配电房主控装置和系统的制作方法

本实用新型涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种配电房主控装置和系统。

背景技术：

配电房数量众多，而且在地域上分布非常分散和广泛，在目前运维人力物力有限的情况下，对配电房的巡检周期加长，存在巡检安全隐患。为了减少巡检安全隐患，“一流配电网”的建设逐步落地实施，智能与自愈将成为配电房主要的特点，对配电房运行环境与配电设备的高效运维也提出了更高的要求。

目前，在配电网的智能化管理系统建设方面，主要以建设智能化变电站和大型用户侧的综合节能监控为主，缺乏对中低压网架中配电房的要求和应用(包括开关站、配电站等)。在中低压网架配电房的应用中，解决配电房环境主要依靠简单的配电房环境控制设备，部分项目实现了配电房内设备的部分监测，但是系统相对孤立，无法实现系统的综合管理。

技术实现要素：

基于此，有必要针对系统相对孤立，无法实现系统的查询、监控、预警等综合管理的问题，提供一种配电房主控装置和系统。

一种配电房主控装置，包括：

数据采集装置、通信处理器和联动控制器；

所述数据采集装置、通信处理器和联动控制器均分别与各个受控设备相连接；所述数据采集装置还分别与设于各配电房的传感器相连接，所述通信处理器还与配电主站相连接；

所述数据采集装置接收所述传感器发送的检测数据，并发送给对应的受控设备，所述受控设备用于对接收到的检测数据进行数据处理，并向通信处理器和联动控制器发送数据处理结果；所述数据处理包括有效性检验、定值设置、极值统计、视频图像识别和局部放电分析；

通信处理器将所述处理结果发送给配电主站，并将配电主站反馈的控制信号发送给各个受控设备，所述控制信号用于对配电房各配电设备进行控制操作；

联动控制器接收所述数据处理结果并对安装于配电房内的风机控制器、摄像头以及水泵进行联动控制。

一种配电房主控系统，包括所述的配电房主控装置，还包括分别与数据采集装置、通信处理器和联动控制器相连接的受控设备；

所述受控设备接收所述检测数据，分别向通信处理器和联动控制器发送分析结果。

上述配电房主控装置和系统，通过将数据采集装置、通信处理器和联动控制器均分别与各个受控设备相连接，并将通信装置与配电主站相连接，数据采集装置与设于各配电房的传感器相连接，实现了各种智能监测设备与配电主站的通信交互，受控设备可以根据信息类别进行分析，在异常时进行分类告警，还能使安装于配电房的各个设备之间进行智能联动。

附图说明

图1为本实用新型的第一实施例的配电房主控装置结构示意图；

图2为本实用新型的第二实施例的配电房主控装置结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的配电房主控系统结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的配电房架构示意图；

图5为本实用新型一个实施例的系统通信网络示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合图1阐述配电房主控装置的实施例。

图1为本实用新型一个实施例的配电房主控装置结构示意图，包括：数据采集装置11、通信处理器12和联动控制器13；所述数据采集装置11、通信处理器12和联动控制器13均分别与各个受控设备14相连接；所述数据采集装置11还与设于各配电房的传感器相连接，所述通信处理器12还与配电主站相连接。

所述数据采集装置11接收所述传感器发送的检测数据，并发送给对应的受控设备14，所述受控设备14用于对接收到的检测数据进行数据处理，并向通信处理器12和联动控制器13发送数据处理结果；所述数据处理包括有效性检验、定值设置、极值统计、视频图像识别和局部放电分析；通信处理器12将所述分析结果发送给配电主站，并将配电主站反馈的控制信号发送给各个受控设备14，所述控制信号用于对配电房各设备进行控制操作；联动控制器13接收所述数据处理结果并对安装于配电房内的风机控制器、摄像头以及水泵进行联动控制。

上述实施例中，分析结果是指受控设备14将接收到的检测数据进行分类处理和数据处理，其中，数据处理可以包括有效性检验、定值设置、极值统计、视频图像识别、局部放电分析等。对接近阀值和超越阀值的检测量进行预警和告警，并结合联动控制器实现与风机控制器、摄像头、水泵的智能联动。传感器设于配电房内，可以是无源温度传感器，也可以是低压电缆无线复合型传感器。数据采集装置还能实现配电房主控装置与传感器之间的通信规约，通信规约支持多种标准协议，包含modbus、IEC-60870-101/104等。其中，modbus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件，可应用于各种数据采集和过程监控，而IEC-60870-101/104是可以应用于配电自动化系统的通信规约。受控设备14可以是内部处理器，能对采集装置发送检测数据进行处理分析，对接近阀值和超越阀值的检测量进行预警和告警，结合联动控制器13，可以实现风机控制器、摄像头、水泵等的智能联动。

上述实施例，通过将数据采集装置11、通信处理器12和联动控制器13均分别与各个受控设备14相连接，并将通信装置与配电主站相连接，数据采集装置11与设于各配电房的传感器相连接，实现了各种智能监测设备与配电主站的通信交互，受控设备14可以根据信息类别进行分析，在异常时进行分类告警，还能使安装于配电房的各个设备之间进行智能联动。

如图2所示，在一个具体的实施例中，配电房主控装置中还可以包括数据存储器15；所述数据存储器15分别与所述各个受控设备14和通信处理器12相连接；所述数据存储器15接收所述受控设备14发送的分析结果，将所述分析结果发送给通信处理器12，接收通信处理器12反馈的所述控制信号，并将所述控制信号发送给各个受控设备14。

上述实施例中，数据存储器15可以对相关的测量数据、告警数据以及文件数据进行本地存储。数据采集装置11要采集的配电房监测参量众多，全部转发到配电主站将会给配电主站带来极大的压力，受控设备14将采集到的数据进行分类处理和数据处理，将分析结果上传到配电主站。数据处理主要包括有效性检验、定值设置、极值统计、视频图像识别、局部放电分析等。数据存储过程只循环改写不支持外部改写及删除，数据具体可以存储在内部处理器，即受控装置中，也可以存储在外接的SD卡(Secure Digital Memory Card，安全数码卡)中。当需要存储的数据容量较小时，可以存储在内部处理器中，当需要存储的数据容量较大时，可以存储在外接的SD卡中。

上述实施例，通过在配电房主控装置中配置数据存储器15，使得配电房主控装置能实现动态数据在本地可靠存储，数据循环存储等功能，也能使得装置(服务器)停电时，数据不丢失。

另外，本实用新型还提供一种配电房主控系统，包括上述的配电房主控装置，还包括分别与数据采集装置11、通信处理器12和联动控制器13相连接的受控设备14；所述受控设备14接收所述检测数据，分别向通信处理器12和联动控制器13发送数据处理结果。

上述实施例中，配电房主控系统可以通过制定相应的采集与传输标准，预留数据接口，比如主控终端可以开放接口，连接用户高压室设备的监控系统，从而使得供电企业可开展设备代维等竞争性业务，同时主控终端也可以开放接口，接入低压用户的设备监测数据，以便开展综合能源服务。

上述实施例，通过制定相应的采集与传输标准，实现用电设备监控装置的“即插即用”。目前物联网、智能小区等竞争性业务发展迅速，而配电房作为能源中心，不能仅仅局限于供电，还应该具备数据中心、传输中心的功能，与用户形成有效互动。通过制定相应的采集与传输标准，预留数据接口，提高智能配电房的可扩展度，满足未来竞争性业务的扩展需求。

在一个具体的实施例中，配电房主控系统中的受控设备14包括机器人监测装置，所述检测数据包括用于监测配电网巡检机器人的机器人监测数据；所述机器人监测装置分别与数据采集装置11、数据存储器15以及联动控制器13相连接。

所述机器人监测装置接收数据采集装置11发送的所述机器人监测数据，并向数据存储器15和联动控制器13发送机器人监测结果，并接收通信处理器12反馈的控制信号，对配电房配电设备进行控制；所述机器人监测结果为机器人监测装置对机器人监测数据进行数据处理得到的数据处理结果。

上述实施例中，配电网巡检机器人即智能机器人，智能机器人上可以搭载可见光、红外摄像机和局放传感器，通过精确定位拍摄及图像识别功能，自动判断柜体指示灯状态、分合闸状态及仪表度数，监测开关柜局部放电强度，以此提高站所自动化程度，逐步脱离人工巡检方式设备状态监测。另外，还能以10kV开关柜、配电变压器、低压开关柜、低压刀闸等设备为集成监控对象，逐步完善遥信、遥测硬件设备，建立统一数据资源池，立体式的实现电网设备遥信、遥测数据的统一召集和管理，构成配电房智能管控云平台的末端触点网络。通过实时获取设备的关键状态信息，提升设备的自检能力和自我诊断能力，避免发生因信息壁垒造成的大规模安全事故，保证电网稳定运行。通过实时获取设备的关键状态信息，提升设备的自检能力和自我诊断能力，实现配电设备的状态检修，改善配电设备的运行状况，降低安全事故风险，保证电网稳定运行。

上述实施例，通过利用自动化监控与智能机器人巡检手段，实现配电运行的可观、可测、可控，推进电房环境与配电设备的智能化精益化管理，改善配电设备的运行环境，提高运维管理的实时性和有效性。从而保障电网安全和供电可靠性，提高运维与管理的质量和效率。

可选地，在配电房主控系统中，受控设备14还可以包括环境监测装置，所述检测数据还包括用于监测配电房环境的环境监测数据；所述环境监测装置分别与数据采集装置11、数据存储器15以及联动控制器13相连接。

所述环境监测装置接收数据采集装置11发送的所述环境监测数据，并向数据存储器15和联动控制器13发送环境监测结果，并接收通信处理器12反馈的控制信号，对配电房环境状况进行控制；所述环境监测结果为环境监测装置对环境监测数据进行数据处理得到的数据处理结果。

上述实施例中，环境监测装置可以将温度、湿度、粉尘、有害气体等参数进行分析处理，并将配电房内温度、湿度、粉尘、有害气体等控制在合格范围内，防止设备发生凝露、绝缘老化及外界条件下产生的局部放电等问题。也可以通过联动控制器13，实现配电房内除湿、消防烟感、水浸监测与排水、灯光自动控制、防鼠等，实现水位、环境温湿度、风机、照明、门禁、摄像头等各类设备之间的报警联动。

上述实施例，通过环境监测装置实时准确掌握配电房环境状况，可以提升配电设备运行环境，延长设备使用寿命，提高供电可靠性，减少重复性投资，提高经济效益。此外，配电房环境水平的提升也能提升运维人员与作业人员的工作环境，体现人性关怀，也改善了精神状态。

另外，本实用新型一个实施例中，配电房主控系统中，所述受控设备14还包括安防监测装置，所述检测数据还包括用于监测配电房安防系统的安防监测数据；所述安防监测装置分别与数据采集装置11、数据存储器15以及联动控制器13相连接；

所述安防监测装置接收数据采集装置11发送的所述安防监测数据，并向数据存储器15和联动控制器13发送安防监测结果，并接收通信处理器12反馈的控制信号，对配电房安防系统进行控制；所述安防监测结果为安防监测装置对安防监测数据进行数据处理得到的数据处理结果。

上述实施例中，安防系统可以利用综合门禁、人脸识别摄像头、双向语音对讲等构建反入侵系统。对安防监测数据进行分析可以提高配电房的安防监控水平，实现对施工人员的动态管理以及运维人员巡视到位的数据支撑，后续也可以支撑现场的监督管理、工作票远程签发许可、绩效考核辅助支撑等场景。

上述实施例，通过在配电房主控系统中配置安防监测装置，构建配电房反入侵系统，有效驱动生产管理业务。

其中，本实用新型还提供一种配电房主控系统，其中，所述受控设备14还包括电缆及电缆通道监测装置，所述检测数据还包括用于监测电缆及电缆通道的电缆及电缆通道监测数据；所述电缆及电缆通道监测装置分别与数据采集装置11、数据存储器15以及联动控制器13相连接。

所述电缆及电缆通道监测装置接收数据采集装置11发送的所述电缆及电缆通道监测数据，并向数据存储器15和联动控制器13发送电缆及电缆通道监测结果，并接收通信处理器12反馈的控制信号，对配电房电缆及电缆通道的环境状况进行控制，所述电缆及电缆通道监测结果为电缆及电缆通道监测装置对电缆及电缆通道监测数据进行数据处理得到的数据处理结果。

上述实施例中，可以通过监测电缆及电缆通道的温度、数据以及有害气体等参数，在参数超过阈值时进行告警，并通过启动风机通风或启动水泵排水等方式来对电缆及电缆通道的环境状况进行控制。

上述实施例，通过在配电房主控系统中配置电缆及电缆通道监测装置，调控电缆及电缆通道的环境状况，可以提升配电设备运行环境，提高供电可靠性。

进一步地，受控设备14还可以包括第一设备监测装置，所述检测数据还包括用于监测高压配电设备的第一设备监测数据；所述第一设备监测装置分别与数据采集装置11、数据存储器15以及联动控制器13相连接，其中，高压配电设备可以为工作电压为10kV的配电设备。

所述第一设备监测装置接收数据采集装置11发送的所述第一设备监测数据，并向数据存储器15和联动控制器13发送第一设备监测结果，并接收通信处理器12反馈的控制信号，对配电房中高压配电设备的运行环境进行控制；所述第一设备监测结果为第一设备监测装置对第一设备监测数据进行数据处理得到的数据处理结果。

上述实施例中，第一设备监测装置可以用于分析主触臂温度、柜内温度、电缆温度告警、局部放电、电缆头温度等参数，并在参数超过阈值时进行告警，也可以通过启动风机通风或启动空调降温等方式来降温，保证10kV的配电设备的正常运行。

上述实施例，通过在配电房主控系统中配置第一设备监测装置，监测10kV的配电设备的运行参数，发现异常数据时及时告警，可以提升配电设备运行环境，提高供电可靠性。

更进一步地，受控设备14还可以包括第二设备监测装置，所述检测数据还包括用于监测低压配电设备的第二设备监测数据；所述第二设备监测装置分别与数据采集装置11、数据存储器15以及联动控制器13相连接，其中，低压配电设备可以为工作电压为0.4kV的配电设备。

所述第二设备监测装置接收数据采集装置11发送的所述第二设备监测数据，并向数据存储器15和联动控制器13发送第二设备监测结果，并接收通信处理器12反馈的控制信号，对配电房中低压配电设备的运行环境进行控制；所述第二设备监测结果为第二设备监测装置对第二设备监测数据进行数据处理得到的数据处理结果。

上述实施例中，第二设备监测装置可以用于分析低压电缆终端温度、低压停电、低压用户电压、变压器温度等参数，并在参数超过阈值时进行告警，也可以通过启动风机通风或启动空调降温等方式来降温，保证0.4kV的配电设备的正常运行。

上述实施例，通过在配电房主控系统中配置第二设备监测装置，监测0.4kV的配电设备的运行参数，发现异常数据时及时告警，可以提升配电设备运行环境，提高供电可靠性。

另外，在本实用新型的一个实施例中，受控设备14还可以包括热成像采集装置，所述检测数据中还包括用于监测热成像采集装置的热成像采集数据；所述热成像采集装置分别与数据采集装置11、数据存储器15以及联动控制器13相连接；

所述热成像采集装置接收数据采集装置11发送的所述采集数据，并向数据存储器15和联动控制器13发送热成像分析结果，并接收通信处理器12反馈的控制信号，对配电房内热成像数据超过阈值的变压器进行告警；所述热成像分析结果为热成像采集装置对热成像采集数据进行数据处理得到的数据处理结果。

上述实施例中，热成像采集装置可以用于分析配电房内变压器的热成像数据，并通过异常数据定位发生故障的变压器，并进行告警。随着新事故调查规程的发布，对重要用户供电保障的要求越来越高，尤其是针对重要用户和保供电用户的电力安全事件的认定标准极为严格，保供电工作压力巨大。例如，春节、国庆等节假日保供电工作规定保供电用户不能中断供电30分钟以上，但无论从人员安排还是反应速度都无法确保由于故障断电后在1小时内恢复供电。若配合监控视屏，实现故障定位与分析、全景可视化等功能，就能实现生产现场信息的实时掌控和指挥与现场的实时互动，以战略指导方式，下达控制指令或下发机制策略至前端感知系统，指导前端人机交互，显著提高生产指挥自动化和信息化水平，实现生产指挥有效前移，检修资源实时管控。

上述实施例，通过在配电房主控系统中配置热成像采集装置，监测配电房内变压器的红外热成像数据，发现异常数据时及时告警，及时定位故障位置并进行故障隔离，可以优化资源和人力配置，有力支撑保供电业务，持续提升专项保电和应急指挥能力。

具体地，如图3所示，受控装置内的各个设备都可以相互连接，并与联动控制器13相连接。能更好地实现安装于配电房内的各个设备之间进行智能联动。图4为配电房的架构示意图，一共可以分成应用层、融合层和感知层三层。其中配网运维管控平台即为配电主站，配电房主控系统可以进行环境监测、电缆及电缆通道监测、安防监测、高压(10kV)设备监测、低压(0.4kV)设备监测以及配电网巡检机器人监测等，其中配电网巡检机器人也属于10kV设备监测，但配电网巡检机器人除了具有设备监测功能外还具有环境监测功能，所以将其单独列出来，多种监测类型同时开展，监测的对象有的会出现重复，但可以保证更精确地进行监测，并且当一种监测类型出现故障时，可以通过其它类型的监测来继续开展监测工作。图4中列出了每种监测对应的配电房设备。配电房主控系统的监测对象包括但不仅限于上述几种类型，还可以对配电房内的变压器的热成像数据等进行监测。另外，在一个具体的实施例中，配电网主控系统还包括手持红外热成像仪，配网运维管控平台还可以直接接收手持红外热成像仪发送的热成像数据，手持红外热成像仪可以用于直接观察、发现所有连接点的热隐患、设备及元气件的隐患，对于那些由于被遮挡而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传递到外面部件上的情况加以分析，从而得出结论。

图5为本实用新型一个实施例的配电房主控系统的通信网络示意图，其中，配电运维管理平台即配电主站，配电房主控系统连接ONU(Optical NetworkUnit，光网络单元)，ONU通过光纤网络与配电网运维管理平台进行通信。与配电房进行通信的设备包括但不仅限于行环境监测类、电缆及电缆通道监测类、安防监测类、高压(10kV)设备监测类、低压(0.4kV)设备监测类以及配电网巡检机器人监测等，还可以包括用于监测配电房变压器的红外热热成像仪。其中配电网巡检机器人也属于10kV设备监测，但配电网巡检机器人除了具有设备监测功能外还具有环境监测功能，所以将其单独列出来。另外，用于监测电缆等的手持红外热成像仪也可以直接与配网运维管理平台进行通信。

在本实用新型的实施例中，受控装置14可以根据信息类别进行分析，并且在异常时分类告警，告警信号如表1所示。

表1：异常信号分类告警

在本实用新型的实施例中，联动控制器13可以根据传感器数据分析以及告警信息实现与视频、风机控制器、水泵控制器之间的智能联动，智能联动类型如表2所示。

表2：智能联动分类

上述实施例，可以充分得利用数据采集装置11采集到的数据，充分利用大数据技术开展配电设备监测数据的优化利用，实现主动运维及状态检修，结合资产全寿命周期原理，开展设备诊断与风险预警，制定差异化的检修策略，实现设备成本管理的最优化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。