智能變電站輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺 概述

智能電網(wǎng)建設(shè)是我國在能源領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略部署，將逐步推動我國電力基礎(chǔ)生產(chǎn)模式的改變，定位于利用先進的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、中國特色的智能電網(wǎng)，是電力行業(yè)的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)的實現(xiàn)，首先依賴于電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)重要運行參數(shù)的在線監(jiān)測和實時信息掌控，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為推動智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)手段。

建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，部署具有一定感知、計算、執(zhí)行和通信等功能的裝置，通過電力信息通信網(wǎng)絡(luò)，建立設(shè)備感知泛在化，傳感單元微型化，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心化、數(shù)據(jù)傳輸無線化、應(yīng)用分析智能化的互聯(lián)體系。實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施、人員及所在環(huán)境識別、感知、互聯(lián)與控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中實體之間的協(xié)同和互動，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成更加智能的電力生產(chǎn)體系，更好的滿足對電力設(shè)備的監(jiān)測。

配變智能環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)將建立一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，按照感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)， 對開關(guān)站、配電站房、環(huán)網(wǎng)箱等設(shè)備的各類環(huán)境和設(shè)備檢測進行數(shù)據(jù)監(jiān)測、動態(tài)展示和故障預(yù)警，提供配網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測服務(wù)，極大地降低運檢人員的維護工作量，加強配網(wǎng)安全、保衛(wèi)、火警監(jiān)視，同時提高配網(wǎng)安全運行。

設(shè)計依據(jù)

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GB/T 2423.1 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分：試驗方法 試驗 A: 低溫GB/T 2423.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分：試驗方法 試驗 B: 高溫

GB/T 2423.3 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分：試驗方法 試驗 C: 恒溫濕熱方法GB/T13729 遠動終端設(shè)備

DL/T 634.5 101 遠動設(shè)備及系統(tǒng) 第 5-101 部分：傳輸規(guī)約 基本遠動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T 634.5 104 遠動設(shè)備及系統(tǒng) 第 5-104 部分： 傳輸規(guī)約 采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議集的 IEC

60870-5-101 網(wǎng)絡(luò)訪問

DL/T 721 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端

IEC61850-6（DL/T860.6） 電力自動化通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) 第 6 部分：與智能電子設(shè)備有關(guān)的變電站內(nèi)通信配置描述語言

IEC61850-7（DL/T860.7）電力自動化通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) 第 7 部分：基本信息通信結(jié)構(gòu)IEC61850-8（DL/T860.8）電力自動化通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) 第 8 部分：特定通信服務(wù)映射IEC61850-10（DL/T860.10）變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) 第 10 部分：一致性測試

Q/GDW 1517 電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口 SIP-B

YD/T 2576.2 TD-LTE 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)終端設(shè)備測試方法（第一階段）第二部分無線射頻性能測

試

ISO/IEC PRF 20922 MQTT（消息隊列遙測傳輸協(xié)議） MODBUS JSLKU 通信協(xié)議

Q/GDW 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點設(shè)備無線組網(wǎng)協(xié)議Q/GDW 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議Q/GDW 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)規(guī)范

智能變電站輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺 系統(tǒng)主要架構(gòu)

系統(tǒng)拓撲

系統(tǒng)說明

配變智能環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要分為三大部分，感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

1） 感知層包括各種感知傳感器（環(huán)境感知、設(shè)備感知、圖像感知）、匯聚單元（配變智能環(huán)境綜合監(jiān)控裝置）。感知層安裝在各個開關(guān)站、配電房、環(huán)網(wǎng)箱內(nèi)，實時監(jiān)測現(xiàn)場實際環(huán)境狀態(tài)及各項參數(shù)， 如明火、煙霧、人員非法入侵、動物入侵、電纜溝進水、環(huán)境溫濕度、門禁管理、空調(diào)控制、SF6 濃度、O2 含量、除濕機控制、開關(guān)柜內(nèi)電纜接點溫度、開關(guān)柜內(nèi)局放監(jiān)測等。

2） 網(wǎng)絡(luò)層主要由接入網(wǎng)關(guān)組成，電力物聯(lián)網(wǎng)感知的數(shù)據(jù)既可以通過 APN/4G 專網(wǎng)/光纖網(wǎng)絡(luò)上傳， 也可以借助 DTU/FTU/TTU 的通信接口通過電力自動化網(wǎng)絡(luò)上傳。

網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)實現(xiàn)終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括終端上行發(fā)送的采集數(shù)據(jù)、應(yīng)答信號和網(wǎng)絡(luò)心跳等信息，以及物聯(lián)網(wǎng)平臺下發(fā)的控制命令、廣播信息和應(yīng)答信息等功能。

3） 應(yīng)用層主要由各類系統(tǒng)主站及各類數(shù)據(jù)、應(yīng)用服務(wù)組成，主要用于從接入網(wǎng)關(guān)接收傳感器采集 上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行抽取、分析、展示等處理工作，共同構(gòu)成一個完整的智能電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)一體化信息平臺系統(tǒng)。

技術(shù)方案

通用環(huán)境條件

設(shè)備需滿足以下要求：

· 運行環(huán)境溫度、濕度

a) 設(shè)備正常運行的氣候環(huán)境條件見表 1

表1 工作場所運行環(huán)境溫度和濕度分級

· 海拔高度

a) 能在海拔 0～4000 米的范圍內(nèi)正常工作；

b) 對于安裝在海拔高度超過 1000 米的裝置應(yīng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 11022-2011 第 2.3.2 條要求的耐壓測試規(guī)定執(zhí)行。

站房智能輔助與人工智能可視化網(wǎng)關(guān)（ARM 型）

硬件特點簡介

a) 核心 CPU 采用國產(chǎn)工業(yè)級芯片，采用 ARM 架構(gòu) RK3399K，核心數(shù)不低于 4 核，主頻 1.5GHz；

b) 配置視頻處理模塊進行視頻流處理及人工智能分析，算力不小于 3Tops，采用國產(chǎn)芯片并獨立配置；

c) 網(wǎng)關(guān)內(nèi)存 2GB，存儲容量 64G。

d) 網(wǎng)關(guān)具備 2 路無線公網(wǎng)/無線專網(wǎng)遠程通信接口（公網(wǎng) 4G/3G/2G 五模自適應(yīng)，專網(wǎng) 4G），宜支持 5G；

e) 網(wǎng)關(guān)具備 4 路以太網(wǎng)接口；

f) 網(wǎng)關(guān)具備 4 路 RS-485，2 路 RS-232/RS-485 可切換串口，串口速率可選用 9600 bps、19200 bps、115200bps；

g) 網(wǎng)關(guān)具備 LoRa 無線通信硬件接口，470MHz 采用輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點設(shè)備無線組網(wǎng)協(xié)議， 2.4GHz 采用輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議。

h) 網(wǎng)關(guān)具有電源、運行、故障、通信指示燈；

i) 網(wǎng)關(guān)具有本地顯示屏，實現(xiàn)傳感和控制設(shè)備的運行查看、參數(shù)配置等功能。

j) 網(wǎng)關(guān)支持安全智能 TF 認證、加密芯片數(shù)據(jù)加密、MQTT 軟加密，滿足互聯(lián)網(wǎng)部統(tǒng)一安防要求。

k) 遠程通訊：支持DL/T 634.5 104、MQTT、Q/GDW 1517.1-2014 電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口（SIP-B）等協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議宜支持IPv4和IPv6協(xié)議。

l) 本地通訊：支持 DL/T 634.5 104、IEC61850（DL/T 860）、MQTT、Q/GDW 1517.1-2014 電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口（SIP-B）、GB28181、輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點設(shè)備無線組網(wǎng)協(xié)議、輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議等協(xié)議。