淺談基于無線物聯網的智能配電監控系統設計應用

　更新時間：2024-04-09　點擊量：672

摘要：闡述基于電力物聯網的智能配電監控系統的特點，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控系統的特點。

智能配電房監控系統設計要求。智能配電房監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，避免由于設備狀態問題導致各種安全事故發生。從整體角度來看，智能配電房監控系統設計要求如下：（1）監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測與監控，主要包括溫度數據、局部放電數據、門狀態數據、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，并保障其長期、可持續運行。（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，包括數據指標監測智能性、數據指標分析智能性、處理執行智能性等，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控系統設計整體結構由智能設備、傳輸線路、集成監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控系統硬件系統主要包括集中監控主機、低壓配電柜監控設施、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、監控環網。（3）溫濕度傳感器、煙霧檢測器、漏水檢測器、監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，能夠實現監控區域火災情況的實時監控與告警。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。監控攝像機采用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域的實時、動態監控。（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揮的重要依仗，能夠幫助系統實現基礎數據的效收集，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控系統軟件系統負責對監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。后，該系統還需要支持SNMP、Modbus等協議，能夠為后續二次開發提供技術支持。

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數據服務。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、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、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、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測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測'、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，提工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

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，優化能源介質平衡、有效利用能源，提能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。