開閉所配電室智能監控系統

配電室監控系統

集中管控

為配電室安裝必要遠程電力儀表和相關傳感設備，將配電室所有相關數據通過邊緣端物聯網關接入至云系統集中管理，用戶可實時查看配電房的相關電力數據、負荷情況、能耗情況等，幫助用戶及時了解各設備耗能情況。同時與現有配電室視頻監控系統進行集成，對配電室進行、多角度集中管控。

電力安全管理

幫助用戶完成配電室安全管理，及時準確找到故障原因，提高四個工序配電室應急響應效率。對全廠用電負荷進行全天24小時電力運行實時監測；實時監測重點開關分合狀態，結合高低壓母排、高壓刀閘、進線開關重點部位溫度信號，監控配電室電氣設備安全，實現告警實時化，提高環境預警能力；提供故障告警的準確定位，提高響應效率。

智能配電管理系統通過實現配電室工業物聯網來提供多項數據顯示、分析、決策支持服務，實現對配電室的統一數字化管理運維。工業物聯網方面，在每個配電室設置邊緣端物聯網關，通過modbus rtu協議采集本配電室內的智能電表、狀態傳感器、動環傳感器等實時數據。數據在物聯網關處進行匯聚后再通過4G網絡將數據匯總至云端服務器中。智能配電管理系統主要由智慧能源運維管理、移動端管理、可視化決策支持三大功能模塊組成。

針對配電室的日常安全運行管理，主要是對配電室正常運行和事故狀態進行實時監控，對關鍵測點溫度數據、變壓器數據、環境數據、電力儀表數據等進行采集處理分析，并對事件進行報警記錄，實現配電室全天24小時不間斷的安全運行監管。

基礎系統架構

根據用戶需求分析，我司對用戶的系統建設提供如下方案，系統從工業互聯網云系統的頂層設計角度搭建，采取分步實施的步驟實現，根據不同階段的用戶需求，不斷完善系統上的基于安卓版本的APP 應用。

系統架構如下：

系統整體架構為微服務架構，系統各個模塊采用統一的接口標準，各個子系統可以動態加載到整個集成系統，各個系統間通過通訊中間件系統完成交換信息，來實現系統聯動和信息的共享。系統采用B/S架構，支持跨系統（Windows、Linux 部署），支持私有云、公有云隨意部署，支持單機、集群以及分布式部署，具備良好的擴展性。

系統采用*的工業互聯網系統架構，系統由數據采集層、物聯網系統層、應用服務層三個部分組成。

數據采集層：主要完成對來自不同設備的各種數據采集、數據清洗、數據轉發等工作。數據采集層由邊緣計算網關和虛擬網關軟件構成，可以根據不同的采集要求以及現場設備情況選用。邊緣計算網關內置各種工業接口協議，包括Modbus、OPC UA、電力規約、MQTT等，與主要工業設備廠商西門子、ABB、施耐德等公司的設備都提供接口協議。邊緣計算網關支持485接口、CAN總線、以太網、4G/5G等各種物理接口。虛擬網關軟件部署在服務器上，可以與系統軟件部署在一起，也可以單獨部署在接口服務器上，完成快速數據采集。虛擬網關軟件同樣支持各種協議包括Modbus、OPC UA、電力規約、MQTT等，同時具備通過數據庫、文件采集、web service、用戶自定義采集等多種數據采集方式。

通物聯網系統層：物聯網系統層完成數據清洗、數據集成、數據計算、數據存儲等數據集成功能，將采集來的數據封裝后，通過接口提供給其他系統或者應用使用。

應用服務層：應用服務層主要是根據用戶業務需求，提供各種類型的應用APP包括設備管理、能源管理、運維管理、智能分析等各個子應用，這些應用可以是基于系統自帶的應用開發系統開發的系統，也可以是通過API 接口使用系統提供數據的其他第三方應用包括ERP、PLM、MES等，也可以是其他工業大數據系統、工業智能分析系統等。

項目實施方案

本項目在廠區集控中心建設一套基于我司的智能管控系統的基礎上開發定制的電力運維云系統，該系統部署在本地的物理服務器上，也可以部署在阿里云等公有云上。電力運維云系統采用基于工業互聯網系統的融合架構設計，具備統一的系統管理應用，實現參數配置管理、權限管理、日志管理、數據管理和接口標準管理，實現在線監控數據管理，具備通過智能網關采集電力設備運行狀態和參數、環境、安防、消防狀態檢測數據，實現配電場所的設備在線監測、環境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災、水位、粉塵、噪聲、震動、防小動物等信息的采集和告警，電力環境調控機、風機、空調、除濕機、燈光等設備的控制管理等。

系統組網架構

系統配置說明

電力運維云系統滿足本次招標文件中要求的對多個配電室內的智能電表、狀態傳感器、動環傳感器等實時數據的遠程數據實時采集、集中管控、智能告警、智能運維的基本功能，并具備擴充能力，可以接入更多的配電室，而無需增加軟件費用。

系統支持二次開發能力，當用戶有新的功能需要增加時，系統可以快速適應，快速實現。

系統主要功能

智慧運維大屏幕

我司將根據項目實際需求，定制一款智慧電力運維大屏幕頁面，在頁面上統一展示用戶關心的各種匯總數據，包括配電室的運行數據、辦公樓的用能數據、配電室的各種環境數據、一次接線圖、運行的變壓器的實時運行數據包括包括站點位置、數量、報警數量、用電量、重點用能設備指標等分項、匯總信息。

系統內置多組大屏展示頁面，（系統/區域/站點/能源管理/事件告警等），適合在集控中心使用。大屏可定制。大屏提供基于電子地圖的區域內的所有站點位置、運行狀態、運行數據的可視化展示，以及各種數據的統計，讓用戶從宏觀的角度直觀監控運維項目。大屏可以定制多面，從不同維度，不同角度展現工廠、設備、配電室、告警等數據，并可以結合數字孿生技術，利用三維地圖、3D建模、BIM 技術，將各種數據實時可視化展示，各種數據聯動分析，一鍵直達數據層，實實在在的看到最真實的數據。

全局監控、實時監控

基于地圖的站點全信息展示，在地圖上顯示出各個站點的信息，包括總站點數量及各站點運行狀態、站點項目數目與具體位置、報警信息與事件列表；具備地圖的站點全信息展示,在地圖上顯示出各個站點的信息,包括總站點數量及各站點運行狀態、站點項目數目與具體位置、報警信息與事件列表，能夠基于三維環境實現對各類電氣設備的管理功能。

配電室實時監測

我司基于WEB組態思想和BI技術，用戶可在數分鐘內設計一個專屬的站點看板；實時監測數據展示，對站點用電數據實時監測，并對用電數據進行統計及趨勢分析。

1）實時數據監測

通過WEB自定義配置功能，配置項目從整體、到局部的站點數據統計和分析，實時數據監測、視頻數據等功能；

2）設備運行狀態，實時數據值和開關狀態。

利用智能數據采集終端，采用4G/5G組網技術，實時將分布在各地的變壓器設備的實時運行數據送到集團控制中心，從而做到一屏在手，全國設備狀態盡收眼底。監測系統數據包括不限于：變壓器能耗、線電壓、相電壓、相電流、功率、功率因數、頻率、諧波、泄露電流、零序電流、溫度、濕度、氣體濃度等；

3）2D/3D組態（3D部分可選）

系統支持2D/3D組態功能，可以在線編輯用戶站點電氣系統圖，具備變電站3D模型常用模型圖（特殊模型需定制）。系統支持與BIM 系統對接，支持BIM 模型輕量化功能以及實時數據關聯功能，讓客戶能夠通過B/S方式瀏覽BIM模型。電氣系統圖與現場設備實時關聯，實時在電氣圖上反饋設備數據采集狀況。

4）環境動態監測

系統數據監測功能可以接入各種設備，包括配電房數據監測、空調數據監測、照明數據監測、熱泵數據監測、電機數據監測、工業高耗能設備數據監測、網關通訊狀態監測等。

本次接入監測類型如下

溫濕度監控

支持配電房溫濕度數據監測，接入溫濕設備后，用戶可隨時隨地查看配電房的溫濕度情況及歷史曲線，當溫濕度超過預定限值時，系統后臺將會彈出警報，幫助管理人員及時處理異常。

電氣接頭測溫

對于變壓器、開關柜斷路器上下觸頭壓接點、母排或出線電纜壓接點等重要位置，安裝對應有效的測溫感知原件以檢測配電系統運行溫度數據；對配電柜周圍環境溫度予以檢測。

分布式光纖測溫

分布式光纖可對電力電纜的運行狀態進行在線監測，實時掌握線路的運行狀態，有效監測電纜在不同負載下的發熱狀態，提高對電纜的管理水平；可對電纜溝、夾層內的火情隱患進行監測和報警，識別電力電纜的局部過熱點，提前發現電纜故障并進行預警，預防事故的發生；根據溫度可確定電纜的負荷變化，合理地配置負荷，擴大現有電纜的容量，增加電纜的工作壽命。

針對實際，在分布式光纖測溫方面使用1米分辨率的測溫主機，采用阻燃金屬鎧裝62.2/122的多模感溫光纖對配電室的電纜夾層/電纜溝溫度進行監測，并通過分區配置，區分不同電纜橋架的位置、層數等信息(參考山旭光電的光纖測溫界面）。光纜在配電室室內電纜夾層（橋架）、電纜溝中采用S型敷設，用扎帶綁在橋架上。

信息集成方面，分布式光纖測溫可以獨立作為一個子系統向變電站綜合系統傳輸數據。測溫主機可以通過開放協議（modbus/tcp），與邊緣端物聯網關通訊，將各分區的點位位置、溫度以及報警信息傳輸到系統中實現統一管理、統一運維、數據統一記錄、統一分析、統一調度。

煙感監控

支持煙感監測數據統計分析。煙霧傳感器是一個能夠感應到大部分細小微粒的傳感器。它能夠把環境中的氣體濃度變換成與具有對應比例的模擬裝置。煙霧傳感器通過探測火災時產生的煙霧得到測量數據，并將測量到的數據實時傳送到后臺，同時發出聲光警報，同時向各移動端推送報警信息。煙霧傳感器設置在房頂，遠離死角區域。

水浸監控

支持配電房內水浸監測。由于配電房內電纜溝處于容易水浸位置，液體泄漏的情況經常發生，同時可能有雨水、漏水侵入等情況發生。若配電房所處地勢較為低洼，遇大雨后，極大可能造成水淹，引發安全事故。故對配電房的水浸監測十分必要。支持對水浸數據的實時監測，并可設置水浸限值，對水浸事件進行記錄分析。

用戶根據實際接入需要配置即可。系統支持多種工業協議，包括MODBUS、opcUA、DLT645、IEC-60870-103、IEC-60870-104、IEC61850等，并可以根據實際需要提供二次開發功能。

智能告警

系統支持多種告警功能、告警分析、告警規則自定義等功能。

   實時告警

故障報警管理主要實現對配電室設備運行故障的監視功能，實現即時告警，

精確定位。通過故障管理功能，用戶可對告警進行實時的監控，系統提供了故障診斷功能，以提高故障發現、故障處理的效率，減小故障造成的影響，更加有效的保障安全運行；系統為用戶提供了告警的實時監控瀏覽與查詢，告警可以同視頻聯動，做視頻抓拍。具備故障錄波分析，全面準確地記錄和存儲供配電系統各類異常事件,追溯異常情況發生原因。

   告警設定

遙測量告警：選擇需配置的配電回路及該配電回路所需報警的變量類型，可配置配電系統遙測量的實時告警規則，可實現監測變量（如三相電流）在基礎配置中啟用的報警類型；配置各報警類型的報警值，報警級別，報警信息。

遙信量報警：配置開關量的報警規則，可以是分斷報警或是閉合報警，也可設置變位報警。

系統支持對故障的集中處理和郵件、短信、微信分發。當接收到告警信息后，根據所設置的告警前轉條件，對告警信息進行過濾，把過濾后的告警信息發送到運維人員的信箱和手機里，從而使得運維管理人員在時間內了解運行狀態、獲知故障信息，并及時地處理故障。告警列表實時更新監控：實時刷新新產生的告警信息。告警直接轉為運維任務,實現事件、運維自動記錄到設備生命周期記錄。

   設備全生命周期管理

  系統具備設備全生命周期管理功能，包括設備臺賬、設備屬性、備品備件管理等功能。

   設備臺賬管理

建立設備臺賬管理及維護檔案，記錄設備的產品信息、安裝信息、運行數據、告警、運維記錄等全生命周期數據【客戶設備】設備的內部標識、名稱、類型、廠商等基本信息；配置配電室、配電柜、設備、采集設備之間的一一對應關系。管理分類、用途分類、安裝位置、購買時間、終止使用時間、保養周期等。支持Excel模板導入，匯總管理所有客戶的設備信息。

   文檔管理

配電室的圖紙、檢測試驗報告等電子材料可上傳到云系統上進行管理。所有現場設備的產品信息、使用手冊、告警和故障記錄、檢修維修記錄等都在云系統上管理紀錄。

   知識庫管理

系統支持將公司技術人員的管理經驗、維護經驗、維修經驗、故障處理方式等通過手機APP、PC端等方式錄入到系統中，并分類保存后，供后續人員查閱，學習 ，促進技術人員水平提高。

   智能運維

系統支持根據運維計劃和故障告警生成巡檢工單，通過工單派發的方式提供給運維人員，運維人員可以通過A單并提交運維記錄，在自由搶單時段內未處理的工單,將由調度人員統一派單。運維人員通過手機端可查詢工單信息，支持快速檢索。支持基于站點巡檢合同約定以及地理位置信息在電子地圖上規劃、管理巡檢線路，所有巡檢任務全過程記錄,巡檢內容和結果通過APP實時記錄上傳,巡檢結束，自動生成巡檢報告。

   運維計劃

根據實際的情況建立設備的維護保養計劃，設置維護的內容和維護時間，到期提醒具體的維修人員?？蛇x擇查詢的時間段及維護類型對維護計劃的狀態進行查詢。

   運維規劃

系統支持根據客戶實際需要定制各種運維規則。

   缺陷管理

系統支持對任務中產生的缺陷進行管理及跟蹤，按設備缺陷嚴重程度分類，分為一般缺陷、嚴重缺陷、致命缺陷，不同各類型的缺陷安排合適的維修人員跟蹤，及時排查，確保設備的健康水平能夠始終滿足為客戶安全使用需求。

   人員軌跡

  系統支持運維人員軌跡實時記錄，統計。

   安全評測

系統提供各種安全評測模板，評測規則，給運維公司人員培訓提供各種技術支持，保證人員作業安全合規；

   能源統計報表

系統提供靈活和強大的數據查詢、統計、分析、發布及報表展現等功能，用戶可以通過該模塊獲得各方面的報表和圖表數據。能耗總覽，監測點的的歷史能耗數據的查詢、統計、分析等功能，管理人員可根據能耗信息的綜合分析，可了解各監測點的安全用能、經濟用電、設備狀態、運維情況、運行建議等多維度內容。同時支持根據不同用戶現場情況，自定義運行報告。

   能源總覽

分類、分項、分區域、分部門統計用能信息，通過圖形化的方式直觀呈現一段時期內的用能情況。內容包括用量、趨勢、占比、排名等。

從分類、分項、分區域、分部門等多個維度，按照不同時間單位查詢能源使用報表

l分析周期內能耗用量

l提供能源同比、環比分析結果說明

l提供各能源能耗變化趨勢分析

l能源平衡分析

   經濟用電

l通過實時監控用電負荷、功率因數等數據，指導用戶報裝和調整需量，節省電費

l報容報需：通過可視化的曲線圖，實時掌握需量值，分析用戶按容電與按需電費的對比，通過系統分析，智能推薦用戶哪種電費報裝更經濟，節省電費。

l優化電費：實時采集計算用戶月度平均功率因數，設定閥值，智能提醒用戶及時處理，避免罰款。

   設備能效分析

   通過對鍋爐、電機、空調等大型用電設備做全面的能效分析，指導設備運行模式調整和設備改造。

   電能質量實時監測

電能質量實時監測，主要監測內容有三相不平衡、諧波、電壓、頻率等

通過實時監測，定期生成電能質量報告。為改善電能質量、提高用電效率提供直接的數據基礎

   系統管理

   系統具備系統管理功能，主要功能如下：

   用戶管理

對系統用戶的數據進行維護，編輯用戶的相關信息并且給登錄的用戶賦予角色，不同的角色會有不同的權限。

   角色管理

對系統的角色進行維護，根據系統用戶的不同工作崗位及權限設置不同的角色信息。

   權限管理

實現不同的角色擁有不同的應用權限（包含菜單、操作權限）和數據權限。權限只與角色直接關聯，角色和用戶關聯，實現不同用戶擁有不同應用權限和數據權限。

   操作日志

操作日志主要是對針對用戶所做的所有操作的記錄包括登錄，增加信息，刪除以及修改信息，登錄查詢時只記錄時間以及操作內容，新增時記錄全部新增數據，修改時記錄修改前的和修改后的數據，刪除的時候記錄刪除數據的關鍵字段。

   系統配色管理

通過配色管理，用戶可以快速定義自己喜歡的配置界面。

   企業檔案管理

系統提供項目管理信息配置，企業檔案信息管理等配置功能，客戶可以自己添加項目、站點名稱，進行管理以及權限設定。

  移動APP

系統提供安卓版APP功能，用戶可以基于移動終端APP可實現隨時隨地掌控現場信息，并實現移動作業。提供在線監控、查詢設備信息、報警事件推送、關鍵參數趨勢曲線查詢等功能。站點故障等發生時，運維人員根據系統生成的工單，進行APP接單后作業。系統根據維保任務計劃生成的工單，由巡檢人員進行現場巡視；巡視中如發現問題，及時提交生成任務工單；巡視結果提交。運維人員可通過移動端接到任務工單，查詢已處理和未處理的工單信息，檢修后將檢修記錄及時上傳。運維人員通過手機端可查詢工單信息，支持快速篩查。

系統特點優勢

一、技術特點

l統一標準，互聯互通

嚴格遵循國家技術規范建設；

統一采集數據編碼構建規則；

標準數據格式和接口傳輸協議；

l同步系統上傳；

海量設備接入、數據上傳和處理

提供所屬區域內用能單位、用能數據的接入能力，支持細粒度、寬范圍、實時的數據采集與上傳，支持海量數據的存儲與分析；

l實時數據采集

支持高并發寫入，日處理數據億級；

具備低延遲特性，毫秒級查詢響應時間；

滿足實時一致性，實時接收與展示數據；

多類型（水、電、氣、燃油等）用能數據采集；

l大數據分析

從海量數據中挖掘數據之間的相關性，得出多維度數據的變化趨勢和規律；

l可視化數據組件

包含用能地圖、熱力圖、散點圖、飛線軌跡圖、2D/3D地圖、目標占比餅圖、折線柱狀圖、分組柱狀圖等；

l豐富的系統應用功能集合

能耗、能效監測功能；

多維度分析功能；

節能管理功能；

3D數據可視化功能；

公眾服務功能；

用戶權限功能；

l部署方式簡單、靈活

根據部署位置，可以部署在公有云、私有云上；

根據使用客戶，可以部署成不同級別的能源監測系統，比如省級、市級、企業級等不同形式的系統。系統的功能可以根據不同用戶的要求，通過配置化的方式，打造客戶自己的能源管理系統。

l多重安全防護機制

設備和計算安全 — CA身份認證系統，一機一密的設備認證機制，降低設備被攻破的安全風險；

網絡和通信安全 — 專用SSL VPN通道，全程采用HTTPS安全協議加密傳輸。專用物理級安全隔離網閘，控制數據的實時交換。

應用和數據安全 — 提供系統全備份、數據庫備份和增量備份能力；

物理和環境安全 — 依照等保三級標準建設；

二、客戶價值

l提升產品智能化程度，產品科技含量高，溢價能力提升；

l提高運維效率，增強客戶滿意度；

l轉型企業服務，增加企業盈利能力

l軟件擴充能力好，企業投資不浪費；