浅谈基于无线物联网的智能配电监控系统设计应用

摘要：阐述基于电力物联网的智能配电监控系统的特点，探讨物联网结构及其关键技术，电力物联网下的智能配电监控系统设计，包括整体结构设计、硬件和软件系统设计。

关键词：电力物联网；配电监控系统；物联网结构

0引言

随着信息时代的到来，建设智能配电网监控系统开始具有了更强的可行性，本文结合相关理论，进行了电力物联网下的智能配电房监控系统设计，相信能够在一定程度上降低巡检频率、减少维护成本、提升运维管理综合质量。李艳秋 187-0170-69/15

1研究背景

基于电力物联网的智能配电监控系统的特点。

智能配电房监控系统设计要求。智能配电房监控系统的根本任务是，对整个配电房的相关数据信息进行监控，实时呈现现场实际运行状况，为配电网安全运行提供重要保障，避免由于设备状态问题导致各种安全事故发生。从整体角度来看，智能配电房监控系统设计要求如下：（1）监测数据指标的全面性。该系统应当能够实现对配电房内部主要运行数据的监测与监控，主要包括温度数据、局部放电数据、门状态数据、湿度数据等内容，帮助技术人员更好的判断配电房的实际工作状态，并保障其长期、可持续运行。（2）安全性。该系统需要承担信息传输工作，因此，系统应当具有较强的安全性，同时，还应当建设配套的安全管理机制，以保证信息安全。（3）智能性。这是智能配电房监控系统设计的根本要求，智能性应当表现在多个方面，包括数据指标监测智能性、数据指标分析智能性、处理执行智能性等，综合来看，该系统应当能够在减少大量人力资源支持的基础上，满足配电房远程智能化运维管理工作需求。

物联网结构及其关键技术。物联网是在互联网基础上诞生的一种新型信息技术，其基本含义为物物相连的互联网。其含义主要表现为，（1）物联网是在互联网基础上延展而来的网络，（2）物联网延展到了现实世界，能够通过传感器实现物品与物品之间的信息交换与通信。物联网主要由感知互动层、网络传输层、应用服务层三个层级组成。其中，感知互动层是最基础的层级，其功能为数据的初步获取，其内部主要设备包括各种传感设备、其他外围设备共同组成，其关键技术包括测量技术、半导体技术、光学技术等。网络传输层主要承担网络信息传输、提取任务，主要结构包括移动数据、蓝牙、光纤等，其关键技术包括Web技术、ZigBee技术等。应用服务层主要结构包括本地主机、控制器、物联网中间件、物联网应用平台，该层级主要依托计算机、软件进行数据处理，其关键技术为云计算技术。

2基于电力物联网的智能配电监控系统设计

2.1整体结构设计

在电力物联网技术基础上，本文提出了智能配电房监控系统设计方案。探讨整体结构设计，电力物联网下的智能配电房监控系统设计整体结构由智能设备、传输线路、集成监控主机三个核心设备组成，其主要结构如图1所示。

图1 电力物联网下的智能配电房监控系统整体结构

根据图1中内容可知，电力物联网下的智能配电房监控系统采取了集中管理、分散控制的思路进行设计，能够同时满足集中管控、数据安全等设计需求，本文从软件、硬件系统两方面对其具体设计内容进行阐述与分析。

2.2硬件系统设计

电力物联网下的智能配电房监控系统硬件系统主要包括集中监控主机、低压配电柜监控设施、温湿度传感器、烟雾传感器、漏水检测器、红外探测器、监控摄像机几种设备类型。（1）集中控制主机。该设备包括串口通信、AI/DI、以太网接口，能够实现运行环境的数据采集、控制工作，现场采用机架式无风扇工控机，能够保证系统运行、维护安全。（2）低压配电柜监控设施。该硬件采用远程电源管理控制器，连接抽屉柜、配电柜，具体连接方式为485接口连接，采用SNMP等通信实现数据读取，使用以太网接口连接控制器、监控环网。（3）温湿度传感器、烟雾检测器、漏水检测器、监控摄像机均采用市面主流的相关设备。其中，烟雾传感器选择光电烟感，能够实现监控区域火灾情况的实时监控与告警。漏水检测器采用直流12V电源供电，在实践中具有较强的可行性与应用便捷性。监控摄像机采用高像素且具有移动报警功能的网络摄像头，能够实现对配电房区域的实时、动态监控。（4）红外探测器能够防止非法入侵，是整个硬件系统的核心内容，本文所采用的红外探测器相关数据如表1所示。上述诸多硬件设备是整个系统功能正常发挥的重要依仗，能够帮助系统实现基础数据的高效收集，采集到的信息会通过局域网上传到中控室服务器，从而为后续工作流程提供必要的数据支持。李艳秋 187-0170-69/15

表1 红外探测器指标数据

2.3软件系统设计

电力物联网下的智能配电房监控系统软件系统负责对监控服务器采集到的数据进行集中处理，并将数据统计结果显示在界面上，为技术人员提供直观的现场运行状态展示。同时，该软件系统还应当具备权限管理、报警管理、日志管理等功能。最后，该系统还需要支持SNMP、Modbus等协议，能够为后续二次开发提供技术支持。

部分功能的具体实现思路如下：（1）电子地图模式直观展示隧道配电房位置、配电柜位置、抽屉柜位置等，技术人员只需要在地图上选择配电房即可进入配电房进行整体巡查，选中某个配电柜可以实现配电柜电流、电压相关数据的查询。（2）该软件系统上存在系统日志、报表模块，技术人员可以通过查询相关模块，了解设备的具体运行情况。（3）监控系统模块。技术人员在该软件上，能够随意选择联动设备，并进行远程操作，例如，当系统检测到温度达到设定值时，会通知技术人员，技术人员可以远程操作排风扇执行降温操作，进而实现对设备的有效保护。

3 Acrel-EIOT能源物联网云平台

（1）概述

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。

该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。

（2）应用场所

本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。

（3）平台结构

（4）平台功能

电力集抄

电力集抄模块可以实现对各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以保证配电室的环境友好。在智能化方面实现供配电监控系统的遥测'、遥信、遥控控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室内各设备运行（包括历史和实时参数，并根据实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，提高工作效率，节约人力资源。

变压器监控

配电图

能耗分析

能耗分析模块采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用先进的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、有效利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。

能耗概况

预付费管理

1）登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能；

2）系统配置：对建筑、通讯管理机、仪表及默认参数进行配置；

3）用户管理：对商铺用户执行开户、销户、远程分合闸、批量操作及记录查询等操作；

4）售电管理：对已开户的表进行远程售电、退电、冲正及记录查询等操作；

5）售水管理：对已开户的表进行远程售水、退水、记录查询等操作；

6）报表：提供售电、售水财务报表、用能报表、报警报表等查询，本系统所有的报表及记录查询，都支持excel格式导出。

预付费看板

充电桩管理

通过物联网技术，对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运营分析、基础数据管理等功能。

充电桩看板

智能照明

智能照明通过物联网技术对安装在城市各区域的室内照明、城市路灯等照明回路的用电状态进行不间断地数据监测，也可以实现定时开关策略配置及后台远程管理和移动管理等，降低路灯设施的维护难度和成本，提升管理水平，并达到一定节能减挂的效果。

监控页面

安全用电

安全用电采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流和剩余电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业实现时间的排查和治理，达到消除潜在电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。

智慧消防

通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。填补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。

（5）系统硬件配置

4结语

当前我国民众生活水平逐渐提升，电力网络建设逐步深入，在这一时代背景下，配电网智能化建设愈发重要。本文结合物联网技术，进行了智能配电房监控系统设计，从整体、细节层面对设计策略进行了综合分析，相关单位可以适当结合本文的研究内容，进行配电房智能化设计，希望能够推动相关事业健康可持续发展

审核编辑 黄宇