能配電房監(jiān)控系統設計要求如下：（1）監(jiān)測數據指標的全面性。該系統應當能夠實現對配電房內部主要運行數據的監(jiān)測與監(jiān)控，主要包括溫度數據、局部放電數據、門狀態(tài)數據、濕度數據等內容，幫助技術人員更好的判斷配電房的實際工作狀態(tài)，并保障其長期、可持續(xù)運行。（2）安全性。該系統需要承擔信息傳輸工作，因此，系統應當具有較強的安全性，同時，還應當建設配套的安全管理機制，以保證信息安全。（3）智能性。這是智能配電房監(jiān)控系統設計的根本要求，智能性應當表現在多個方面，包括數據指標監(jiān)測智能性、數據指標分析智能性、處理執(zhí)行智能性等，綜合來看，該系統應當能夠在減少大量人力資源支持的基礎上，滿足配電房遠程智能化運維管理工作需求。

物聯網結構及其關鍵技術。物聯網是在互聯網基礎上誕生的一種新型信息技術，其基本含義為物物相連的互聯網。其含義主要表現為，（1）物聯網是在互聯網基礎上延展而來的網絡，（2）物聯網延展到了現實世界，能夠通過傳感器實現物品與物品之間的信息交換與通信。物聯網主要由感知互動層、網絡傳輸層、應用服務層三個層級組成。其中，感知互動層是基礎的層級，其功能為數據的初步獲取，其內部主要設備包括各種傳感設備、其他外圍設備共同組成，其關鍵技術包括測量技術、半導體技術、光學技術等。網絡傳輸層主要承擔網絡信息傳輸、提取任務，主要結構包括移動數據、藍牙、光纖等，其關鍵技術包括Web技術、ZigBee技術等。應用服務層主要結構包括本地主機、控制器、物聯網中間件、物聯網應用平臺，該層級主要依托計算機、軟件進行數據處理，其關鍵技術為云計算技術。

2基于電力物聯網的智能配電監(jiān)控系統設計

2.1整體結構設計

在電力物聯網技術基礎上，本文提出了智能配電房監(jiān)控系統設計方案。探討整體結構設計，電力物聯網下的智能配電房監(jiān)控系統設計整體結構由智能設備、傳輸線路、集成監(jiān)控主機三個核心設備組成，其主要結構如圖1所示。

圖1 電力物聯網下的智能配電房監(jiān)控系統整體結構

根據圖1中內容可知，電力物聯網下的智能配電房監(jiān)控系統采取了集中管理、分散控制的思路進行設計，能夠同時滿足集中管控、數據安全等設計需求，本文從軟件、硬件系統兩方面對其具體設計內容進行闡述與分析。

2.2硬件系統設計

電力物聯網下的智能配電房監(jiān)控系統硬件系統主要包括集中監(jiān)控主機、低壓配電柜監(jiān)控設施、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水檢測器、紅外探測器、監(jiān)控攝像機幾種設備類型。（1）集中控制主機。該設備包括串口通信、AI/DI、以太網接口，能夠實現運行環(huán)境的數據采集、控制工作，現場采用機架式無風扇工控機，能夠保證系統運行、維護安全。（2）低壓配電柜監(jiān)控設施。該硬件采用遠程電源管理控制器，連接抽屜柜、配電柜，具體連接方式為485接口連接，采用SNMP等通信實現數據讀取，使用以太網接口連接控制器、監(jiān)控環(huán)網。（3）溫濕度傳感器、煙霧檢測器、漏水檢測器、監(jiān)控攝像機均采用市面主流的相關設備。其中，煙霧傳感器選擇光電煙感，能夠實現監(jiān)控區(qū)域火災情況的實時監(jiān)控與告警。漏水檢測器采用直流12V電源供電，在實踐中具有較強的可行性與應用便捷性。監(jiān)控攝像機采用高像素且具有移動報警功能的網絡攝像頭，能夠實現對配電房區(qū)域的實時、動態(tài)監(jiān)控。（4）紅外探測器能夠防止非法入侵，是整個硬件系統的核心內容，本文所采用的紅外探測器相關數據如表1所示。上述諸多硬件設備是整個系統功能正常發(fā)揮的重要依仗，能夠幫助系統實現基礎數據的高效收集，采集到的信息會通過局域網上傳到中控室服務器，從而為后續(xù)工作流程提供必要的數據支持。

表1 紅外探測器指標數據

2.3軟件系統設計

電力物聯網下的智能配電房監(jiān)控系統軟件系統負責對監(jiān)控服務器采集到的數據進行集中處理，并將數據統計結果顯示在界面上，為技術人員提供直觀的現場運行狀態(tài)展示。同時，該軟件系統還應當具備權限管理、報警管理、日志管理等功能。最后，該系統還需要支持SNMP、Modbus等協議，能夠為后續(xù)二次開發(fā)提供技術支持。

部分功能的具體實現思路如下：（1）電子地圖模式直觀展示隧道配電房位置、配電柜位置、抽屜柜位置等，技術人員只需要在地圖上選擇配電房即可進入配電房進行整體巡查，選中某個配電柜可以實現配電柜電流、電壓相關數據的查詢。（2）該軟件系統上存在系統日志、報表模塊，技術人員可以通過查詢相關模塊，了解設備的具體運行情況。（3）監(jiān)控系統模塊。技術人員在該軟件上，能夠隨意選擇聯動設備，并進行遠程操作，例如，當系統檢測到溫度達到設定值時，會通知技術人員，技術人員可以遠程操作排風扇執(zhí)行降溫操作，進而實現對設備的有效保護。

3 Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數據服務。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監(jiān)測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現供配電監(jiān)控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設備運行（包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現從能源數據采集、過程監(jiān)控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報表：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

預付費看板

充電樁管理

通過物聯網技術，對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

智能照明

智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區(qū)域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數據監(jiān)測，也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節(jié)能減掛的效果。

監(jiān)控頁面

安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實現時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患于未然”的目的。

智慧消防

通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。原先針對“九小場所”和危化品生產企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統化”、用電管理“精細化”的實際需求。

（5）系統硬件配置

4結語

當前我國民眾生活水平逐漸提升，電力網絡建設逐步深入，在這一時代背景下，配電網智能化建設愈發(fā)重要。本文結合物聯網技術，進行了智能配電房監(jiān)控系統設計，從整體、細節(jié)層面對設計策略進行了綜合分析，相關單位可以適當結合本文的研究內容，進行配電房智能化設計，希望能夠推動相關事業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

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