1、18 现代物联网管理一、概述1 物联网概念就是在计算机 网络应用的基础上，把 感应器嵌入和装备到变电站各种物体和设备中，如变电站照明系统、遥视系统、安防系统、门禁、火灾报 警系统， SF6 微水监测、高压室温湿度控制在线监测等等。通过 射频识别（RFID ）、红外感应器、 全球定位系统、 激光扫描器等信息传感设备与 互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理， 实现对整合网 络内机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。融合智能电网应用的物联网主要分为感知层、网络层 和应用层。感知 层包括感知控制子层和通信延伸子层。感知控制子层是对物理世界感知、识别、信息采集的
2、各类传感器。通信延伸子层是将物理实体联接到网络层和应用层的通信终端模块或延伸网络。智能电网通过感知控制子层实现各环节电气量、非电气量、微环境等信息的采集，并通过 通信延伸子层接入物联网的网络层。网 络层包括接入网和核心网，实现感知层与应用层间信息的传递、路由和控制。鉴于智能电网对数据安全、传输可靠性及实时性的严格要求，物联 网的信息传递、汇聚与控制主要依托电力专用通信网实现，在不具备条件或特殊条件下也可借助公网。应 用层包括应用基础设施/中间件和各种 应用。应用基础设施/ 中间件是实现信息存储、计算的基础设施，为各种应用提供技术支撑。应用层通过先进的信息分析处理技术实现电网智能化的决策、控制和
3、服务。22、变电站物联网系统应用现状目前变电站配置的图像监视、安全警卫、火灾报警、消防、给排水、采暖通风等辅助生产系统均为独立设置的，距离智能变电站的智能运行管理的要求还有一定差距。电力设备的巡视还依靠人工巡视为主，巡视的质量人为因素很大，由于人员的素质不同造成巡视质量参差不齐。人员对巡视的数据要进行分析才能确定处理办法，而现场运行人员又不具备这样的能力。现场检修、维护工作中的停电、供电操作还是依靠人来判断所要操作的间隔是否正确，由于设备都是基本相同，容易造成误操作现象的发生，没有好的手段进行可靠的防范。物联网技术是一个正在不断完善的系统，实用化时间短，相关制度不健全、管理不规范，没有适应的应
4、用管理规定。设备维护、巡视职责不明确、现场运行规程未编制。二、变电站物联网应用模式通过物联网技术自动、实时对设备进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件，实现了对设备的实时管理和控制。利用物联网技术，通过对外界的感知，构建传感网监测网络，对影响变电站运行的因素实施全方位智能监测。在传感网监测平台基础上可以建立一套全站公用的智能监测与辅助控制系统，集成目前图像监视、安全警卫、火灾报警、主 变消防、采暖通风等辅助系统的系统功能，达到“ 智能监测、智能判断、智能管理、智能验证”要求，实现变电 站智能运行管理。1、总体方案利用物联网技术，通过对外界的感知，构建传感网测控网络。在3传感网测控平台基础上建
5、立智能监测与辅助控制系统，实现图像监视、安全警卫、火灾 报警、主 变消防、采暖通风等功能的集成，全面实现变电站智能运行管理，具备“智能监测、智能判断、智能管理、智能验证”功能。智能监测与辅助控制系统主要由以下部分组成 系统主要完成以下功能：（1）与集控站控制主机完成自动数据交换，接受集控站的命令，完善与变电站综合自动化设备的 IEC-61850 协议通道。（2）站内检修维护行为的智能认证：自动分析操作票，物物确认操作对象，自动图像识别检修过程，实现对操作维护工作的智能认证。（3）站内巡检工作的智能监督：指导现场操作，自动完成路径引导和巡检详细采集、报表生成和填表引导，实现智能监督。（4）状态监
6、测变电设备的运行温度，如主变套管、穿墙套管等接头的变电站综合自动化系统智能检修维护认证子系统集控站管理主机采暖通风子系统图像监视及安全警卫子系统其他新站现有老站各子系统给排水子系统S F6泄漏监测子系统智能巡检监督子系统智能监测辅助控制主机排水泵风机3个E1接口专有协议I E C 6 1 8 5 0 或者硬接点集控中心空调智能终端智能终端控制对象摄像头声光报警火灾报警主变消防风机传感网监测网络设备运行温度在线监测子系统避雷器在线监测子系统火 灾 硬 接 点4运行温度，为状态检修提供数据支撑。（5）状态监测避雷器的泄漏总电流、谐波电流和阻性电流，自动分析避雷器状态，在发生事故前及时发出告警信号，
7、为状态检修提供数据支撑。（6）自动监测变电站环境温湿度，优化动力环境控制方案，节省电力。（7）自动实现变电站水浸、漏水报警，防止水淹事故的扩大化。多传感器融合，无需警力，自动防入侵警戒，高可靠图像识别防止翻越大门、围墙，高可靠图像识别防抛物破坏。（8）数字化图像处理，通过图像模式识别实现自动区域保护和灵活图像监控，可以在分辨率和帧速率均衡选择，兼顾高分辨率与动态图像监控的需要。 2 主机系统接收传感网测控平台监测到的数据，评估变电站的运行状态，自动判出各类异常情况，执行判断结果，实现辅助系统间的协调联动，消除异常情况造成的影响；形成异常情况处理过程报告，及时将结果上报远方集控中心；监测辅助系统
8、的运行状态，执行远方集控中心的各项命令，规范与监控系统的通信规约。3 传感网监测网络传感网监测网络系统包括传感器节点和汇聚节点。传感器节点包含了温湿度传感节点、避雷器泄漏电流传感器节点、电压谐波和相位监测节点、烟 雾传感节点、水浸传感节点等设备。各传感节点监测的数据经汇聚节点汇聚后上传至主机。组网方式采用无线传感器网络。4 图像监视及安全警卫子系统针对常规变电站安全监视系统配置的不足，组建多类型探测器节点5协同感知的网络，实现全新的目标识别、多点融合和协同感知，具有以下特征：多种探测原理的前端探测手段协同综合工作、智能识别；对变电站围界进行全天时动态智能感知，具备很强的环境适应性和智能性；探测
9、分析、阻挡延缓、复核响应多手段融合，可依据具体情况按需、按时布防和撤防。 当入侵行为触发报警时，系统立即和智能视频分系统进行联动，相关摄像机自动凝视侵入目标，该视频图像自动弹出在监视器的最顶层，值班人员可迅速直观的看到现场的实际情况；与此同时，变电站控制主机会发送音频信号至现场的音频设备，向现场进行声音告警；值班人员亦可通过麦克风设备向现场通话告警，警告可疑人员。 5 温度状态监测子系统该子系统由若干数据传输基站、无线温度传感器和环境温度传感器构成。 探测入侵事件是系统设防开始多节点主机接收到 原始 报警数据 , 并协同感知判决是否有入侵否控制中心弹出对应报警视频 ， 保存报警数据 ， 同时判
10、断是否需要照明 、 后续喊话等处理 。是否需要出警抓捕否出警是6无线温度传感器由微功耗控制器、数字温度传感器、射频收发器、电池、天线等组成。控制器定时读取温度传感器的数据，测量电池电压，启动射频通讯芯片，将这些数据通过射频信号发送到数据传输基站。通过高频无线信道传输到基站，由基站保存、记录。无线温度传感器采用结构胶安装方式，直接安装在高压输变电设备可能的发热处，如：动力电缆、电缆接头、刀闸触点、开关静触点、铜排连接点、电抗器、电容器外壳和设备安装环境温度，实现温度和温升的高可靠实时状态监测。 6 采暖通风子系统通过外设的温湿度传感器，准确监测室内外的温湿度情况。监测信息传送至主机。同时，温湿度
11、监测前端可执行主机控制命令，根据室内温湿度状况对空调、排风机的温度、风向等进行控制。主机根据室内外的温湿度情况，自动控制通风系统和空调系统的切数据传输基站装于设备的温度无线传感器无线连接RS-485总线控制主机7换运行。夏季，根据比较各空调区域的室内外温差，若通风系统能满足室内温度要求则采用风机机械排风来排除室内余热；若通风系不能满足室内温度要求则自动启动空调机，若布置有多台空调机，则根据室外气温逐台启动运行。冬季，若室内盘柜等散发的室内余热能使室内温度满足要求则空调自动停止运行；若室内余热不能使室内温度满足要求，则自动启动空调系统。可调节空调温度、风向；可远程查询温湿度检测节点工作状态，精确
12、定位系统故障，远程控制空调运行。7 给排水子系统监测给排水设备的状态，测量用水量及排水量，检测污物、污水池水位及异常警报，检测水箱水位，控制给排水设备的启停。实现对积水情况的检测及智能处理，安装浸水检测节点，实现积水自动排放；启动摄像头联动，查看现场情况；远程查询浸水检测情况，确保系统安全可靠运行；远程控制水泵运行，对积水情况的进行准确监测；发出报警信号，提示值班人员采取相应措施。8 智能锁控系统对变电站所有端子箱、机构箱，检修箱，爬梯；进站门、所有房间门锁进行更换，使其具备 射频识别功能。通过授权系统和智能钥匙传送器、短信收发器完成监测变电站所有锁具开启情况。加强对变电站人员出入管理、设备使
13、用管理，实现对运维人员标准化巡视作业考核。三、变电站物联网应用考核标准1、站端系统具备与各子系统和集控站完成自动数据信息交换，接收传感网测控平台监测到的数据，评估变电站的运行状态，实现辅助系统间的协调联动。2、动力环境监控子系统具备通过智能接口对交流、直流、UPS 以及8通信等电源设备进行监控。3、图像监视及安全警卫子系统具备多种探测原理的前端探测手段协同综合工作、智能识别；对变电站围界进行全天时动态智能感知。4、火灾报警及消防子系统具备监控消防状态并根据警情进行自动或者手动的启动灭火；主控室、工具室等场所具备探测初期火灾并发出警报功能。5、空调节能及设备控制子系统具备直接远程控制风机的开启和
14、关闭等空调节能控制功能；具备根据设定的条件，对红外探测器、周界报警以及电子围栏产生的报警信号，自动打开灯光；具备通过监测关键地点的水位和传感控制，实现排水系统自动或远方控制。6、防盗报警子系统具备震动、红外探测、周界对射、电子围栏等各类报警探测功能。7、门禁控制子系统具备设备或网络故障报警、非法闯入报警、门开超时报警、非法刷卡报警以及胁迫报警等。8、智能锁控系统具备完成监测变电站所有锁具开启情况，可实现对变电站人员出入管理、设备使用管理，运维人员巡视作业考核等。9、加强运行管理。正常巡视对智能辅助系统进行检查，及时清理影响各子系统正常运行的环境设施，避免装置误报警；智能辅助系统设备纳入正常的设备管理流程，及时发现和消除缺陷。四、变电站物联网应用考核评分细则见附件
