智能變電站輔助系統綜合監控平臺 概述

智能電網(wǎng)建設是我國在能源領(lǐng)域的重要戰略部署，將逐步推動(dòng)我國電力基礎生產(chǎn)模式的改變，定位于利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)，構建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)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(shí)現，首先依賴(lài)于電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節重要運行參數的在線(xiàn)監測和實(shí)時(shí)信息掌控，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)手段。

建設電力物聯(lián)網(wǎng)系統，部署具有一定感知、計算、執行和通信等功能的裝置，通過(guò)電力信息通信網(wǎng)絡(luò )，建立設備感知泛在化，傳感單元微型化，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )中心化、數據傳輸無(wú)線(xiàn)化、應用分析智能化的互聯(lián)體系。實(shí)現電網(wǎng)設備設施、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，網(wǎng)絡(luò )中實(shí)體之間的協(xié)同和互動(dòng)，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(mǎn)足對電力設備的監測。

配變智能環(huán)境綜合監控系統將建立一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，按照感知層、網(wǎng)絡(luò )層、應用層的標準架構， 對開(kāi)關(guān)站、配電站房、環(huán)網(wǎng)箱等設備的各類(lèi)環(huán)境和設備檢測進(jìn)行數據監測、動(dòng)態(tài)展示和故障預警，提供配網(wǎng)設備監測服務(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、火警監視，同時(shí)提高配網(wǎng)安全運行。

設計依據

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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(dòng)終端設備

DL/T 634.5 101 遠動(dòng)設備及系統 第 5-101 部分：傳輸規約 基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準

DL/T 634.5 104 遠動(dòng)設備及系統 第 5-104 部分： 傳輸規約 采用標準傳輸協(xié)議集的 IEC

60870-5-101 網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)

DL/T 721 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統遠方終端

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

IEC61850-7（DL/T860.7）電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò )和系統 第 7 部分：基本信息通信結構IEC61850-8（DL/T860.8）電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò )和系統 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 第 10 部分：一致性測試

Q/GDW 1517 電網(wǎng)視頻監控系統及接口 SIP-B

YD/T 2576.2 TD-LTE 數字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)終端設備測試方法（第一階段）第二部分無(wú)線(xiàn)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 輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)設備無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)協(xié)議Q/GDW 輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)微功率無(wú)線(xiàn)網(wǎng)通信協(xié)議Q/GDW 輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)傳感器數據規范

智能變電站輔助系統綜合監控平臺 系統主要架構

系統拓撲

系統說(shuō)明

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

1） 感知層包括各種感知傳感器（環(huán)境感知、設備感知、圖像感知）、匯聚單元（配變智能環(huán)境綜合監控裝置）。感知層安裝在各個(gè)開(kāi)關(guān)站、配電房、環(huán)網(wǎng)箱內，實(shí)時(shí)監測現場(chǎng)實(shí)際環(huán)境狀態(tài)及各項參數， 如明火、煙霧、人員非法入侵、動(dòng)物入侵、電纜溝進(jìn)水、環(huán)境溫濕度、門(mén)禁管理、空調控制、SF6 濃度、O2 含量、除濕機控制、開(kāi)關(guān)柜內電纜接點(diǎn)溫度、開(kāi)關(guān)柜內局放監測等。

2） 網(wǎng)絡(luò )層主要由接入網(wǎng)關(guān)組成，電力物聯(lián)網(wǎng)感知的數據既可以通過(guò) APN/4G 專(zhuān)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(guò)電力自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )上傳。

網(wǎng)絡(luò )層負責實(shí)現終端設備和物聯(lián)網(wǎng)平臺之間的數據傳輸，包括終端上行發(fā)送的采集數據、應答信號和網(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、廣播信息和應答信息等功能。

3） 應用層主要由各類(lèi)系統主站及各類(lèi)數據、應用服務(wù)組成，主要用于從接入網(wǎng)關(guān)接收傳感器采集 上傳的監測數據，進(jìn)行抽取、分析、展示等處理工作，共同構成一個(gè)完整的智能電力物聯(lián)網(wǎng)應用系統一體化信息平臺系統。

技術(shù)方案

通用環(huán)境條件

設備需滿(mǎn)足以下要求：

· 運行環(huán)境溫度、濕度

a) 設備正常運行的氣候環(huán)境條件見(jiàn)表 1

表1 工作場(chǎng)所運行環(huán)境溫度和濕度分級

· 海拔高度

a) 能在海拔 0～4000 米的范圍內正常工作；

b) 對于安裝在海拔高度超過(guò) 1000 米的裝置應依據標準 GB/T 11022-2011 第 2.3.2 條要求的耐壓測試規定執行。

站房智能輔助與人工智能可視化網(wǎng)關(guān)（ARM 型）

硬件特點(diǎn)簡(jiǎn)介

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

b) 配置視頻處理模塊進(jìn)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)內存 2GB，存儲容量 64G。

d) 網(wǎng)關(guān)具備 2 路無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)/無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)遠程通信接口（公網(wǎng) 4G/3G/2G 五模自適應，專(zhuān)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(wú)線(xiàn)通信硬件接口，470MHz 采用輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)設備無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)協(xié)議， 2.4GHz 采用輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)微功率無(wú)線(xiàn)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(shí)現傳感和控制設備的運行查看、參數配置等功能。

j) 網(wǎng)關(guān)支持安全智能 TF 認證、加密芯片數據加密、MQTT 軟加密，滿(mǎn)足互聯(lián)網(wǎng)部統一安防要求。

k) 遠程通訊：支持DL/T 634.5 104、MQTT、Q/GDW 1517.1-2014 電網(wǎng)視頻監控系統及接口（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)視頻監控系統及接口（SIP-B）、GB28181、輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)設備無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)協(xié)議、輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)微功率無(wú)線(xiàn)網(wǎng)通信協(xié)議等協(xié)議。