智能变电站物联网辅助监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能变电站物联网辅助监控系统，包括集中管控计算机、变电站控制计算机、检测设备、控制设备和报警装置；所述检测设备包括视频监控装置、烟感传感器、温湿度传感器、六氟化硫传感器、水位传感器和红外电子围栏；所述控制设备包括排风扇控制器、空调控制器、除湿机控制器、排水泵控制器和泡沫喷淋控制器；所述检测设备、控制设备和报警装置均与所述变电站控制计算机相连接，所述变电站控制计算机还与所述集中管控计算机相连接。本实用新型的智能变电站物联网辅助监控系统，具有对变电站进行高智能化的实时监控、提高变电站的工作质量和效率、保障了变电站的可靠性和安全性等优点。
【专利说明】智能变电站物联网辅助监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能变电站物联网辅助监控系统。
【背景技术】
[0002]智能变电站由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能的变电站，是智能电网的重要基础和支撑，为智能电网的信息化、自动化、互动化提供技术基础。
[0003]物联网应用于智能电网是信息通信技术(ICT)发展到一定阶段的必然结果，将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，使信息通信基础设施资源服务于电力系统运行，提高电力系统信息化水平，改善现有电力系统基础设施的利用效率。物联网技术应用于智能电网，将能有效地为电网中发电、输电、变电、配电、用电等环节提供重要技术支撑，为国家节能减排目标做出贡献。基于物联网的产品服务平台集成“身份识别、位置信息、触发机制、专用网络”四大要素，可实现先进可靠、标准统一的通信信息感知和接入，及分布式智能信息传输、计算和控制，能较好的支撑智能变电站一体化监控平台的建设，是智能化变电站应用的一个重要方向。
实用新型内容
[0004]本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种智能变电站物联网辅助监控系统，以便于对变电站进行实时的自动监控、实现变电站的信息化和自动化。
[0005]本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。
[0006]智能变电站物联网辅助监控系统，其结构特点是，包括集中管控计算机、变电站控制计算机、检测设备、控制设备和报警装置；所述检测设备包括视频监控装置、烟感传感器、温湿度传感器、六氟化硫传感器、水位传感器和红外电子围栏；所述控制设备包括排风扇控制器、空调控制器、除湿机控制器、排水泵控制器和泡沫喷淋控制器；所述检测设备、控制设备和报警装置均与所述变电站控制计算机相连接，所述变电站控制计算机还与所述集中管控计算机相连接。
[0007]所述红外电子围栏包括用于围成试验区域的多个支架、无线电接收装置和保护动作装置，所述支架上设置有红外线发射装置、红外线接收装置、无线电发射装置和电源。
[0008]本实用新型的智能变电站物联网辅助监控系统的结构特点也在于:
[0009]所述视频监控装置为高清摄像机。
[0010]所述报警装置包括短信报警装置、邮件报警装置、电话报警装置和声光报警器。
[0011]所述变电站控制计算机与所述报警装置之间通过RS232总线相连接。
[0012]所述集中管控计算机和所述变电站控制计算机之间通过RJ45网线或者3G网线通信网络相互通信。
[0013]所述检测设备和控制设备通过ZigBee无线通信网络与所述变电站控制计算机相互通信。
[0014]与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在:
[0015]本实用新型的智能变电站物联网辅助监控系统，所述变电站控制计算机、检测设备和控制设备内部均包含有ZigBee无线通信模块，使得这些检测或控制设备都能够通过ZigBee无线网关与变电站控制计算机之间传递数据。检测设备和控制设备均能够通过ZigBee无线网关与变电站控制计算机通信。
[0016]1、本实用新型采用的基于物联网技术的ZigBee无线网络，具有通讯加密、传输稳定和功耗极低的特点。采用无线通信技术减少了施工布线，降低现场施工难度；无线加密技术提供了可靠信息通道；而极低的功耗可以保证有源传感器长时间稳定工作，可以有力保障系统的可靠性和安全性。
[0017]2、本实用新型采用新兴物联网技术，结合变电站实际情况，使用ZigBee无线传感网络技术，将原来独立运行的各类辅助监控子系统联合成一个智能化的集成平台，并且使得各类辅助监控终端具备了“全面感知、可靠传输、智能处理”的能力，提高了变电站的智能化水平。
[0018]3、本实用新型部署采用分层、分级结构，系统为B/S架构，结构清晰；客户端无需安装客户端，仅需WEB浏览器即可登入，系统部署简单。
[0019]4、本实用新型将物联网与智能变电站的结合应用将大大提升智能变电站的信息感知能力、通信支持能力及信息分析能力；将物联网关键技术应用于智能变电站，构建变电站运行及管理信息感知服务中心，为智能变电站的高级应用提供重要技术支撑。
[0020]5、本实用新型变电站物联网辅助监控系统在电力行业中的应用，不仅提高了变电站整体对于环境的辅助监控能力，提高了企业的管理水平和经济效益，有效了保证了电力安全供应，而且还增加了与社会各个行业的交流，进而提升“国家电网”企业的社会形象，不断促进企业的快速发展。
[0021]本实用新型的智能变电站物联网辅助监控系统，具有对变电站进行高智能化的实时监控、提高变电站的工作质量和效率、保障了变电站的可靠性和安全性等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的智能变电站物联网辅助监控系统的结构框图。
[0023]图2为本实用新型的智能变电站物联网辅助监控系统的红外电子围栏的结构框图。
[0024]以下通过【具体实施方式】，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
【具体实施方式】
[0025]参见图1，智能变电站物联网辅助监控系统，其包括集中管控计算机、变电站控制计算机、检测设备、控制设备和报警装置；所述检测设备包括视频监控装置、烟感传感器、温湿度传感器、六氟化硫传感器、水位传感器和红外电子围栏；所述控制设备包括排风扇控制器、空调控制器、除湿机控制器、排水泵控制器和泡沫喷淋控制器；所述检测设备、控制设备和报警装置均与所述变电站控制计算机相连接，所述变电站控制计算机还与所述集中管控计算机相连接。[0026]所述视频监控装置为高清摄像机。
[0027]所述报警装置包括短信报警装置、邮件报警装置、电话报警装置和声光报警器。
[0028]所述变电站控制计算机与所述报警装置之间通过RS232总线相连接。
[0029]所述集中管控计算机和所述变电站控制计算机之间通过RJ45网线或者3G网线通信网络相互通信。
[0030]所述检测设备和控制设备通过ZigBee无线通信网络与所述变电站控制计算机相
互通信。
[0031]如图2所示，所述红外电子围栏包括用于围成试验区域的多个支架、无线电接收装置和保护动作装置，所述支架上设置有红外线发射装置、红外线接收装置、无线电发射装置和电源；所述红外线发射装置用于发射红外线，所述红外线接收装置用于接收其他支架发送的红外线，所述无线电发射装置用于当两个支架之间的红外线被隔断时发送控制信号给无线电接收装置，无线电接收装置用于接收无线电发射装置发送的控制信号并向保护动作装置传送动作信号，保护动作装置接收到无线电接收装置传送的动作信号后执行切断试验电源的动作。由多个支架围成试验区域，相邻的两个支架之间通过红外线的收发实现围栏功能。采用3?5个支架，一般地采用4个支架构成四边形实验区，将四个支架设置在矩形区域的四个角上，每个支架发射一条红外线，由四条红外线将矩形区域围住。一旦有人误入试验区，红外线就会被切断，该条红外线的红外线发射装置就会给无线电发射装置和变电站控制计算机一个控制信号。无线电发射装置将控制信号发送给无线电接收装置，由无线电接收装置触发动作保护装置，由动作保护装置将试验区的试验电源切断，使得试验区从高压带电状态转为不带电的状态，从而使得误入试验区的人员不会触电，避免了触电事故的发送，保证了工作人员的人身安全。同时，变电站控制计算机通过报警装置提醒工作人员，有人误入高压危险区域，需要及时处理。所述红外电子围栏还设有声光报警装置。在红外电子围栏的支架上设置声光报警装置，一旦有人进入试验区域，支架上的声光报警装置会发出声音警示，提醒相关人员不要进入试验区域。在报警的同时动作保护装置会切断电源，试验人员通过声光报警装置会得知停电的原因是由于有人误入试验区域而引起的。
[0032]所述变电站控制计算机、检测设备和控制设备内部均包含有ZigBee无线通信模块，使得这些检测或控制设备都能够通过ZigBee无线网关与变电站控制计算机之间传递数据。
[0033]检测设备将检测到的各项参数发送给变电站控制计算机，变电站控制计算机根据检测到的参数产生控制指令，并将控制指令发送给空调控制器、除湿机控制器等控制设备，由这些控制器控制空调、除湿机等设备，从而自动调整变电站内的各项参数。
[0034]在需要报警时，由变电站控制计算机将报警指令发送给报警装置，由报警装置能通过自身的四种报警方式进行报警，使得工作人员能够实时地了解变电站的工作状态，从而能够实时地对变电站进行监控，可以实现变电站环境辅助监控自动化、智能化，减少值班运行人员的工作量。本系统不仅实现了变电站辅助监控单元的信息集成，而且还实现了各单元间的智能联动控制，真正有效地提高了运行人员的工作质量和效率，也为管理部门提供有效的监督管理手段和方法。
[0035]本实用新型的变电站实时监控系统，其构成包括“主动视频监控”、“温湿度监测”、“六氟化硫SF6气体含量监测”、“漏水检测”和“联动控制”等子系统。[0036]所述主动视频监控是安装高清网络摄像机，设置“虚拟围栏”、“移动侦测”功能，用于环境安防监控。.[0037]所述温湿度监测是安装基于物联网技术的温湿度传感器，以ZigBee无线网为信息通道，用于采集温湿度数据。
[0038]所述六氟化硫SF6气体含量监测是安装六氟化硫气体监测传感器，以ZigBee无线网为信息通道，用于采集室内六氟化硫气体空气含量数据。
[0039]所述水位检测是安装水位传感器，以ZigBee无线网为信息通道，用于检测水位情况。一旦相关位置的水位超过预设值，通过控制排水泵进行排水，使得变电站内的设备不会因为积水而发生意外断电事故。
[0040]烟感传感器用于检测室内的烟雾浓度，一旦烟雾浓度超过预设值，说明可能存在火灾情况，由变电站控制计算机将火灾报警指令发送给报警装置，由报警装置能通过自身的四种报警方式进行报警，使得工作人员能够及时知道变电站内可能出现了火灾，需要及时处理。
[0041]红外围栏用于设置在高压危险区域内。当有人误入该区域的边缘时，红外围栏检测到有人进入，立即发出报警信号给变电站控制计算机，同时围栏的支架上也设置声光报警器，进行声光报警，提醒误入的人员注意。同时变电站控制计算机通过报警装置提醒工作人员，有人误入高压危险区域，需要及时处理。
[0042]所述联动控制是安装控制计算机作为服务器系统平台，通过企业专网为通信基础，采用以ZigBee无线组网技术，再通过ZigBee无线网关和ZigBee无线控制器，智能地控制各类环境调节及监测设备，用于图像抓拍摄录、温湿度调节、室内换气调节和排水调节。
[0043]所述ZigBee传感网是一种基于ZigBee协议栈的无线组网技术，是物联网技术中组网方式的一种，该协议用于终端传感器灵活智能地组网，提供可靠、加密的数据传输通道。
[0044]所述主动视频高清摄像机通过电力系统专网接入系统平台，通过平台的主动视频分析功能实现“虚拟围栏”、“移动侦测”功能，并在触发告警后，联动主动视频高清摄像机进行录像、拍照，并通过报警主机及时通知用户；所述温湿度传感器通过ZigBee传感网将实时采集的温湿度数据发送给系统平台，当数据超标告警产生后，通过报警主机自动联动空调控制器和除湿机控制器发送控制指令，运行空调和除湿机，进行降温、除湿操作；所述六氟化硫SF6监测传感器，通过ZigBee传感网将实时采集的六氟化硫气体空气含量数据发送给系统平台，当数据超标告警产生后，通过报警主机自动联动排风扇控制器向排风扇发送控制指令，进行排风换气操作。
[0045]本实用新型具有以下几个技术特点。
[0046]1、本实用新型采用的基于物联网技术的ZigBee无线网络，具有通讯加密、传输稳定和功耗极低的特点。采用无线通信技术减少了施工布线，降低现场施工难度；无线加密技术提供了可靠信息通道；而极低的功耗可以保证有源传感器长时间稳定工作。本实用新型采用ZigBee无线网络技术，可以有力保障系统的可靠性和安全性。
[0047]2、本实用新型采用新兴物联网技术，结合变电站实际情况，使用ZigBee无线传感网络技术，将原来独立运行的各类辅助监控子系统联合成一个智能化的集成平台，并且使得各类辅助监控终端具备了“全面感知、可靠传输、智能处理”的能力，提高了变电站的智能化水平。
[0048]3、本实用新型部署采用分层、分级结构，系统为B/S架构，结构清晰；客户端无需安装客户端，仅需WEB浏览器即可登入，系统部署简单。
[0049]4、本实用新型将物联网与智能变电站的结合应用将大大提升智能变电站的信息感知能力、通信支持能力及信息分析能力；将物联网关键技术应用于智能变电站，构建变电站运行及管理信息感知服务中心，为智能变电站的高级应用提供重要技术支撑。
[0050]5、本实用新型变电站物联网辅助监控系统在电力行业中的应用，不仅提高了变电站整体对于环境的辅助监控能力，提高了企业的管理水平和经济效益，有效了保证了电力安全供应，而且还增加了与社会各个行业的交流，进而提升“国家电网”企业的社会形象，不断促进企业的快速发展。
[0051]本实用新型通过物联网传感网(ZigBee传感网)和智能传感器把各种辅助监控设备、设施连接到一起，形成一个统一的信息服务总线，不仅开创物联网在智能变电站中应用的先河，也为物联网技术在国家电网智能电网建设中的应用提供了有效借鉴。通过实用新型变电站物联网辅助监控系统:首先，管理人员可以直接在控制台配置智能联动策略，使各子系统自动联动，实现无需涉足现场即可完成日常管理事务，可以有效提高管理人员工作效率，节约资源投入；其次，系统具备的“全面感知、可靠传输、智能处理”能力，很大程度上提升了变电站智能化水平，达到了国家电网有关智能电网的建设要求。
【权利要求】
1.智能变电站物联网辅助监控系统，其特征是，包括集中管控计算机、变电站控制计算机、检测设备、控制设备和报警装置；所述检测设备包括视频监控装置、烟感传感器、温湿度传感器、六氟化硫传感器、水位传感器和红外电子围栏；所述控制设备包括排风扇控制器、空调控制器、除湿机控制器、排水泵控制器和泡沫喷淋控制器；所述检测设备、控制设备和报警装置均与所述变电站控制计算机相连接，所述变电站控制计算机还与所述集中管控计算机相连接； 所述红外电子围栏包括用于围成试验区域的多个支架、无线电接收装置和保护动作装置，所述支架上设置有红外线发射装置、红外线接收装置、无线电发射装置和电源。
2.根据权利要求1所述的智能变电站物联网辅助监控系统，其特征是，所述视频监控装置为高清摄像机。
3.根据权利要求1所述的智能变电站物联网辅助监控系统，其特征是，所述报警装置包括短信报警装置、邮件报警装置、电话报警装置和声光报警器。
4.根据权利要求1所述的智能变电站物联网辅助监控系统，其特征是，所述变电站控制计算机与所述报警装置之间通过RS232总线相连接。
5.根据权利要求1所述的智能变电站物联网辅助监控系统，其特征是，所述集中管控计算机和所述变电站控制计算机之间通过RJ45网线或者3G网线通信网络相互通信。
6.根据权利要求1所述的智能变电站物联网辅助监控系统，其特征是，所述检测设备和控制设备通过ZigBee无线通信网络与所述变电站控制计算机相互通信。
【文档编号】G05B19/418GK203630582SQ201320646865
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】侯凤岭, 张谢, 桂宁, 樊桂枝, 万顺, 刘登兵 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司合肥供电公司