0 引言

配電房在配電網(wǎng)中承擔(dān)著傳輸,、分配電能的重要任務(wù),，是連接配電網(wǎng)和用戶的重要組成部分。配電房的穩(wěn)定,、可靠運(yùn)行不僅直接影響配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性,，而且關(guān)系到用戶的用電質(zhì)量。隨著智能配電網(wǎng)建設(shè)工作的深入開(kāi)展,，對(duì)配電房運(yùn)行可靠性和信息化水平也提出了更高的要求,。但是，目前配電房運(yùn)維管理的水平相對(duì)較低,，因此有必要在配電房中引進(jìn)基于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）,、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等新興技術(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng),，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,，深入挖掘各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的價(jià)值,，降低配電房的運(yùn)維成本，提高配電房的管理水平,，從而更好地配合智能電網(wǎng)的建設(shè),。

1 配電房運(yùn)維管理存在的問(wèn)題

（1）配電房的環(huán)境監(jiān)控程度*監(jiān)控范圍不足，無(wú)法進(jìn)行*的故障定位分析,；

（2）配電房檢查主要依靠人工定期巡檢,，不僅工作效率低，而且難以*時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,，存在巡檢盲區(qū),；

（3）配電房地域分布廣泛，內(nèi)部有大量電氣設(shè)備,，存在觸電,、SF6中毒等風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法在存在人身安全威脅時(shí)發(fā)出警告,；

（4）配電房的設(shè)備數(shù)量越來(lái)越多,，功能日益復(fù)雜，對(duì)巡檢人員的數(shù)量和技能的要求越來(lái)越高,，導(dǎo)致人力成本不斷增加,；

（5）缺乏對(duì)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)*監(jiān)控和在線可視化資料的支撐，無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)程操作,，自動(dòng)化水平難以提高,；

（6）目前配電房的功能結(jié)構(gòu)、設(shè)備條件,、安全設(shè)置難以滿足微電網(wǎng),、分布式能源、充電樁等新興業(yè)務(wù)擴(kuò)展的需求,。

2 智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)整體建設(shè)方案

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行,、環(huán)境、安防等狀態(tài)自主監(jiān)測(cè)的功能,。同時(shí),，監(jiān)控系統(tǒng)可以基于對(duì)采集到的狀態(tài)信息進(jìn)行深層次分析，從而實(shí)時(shí),、準(zhǔn)確地反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),、環(huán)境和安防狀況，并且能夠識(shí)別,、判斷異常狀態(tài),，依據(jù)事件的不同級(jí)別發(fā)出預(yù)警。此外，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)聯(lián)動(dòng)控制,，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)*定范圍內(nèi)的環(huán)境變化,、設(shè)備狀態(tài)改變、無(wú)授權(quán)操作等異常事件自動(dòng)進(jìn)行管控,，防止事件升級(jí)惡化,。對(duì)于超范圍的事件，*時(shí)發(fā)出警報(bào),，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行*分析,，定位故障位置，生成維修策略,，在減少人力成本的同時(shí),，保證配電房穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行,。

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)整體上應(yīng)該按照,、可靠性、安全性,、可擴(kuò)展性原則,，與各監(jiān)測(cè)執(zhí)行子系統(tǒng),、數(shù)據(jù)傳輸儲(chǔ)存系統(tǒng),、數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)等具有信息流通交互的能力。以安全授權(quán)為前提,，系統(tǒng)采用開(kāi)放性結(jié)構(gòu)和模塊化集成方式,，設(shè)置多種硬件標(biāo)準(zhǔn)接口，支持功能模塊的靈活配置,，在不影響系統(tǒng)原有功能的前提下,，滿足系統(tǒng)功能升級(jí)的需求。其中,，數(shù)據(jù)分級(jí)管理可以實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳云平臺(tái),，異常數(shù)據(jù)優(yōu)先處理，既保證數(shù)據(jù)的安全,，又提高數(shù)據(jù)的分析效率,。組成系統(tǒng)的硬件和軟件均符合行業(yè)應(yīng)用的主流方向，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足智能配電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展需要,。監(jiān)控系統(tǒng)整體方案如圖1所示,。智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)主要包括智能配電房監(jiān)控平臺(tái)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),、智能監(jiān)控主機(jī)（MTU）,、各監(jiān)測(cè)*執(zhí)行子系統(tǒng)四大模塊。

圖1智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)總體方案圖

2.1智能配電房監(jiān)控平臺(tái)

智能配電房監(jiān)控平臺(tái)是*個(gè)基于IoT、云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)而來(lái)的IoT聯(lián)接管理平臺(tái),，具有彈性伸縮、智慧管理,、安全可靠,、數(shù)據(jù)共享的特點(diǎn)。

**,，彈性伸縮,。智能配電房監(jiān)控平臺(tái)簡(jiǎn)化了各種復(fù)雜設(shè)備接口，使多種終端設(shè)備能夠快速接入,，同時(shí)通過(guò)與移動(dòng)終端進(jìn)行無(wú)線連接,，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)交互、靈活監(jiān)控,，具有強(qiáng)大的開(kāi)放能力,，可以快速實(shí)現(xiàn)各種IoT功能應(yīng)用。

*二,，智慧管理,。智能配電房監(jiān)控平臺(tái)是集智慧綜合監(jiān)測(cè)治理*重大突發(fā)事件預(yù)告預(yù)警于*體的智慧管理平臺(tái)，其利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)所采集的設(shè)備和環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析,，對(duì)配電房設(shè)備和環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行判斷,，對(duì)異常狀況自動(dòng)發(fā)出預(yù)警。針對(duì)*般異常事件,，通過(guò)短信,、App即時(shí)信息等方式通知相關(guān)負(fù)責(zé)人，并按照預(yù)設(shè)程序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),，維持設(shè)備和環(huán)境狀態(tài)穩(wěn)定,；針對(duì)重大故障，同時(shí)通知相關(guān)負(fù)責(zé)人和主管領(lǐng)導(dǎo),，在按預(yù)定程序維持設(shè)備穩(wěn)定的同時(shí),，通過(guò)分析運(yùn)行日志，定位故障位置,，并給出維修策略,。

*三，安全可靠,。在設(shè)備安全方面,，設(shè)備的操作*經(jīng)過(guò)授權(quán)驗(yàn)證，根據(jù)需要自動(dòng)生成新設(shè)備的接入策略,，并通過(guò)權(quán)限認(rèn)證方可允許新設(shè)備接入,。在數(shù)據(jù)安全方面，數(shù)據(jù)信息嚴(yán)格保密傳輸，根據(jù)保密協(xié)議和用途,，確定不同人員對(duì)數(shù)據(jù)的不同操作權(quán)限,，并將重要數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至云平臺(tái)備份。

*四,，數(shù)據(jù)共享,。智能配電房監(jiān)控平臺(tái)提供多種API接口，能夠靈活對(duì)接4A系統(tǒng),、GIS系統(tǒng),、上層電網(wǎng)系統(tǒng)等數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的綜合應(yīng)用,。

2.2數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸包括傳感器,、執(zhí)行子系統(tǒng)與MTU之間的信息傳輸以*MTU與智能配電房監(jiān)控平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信。各傳感器將監(jiān)測(cè)到的各種數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線,、RS232/485異步傳輸?shù)确绞絺鬏?/span>到MTU,，按IoT協(xié)議將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)內(nèi)部的通信域中,。由此,，智能配電房監(jiān)控平臺(tái)可以在通信域中獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)分析數(shù)據(jù),、顯示結(jié)果,、反向通信，為管理終端提供數(shù)據(jù)服務(wù),。

2.3 MTU

MTU是智能配電房信息處理的*,，主要由主機(jī),、備用電源管理系統(tǒng),、網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)（NVR）組成。監(jiān)控主機(jī)*方面基于IoT采用無(wú)線公網(wǎng),、光纖等多種通信方式與智能配電房監(jiān)控平臺(tái)通信,，另*方面為智能配電房?jī)?nèi)各個(gè)傳感器*執(zhí)行控制元件提供網(wǎng)關(guān)，具備多路信息同時(shí)輸入輸出功能,，實(shí)現(xiàn)配電房?jī)?nèi)狀態(tài)信息采集,、傳輸以*各子單元間的聯(lián)動(dòng)。備用電源系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)智能配電房?jī)?nèi)相關(guān)子系統(tǒng)的電源管理,，保證供電穩(wěn)定,，并能在MTU、環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)等重要系統(tǒng)失去外部電源時(shí),，*時(shí)投入供電,，保證特定子系統(tǒng)持續(xù)正常工作。NVR配置大容量硬盤(pán)，支持對(duì)多路網(wǎng)絡(luò)視頻的存儲(chǔ)和回放,，并可以通過(guò)光纖和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與智能配電房監(jiān)控平臺(tái)通信,。

2.4物聯(lián)監(jiān)測(cè)*執(zhí)行子系統(tǒng)

物聯(lián)監(jiān)測(cè)*執(zhí)行子系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集配電房設(shè)備運(yùn)行和環(huán)境參數(shù)，并通過(guò)MTU將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄芘潆姺勘O(jiān)控平臺(tái),，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房狀態(tài)的*智能化監(jiān)控,，包括環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè),、安防*視頻子系統(tǒng),。

環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)主要由環(huán)境溫濕度、氧氣,、臭氧,、SF6、煙霧,、水浸等傳感器組成,，傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由MTU讀取，然后根據(jù)預(yù)設(shè)值,，啟動(dòng)風(fēng)機(jī),、除濕機(jī)等執(zhí)行系統(tǒng)，使環(huán)境異常參數(shù)恢復(fù)正常,，同時(shí)將環(huán)境參數(shù)上傳至智能配電房監(jiān)控平臺(tái),，對(duì)異常值發(fā)出報(bào)警。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要由變壓器進(jìn)出線測(cè)溫,、變壓器熱成像測(cè)溫,、開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)等部分組成，測(cè)溫,、熱成像,、局部放電等傳感器將采集到的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)MTU上傳至智能配電房監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析,，并識(shí)別異常情況,，然后通過(guò)聯(lián)動(dòng)控制排除異常，定位故障,，通知運(yùn)維人員采取*措施,。

安防子系統(tǒng)通過(guò)配電房?jī)?nèi)的紅外入侵探測(cè)器監(jiān)測(cè)安全狀況，并將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)MTU上傳至智能配電房監(jiān)控平臺(tái),，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù),、圖像分析識(shí)別安全狀況異常，對(duì)非法入侵發(fā)出聲光報(bào)警,，并通知相應(yīng)區(qū)域安全負(fù)責(zé)人,。

視頻子系統(tǒng)通過(guò)安裝在配電房?jī)?nèi)的紅外球形攝像機(jī)監(jiān)控配電房?jī)?nèi)的安防和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),，正常情況下對(duì)配電房?jī)?nèi)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)循環(huán)錄像，出現(xiàn)異常情況時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)抓拍,，并將數(shù)據(jù)通過(guò)MTU上傳至智能配電房監(jiān)控平臺(tái)儲(chǔ)存,。此外，運(yùn)維人員可以通過(guò)智能監(jiān)控平臺(tái)控制視頻監(jiān)控子系統(tǒng),，對(duì)特定區(qū)域,、儀表進(jìn)行查看。

3 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏,、通訊管理機(jī),、UPS電源,、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（云臺(tái)球機(jī),、槍機(jī)）,、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（溫度,、濕度、水浸,、煙感）,、控制子系統(tǒng)（燈光,、空調(diào),、除濕機(jī),、風(fēng)機(jī)、水泵）,、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)（讀卡器,、開(kāi)門按鈕、磁力鎖）,、安防監(jiān)控子系統(tǒng)（雙鑒檢測(cè)器）,。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于軌道交通，工業(yè),，建筑,，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV*以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì),、施工和運(yùn)行維護(hù),。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息,，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息,。

3.4.2數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中,，可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線,。

3.4.4運(yùn)行報(bào)表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表,。

3.4.5實(shí)時(shí)告警

具有實(shí)時(shí)告警功能,，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸?、有害氣體,、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

3.4.6歷史事件查詢

能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯,、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析,。

3.4.7用戶權(quán)限管理

設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,，可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼*操作權(quán)限,。

3.4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.4.9遙控功能

可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作,。

3.5系統(tǒng)硬件配置

4 結(jié)語(yǔ)

建設(shè)智能配電房是發(fā)展智能電網(wǎng)的重要組成部分。文章通過(guò)分析智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)整體建設(shè)方案,，不僅向大眾展示了目前智能配電房的發(fā)展?fàn)顩r,，而且表明了智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)配電房的智能化升級(jí)改造具有至關(guān)重要的作用，這對(duì)未來(lái)智能配電房的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)作用和參考價(jià)值,。

參考文獻(xiàn)：

.       韓鵬.城市智能配電通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)方案研究[D].濟(jì)南:山東大學(xué),2018.

.       張敏,方健,尹曠,楊帆,林翔,何嘉興.智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)研究.

.       安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.