本发明涉及供电技术领域，特别是涉及一种海上升压站配电室巡控系统及升压站配电室。
背景技术：
我国海上风能资源丰富，随着海上风电开发的实现技术不断进步取得突破，海上风电逐步成为我国未来清洁能源开发的重点。由于海上风电场分布广阔、海上气候环境恶劣，海上风电场的运行巡检工作远比陆上风电场的巡检工作困难复杂，传统的风电场运行管理方案主要是针对陆上的环境特点设计的，无法满足海上风电场的运行管理。海上风电场中的升压站配电室，承担着整个风电厂电能的传输与分配重任，是风电场运行管理中重要的一环。
海上风电场的升压站通常是无人值守的，发明人在实现本发明技术方案的过程中，发现对于海上风电场的巡检工作，传统的技术手段是安装视频监控器和火灾报警系统进行监测管理，存在巡检效率较低的问题，无法满足海上风电场的升压站配电室的巡检需求。
技术实现要素：
基于上述分析，有必要针对传统的巡检方式，存在巡检效率较低的问题，提供一种海上升压站配电室巡控系统，以及一种升压站配电室。
为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：
一种海上升压站配电室巡控系统，包括信息采集终端和联控装置；所述联控装置通信连接所述信息采集终端，以及用于通信连接升压站配电室的环境控制设备；
所述信息采集终端对升压站配电室的目标设备和室内环境进行巡检并采集目标信息，所述信息采集终端根据所述目标信息判定出现故障时，向所述联控装置发送故障控制请求；
所述联控装置接收到所述故障控制请求后，根据所述故障控制请求确定所述故障的故障信息，并根据所述故障信息控制关联的所述环境控制设备处理所述故障。
在其中一个实施例中，还包括数据监控装置，所述数据监控装置分别通信连接所述信息采集终端和所述联控装置；
所述数据监控装置接收到所述目标信息后，对所述目标信息进行数据管理分析，得到分析结果并发送到陆上监控系统；其中，所述分析结果用于指示所述陆上监控系统根据所述分析结果，对所述升压站配电室进行状态监视和故障预警。
在其中一个实施例中，所述数据监控装置包括数据服务器，所述数据服务器用于接收到所述目标信息后，将所述目标信息进行分类整合，通过故障分析得到所述分析结果并发送到所述陆上监控系统。
在其中一个实施例中，所述数据监控装置还包括操控终端，所述操控终端与所述数据服务器通信连接，所述操控终端用于在所述数据服务器根据所述分析结果检测到异常数据时，对所述信息采集终端进行远程操控。
在其中一个实施例中，所述目标信息包括所述升压站配电室的目标设备的运行状态信息和/或所述升压站配电室的环境信息。
在其中一个实施例中，所述信息采集终端包括设置有中控器、摄像机和局放传感器的巡检机器人，所述中控器分别与所述数据监控装置和所述联控装置通信连接；
所述中控器分别电连接所述摄像机和所述局放传感器，所述中控器用于控制所述摄像机和所述局放传感器对所述升压站配电室的目标设备进行移动巡检，以及采集所述运行状态信息。
在其中一个实施例中，所述巡检机器人还设置有红外相机、湿度传感器、噪声传感器、化学气体传感器和烟雾传感器；
所述中控器分别电连接所述红外相机、所述湿度传感器、所述噪声传感器、所述化学气体传感器和所述烟雾传感器，以及控制所述红外相机、所述湿度传感器、所述噪声传感器、所述化学气体传感器和所述烟雾传感器对所述升压站配电室的室内环境进行移动巡检，采集所述环境信息。
在其中一个实施例中，所述中控器在启动时，向所述联控装置发送触发信号，使所述联控装置根据所述触发信号控制所述升压站配电室的照明系统同步工作。
在其中一个实施例中，还包括交换机，所述信息采集终端和所述联控装置分别通过所述交换机与所述数据监控装置通信连接。
一种升压站配电室，包括目标设备、环境控制设备和所述的海上升压站配电室巡控系统；所述海上升压站配电室巡控系统用于对所述目标设备和所述配电室本体的室内环境进行巡控。
上述实施例的一个技术方案具有如下有益效果：
通过信息采集终端对海上风电场的升压站配电室进行巡检和采集所需监测的目标信息，联控装置进而根据前述的目标信息判断升压站配电室的运行状况，并针对运行状况对升压站配电室的环境设备进行联动控制，实现海上风电场的升压站配电室的自动巡控，大大提高巡检效率，同时，由信息采集终端进行自动巡检、联控装置相应进行联动控制，也大大降低了海上风电场的升压站的运维成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的海上升压站配电室巡控系统的第一示意性简要结构示意图；
图2为本发明一实施例的海上升压站配电室巡控系统的第二示意性简要结构示意图；
图3为本发明一实施例的海上升压站配电室巡控系统的第三示意性简要结构示意图；
图4为本发明一实施例的海上升压站配电室巡控系统的第四示意性简要结构示意图；
图5为本发明一实施例的巡检终端的结构示意图；
图6为本发明一实施例的巡检终端应用示意图；
图7为本发明一实施例的海上升压站配电室巡控系统的第五示意性结构示意图；
图8为本发明一实施例的升压站配电室简要结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的海上升压站配电室巡控系统的具体实施方式作详细的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
海上风电场分布区域广且海上气候环境较为恶劣，故障发生率较陆地发电场高，常常导致海上风电场运行巡检的工作难以开展，且成本较高。海上风电场中的海上升压站配电室，承担着整个电场生产的电能传输与分配的重任，是海上风电场运行管理中较为重要的一环。为了确保海上升压站配电室安全、稳定且经济地运行，保障海上风电场的经济效益，必须建设一套功能完备、稳定可靠的海上升压站配电室综合巡检系统，对海上风电场的配电室进行集中、智能化管理，实现海上升压站配电室的智能化运营。
请参阅图1，本发明实施例提供一种海上升压站配电室巡控系统100，包括信息采集终端12和联控装置14。联控装置14通信连接信息采集终端12。联控装置14还用于通信连接升压站配电室的环境控制设备20。信息采集终端12对升压站配电室的目标设备和室内环境进行巡检并采集目标信息。信息采集终端12根据目标信息判定出现故障时，向联控装置14发送故障控制请求。联控装置14接收到故障控制请求后，根据故障控制请求确定故障的故障信息，并根据故障信息控制关联的环境控制设备20处理故障。
其中，目标设备可以是升压站配电室内的各种电力设备，例如高压柜、变压器和其他电气屏柜设备。目标信息可以是升压站配电室内各目标设备的运行状态信息和/或升压站配电室的室内环境信息，例如目标设备的运转指示灯状态、报警指示状态、闸刀开闭状态、局部放电状态或者设备运转噪声或其他能够表征设备运行状态的信息；环境信息例如可以是升压站配电室内的室内温度、湿度、噪声、SF6(六氟化硫)等化学气体、烟雾或者其他可以表征室内环境的信息。前述的故障可以是目标设备的各种异常运行状态或者室内环境异常状态，例如可以是但不限于高压柜局部放电异常、温度过高、设备运行噪声过大、设备的某一部件过流导致产生烟雾或者室内湿度过大、室内SF6浓度过高等。故障信息可以包含但不限于前述各类故障的发生位置、故障类型和/或故障等级。
可以理解，信息采集终端12、联控装置14和环境控制设备20之间的通信连接可以是有线连接，也可以是无线连接，只要能够实现各自之间的通信功能均可，本说明书中对此不作限定。信息采集终端12可以是集成化的巡检设备，例如装设在升压站配电室内与各排目标设备位置匹配装设的轮式或者导轨式巡检机器人。联控装置14可以是海上升压站控制室内的集控服务器，通过与升压站配电室的各环境控制设备20的控制器101通信连接，实现环境控制设备20的自动联动控制。环境控制设备20可以包含但不限于升压站配电室的设有控制器101的风机、空调、水泵、自动门、火灾报警装置和照明系统。需要说明的是，图1中仅是示意性地示出了部分环境控制设备20，而非对环境控制设备20的具体限定，且各环境控制设备20内的虚线框表示其控制器101。控制器101可以是执行启停控制功能的开关电路模块或者单片机，可与联控装置14通信连接，实现接收到联控装置14发出的控制指令后，控制所属环境控制设备20的启停。
具体的，海上升压站配电室巡控系统100，通过信息采集终端12对室内的各类目标设备进行目标信息采集，在实时采集目标信息的过程中，可以根据目标信息判断出现故障后，可以向联控装置14发送对应该故障的故障控制请求。联控装置14接收到故障控制请求后，可以根据该故障控制请求确定故障的位置、类型和/或故障等级等故障信息。联控装置14可以根据故障信息控制关联的环境控制设备对故障进行对应的处理。例如，高压柜长时间高负荷运行导致室内温度高于各设备正常运行所允许的环境温度阈值，信息采集终端12从采集到的温度信息中监测到温度异常，判定出席温度故障并向联控装置14发送故障控制请求；联控装置14可以根据该故障控制请求确定到温度异常的源位置并根据温度超过环境温度阈值的级别大小，控制空调开启以及开启的时长，将室内温度调节到允许的环境温度阈值以内。又例如，当海平面上升使水位过于接近升压站配电室地板，导致室内湿度超过允许的室内湿度阈值，当信息采集终端12从采集到的湿度信息中监测到湿度异常，判定出现过湿故障并向联控装置14发送故障控制请求；联控装置14可以根据该故障控制请求确定到湿度超过环境湿度阈值的级别大小，控制空调和/风机开启以及开启的时长，将室内湿度调节到允许的环境湿度阈值以内，及时消除环境湿度对配电室内各设备的正常运行。
如此，通过信息采集终端12和联控装置14的设计与协同运作，可以有效且及时地应对海上风电场中，各升压站配电室内各目标设备的异常运行状态和异常环境状态，升压站配电室的运维管理智能化程度高，大大提高了巡检效率。通过智能联动控制，可有效避免一般的设备故障恶化导致目标设备损毁而需安排运维人员到场进行检修，从而也可以大大降低海上风电场或者其他领域中，巡检不便的升压站配电室的运维成本。配电室的环境控制响应快速及时，更能满足海上风电场的电网自动化运维的要求。
请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，海上升压站配电室巡控系统100还可以包含数据监控装置16。数据监控装置16分别通信连接信息采集终端12和联控装置14。数据监控装置16接收到目标信息后，对目标信息进行数据管理分析，得到分析结果并发送到陆上监控系统30。其中，分析结果用于指示陆上监控系统30根据分析结果，对升压站配电室进行状态监视和故障预警。
可以理解，数据监控装置16可以是装设在陆上管理中心的、由服务器组成的具有数据管理、分析和监控等功能的数据管理平台。数据监控装置16与信息采集终端12和联控装置14之间的通信连接可以是通过海底光缆或者其他数据传输电缆的有线连接，也可以是无线通信连接，只要能够实现所需的数据传输等通信功能均可，本说明书中对此不作限定。
具体的，数据监控装置16可以实时从信息采集终端12上获取目标信息，还可以从联控装置14上获得故障处理的反馈信息或者向联控装置14发送控制指令等。数据监控装置16可以对获得的目标信息进行数据分类、统计存储、故障分析预测等的数据管理分析，得到基于目标信息或者目标信息结合历史的目标信息的分析结果。分析结果可以包含目标设备的前述实施例中的故障信息，以及故障的原因和故障的预测信息等内容，可以供运维人员进行运维决策参考。数据监控装置16也可以将分析结果发送到主管整个海上风电场的陆上监控系统30，从而可以使得陆上监控系统30可以通过数据监控装置16实时监视到升压站配电室的运行状况，以便及时进行故障预警。
上述的数据管理分析例如可以是：数据监控装置16根据接收到的目标信息，统计升压站配电室各重要目标设备的运行电流、电压、开关状态等信息，记录升压站配电室的室内温度、湿度和SF6气体含量等环境信息。基于得到的最新目标信息生成最新的巡检记录以及更新历史巡检记录，方便运维人员进行实时查看和跟踪管理，或者导出最新的巡检报告。前述记录和/或报告可以是报表的形式存储。
上述的目标信息可以包含视频和图片等信息，数据监控装置16可以通过整合各目标设备的历史目标信息，形成各目标设备的历史巡检数据，从而更直观的反映各目标设备的运行状态的变化及其变化趋势，实现对目标设备及室内环境的可视化、可预测的监管。数据监控装置16还可以基于目标信息所包含的故障的原始信息进行异常分析，以便标识和定位发生故障的目标设备和环境异常类型，方便将未处理的故障进行提示告警，使运维人员及时进行针对性处理；已处理的故障则可归档存储，以便运维人员在需要时调取相应的故障告警及其处理信息。前述的故障一般与信息采集终端12监测的故障对应一致。
如此，将目标信息传输到数据监控装置16进行数据管理分析，可以使运维人员在陆上即可获悉升压站配电室的运行状况；根据分析结果：例如通过数据监控装置16基于目标信息，分析不同时间段内不同目标设备的运行状态及变化趋势，可提前发现目标设备潜在的问题、并对潜在的问题进行分析及生成解决建议的提示。例如通过数据监控装置16实时分析出目标信息中的环境数据，在监测到异常时，可及时发出环境异常告警，通知运维人员进行应对。例如通过数据监控装置16综合巡检的历史目标信息及故障信息进行汇总分析，发生常见故障时可以确定其产生的原因。数据监控装置16还可以数据表格和图表的形式，输出包含配电室当前的目标信息和历史目标信息的监控报告，其中，目标信息和历史目标信息可以包括配电室的异常状况、目标设备及室内环境的异常状况的分布、目标设备的异常类型的统计结果和/或环境异常的类型统计等信息。综上，从而可实现多方面地提升升压站配电室的自动化智能化水平，进一步地提高巡检效率，降低巡检成本。
在其中一个实施例中，数据监控装置16包括数据服务器。数据服务器用于接收到目标信息后，将目标信息进行分类整合，通过故障分析得到分析结果并发送到陆上监控系统30。
可以理解，数据监控装置16可以包含一个或者多个数据服务器，各数据服务器可以通过总线、海底光缆和无线中的任一种或者几种组合的方式通信连接信息采集终端12和联控装置14，以实现信息采集终端12得到的目标信息传送和/或对联控装置14的指令信息交互。各数据服务器可以将获取的目标信息进行分类、整合，例如结合历史的目标信息进行分类、统计、整合等处理，进而利用故障分析对前述处理后的目标信息进行分析和故障预测，得到故障分析预测的分析结果并发送到陆上监控系统30。其中，故障分析可以根据具体的运维需要，使用常用的故障分析方法依据目标信息进行分析，本说明书中对此不作限定。
如此，通过各数据服务器的数据分析处理，可以实时获得升压站配电室的运行状态信息，使陆上监控系统30可以对升压站配电室的各目标设备的故障状况进行实时的监控和预警，对升压站配电室的室内环境的异常状况进行监控和记录，无需在一般的异常状况下派出运维人员到场处理且能够提前获知现场状况，大大提高升压站配电室的巡检效率，降低运维成本。
在其中一个实施例中，数据服务器可以采用集群配置的方式。也即是说，数据监控装置16可以是由多个服务器构成的分布式服务器网络，如图3所示，其中所示的数据服务器仅为示意性的，本领域技术人员可以理解，数据服务器的具体数量可以多于三个。如此，可以大大提高数据服务器的数据管理分析的性能。
请参阅图4，在其中一个实施例中，数据监控装置16还包括操控终端162，操控终端162与数据服务器通信连接。操控终端162用于在数据服务器根据分析结果检测到异常数据时，对信息采集终端12进行远程操控。
可以理解，操控终端162可以是与数据服务器或者各数据服务器中的主控数据服务器通信连接的各类电脑设备或者移动终端设备。具体的，操控终端162可以与信息采集终端12通信连接，如此，在数据服务器根据分析结果检测到异常数据时，运维人员可以远程操控信息采集终端12进行定点巡检，方便精确确认故障或者异常的位置及其发生的原因，巡检效率更高。
在其中一个实施例中，操控终端162可以通信连接联控装置14，通过远程授权联控装置14，实现运维人员远程对环境控制设备20进行控制，灵活高效，降低运维成本。
请参阅图5和图6，在其中一个实施例中，信息采集终端12包括设置有中控器122、摄像机124和局放传感器126的巡检机器人，中控器122分别与数据监控装置16和联控装置14通信连接。中控器122分别电连接摄像机124和局放传感器126。中控器122用于控制摄像机124和局放传感器126对升压站配电室的目标设备进行移动巡检，以及采集运行状态信息。
可以理解，信息采集终端12可以是市面上常用的导轨式巡检机器人或者定制的巡检机器人。巡检机器人可以设置有摄像机124、局放传感器126以及控制用的中控器122。摄像机124例如可以是具有视频图像识别功能的可见光相机。局放传感器126例如可以是各类常用的局部放电检测仪。中控器122例如可以是巡检机器人的控制MCU及其所在的主板电路。其中，图5中虚线表示电连接，双箭头实线表示通信连接；其余示意图中双箭头实线或虚线均表示通信连接。
具体的，巡检机器人可以在受控或者自动的模式下，在与目标设备位置匹配设置的导轨50上对目标设备进行移动巡检，例如巡检机器人可以在导轨50上移动时，对目标设备如高压柜的重要部位、工作仪表、指示灯及闸刀开关的位置等进行局放巡检和视频巡检，通过局放传感器126检测重要部位的局部放电状态、通过摄像机124识别并读取重要工作仪表的读数、指示灯的亮暗及颜色状态和闸刀开关的开关状态等运行状态信息；并将巡检得到的运行状态信息发送到数据监控装置16；或者在监测到故障时，例如高压柜内的重要部位局部放电异常导致其附近区域温度过高时，可以触发中控器122向联控装置14发送降温控制请求，使联控装置14接到降温控制请求后启动高压柜附近的风机或者室内空调进行降温处理。同时，中控器122还可以在运行状态信息中载入局放异常的告警信息，使数据监控装置16检测到局放异常的位置等信息，以便运维人员进行相应处理。
如此，通过利用设置有摄像机124、局放传感器126以及控制用的中控器122的巡检机器人，在升压站配电室内对目标设备进行巡检获得运行状态信息，可避免人工巡检的高成本的问题，巡检智能化，准确获得所需的运行状态信息同时大大降低巡检成本。
在其中一个实施例中，摄像机124可以是按照设定的时间间隔和触发位置进行定点的视频或者图片拍摄的方式进行巡检。如此，可以通过中控器122在设定的时间和位置，触发摄像机124进行视频或者图片巡检，保障巡检的准确度同时节约巡检资源的，从而可以进一步降低巡检成本。
在其中一个实施例中，巡检机器人还可设置有红外相机201、湿度传感器202、噪声传感器、化学气体传感器和烟雾传感器。中控器122分别电连接红外相机201、湿度传感器202、噪声传感器、化学气体传感器和烟雾传感器，如图5所示。中控器122还用于控制红外相机201、湿度传感器202、噪声传感器、化学气体传感器和烟雾传感器对升压站配电室的室内环境进行移动巡检，采集环境信息。
可以理解，巡检机器人还可以设置有用于进行室内温度监测的红外相机201、用于室内湿度监测的湿度传感器202、室内设备噪声监测的噪声传感器、室内化学气体浓度监测的化学气体传感器和室内烟雾监测的烟雾传感器。其中，化学气体例如可以是SF6气体或者其他种类的需要进行监测的化学气体。具体的，巡检机器人可以通过设置上述的各类相机和传感器进行移动巡检，实现在监测目标设备的运行状态同时，监测室内的环境信息，如图6所示，其中，联控装置14及其他各结构部分的装设位置仅是示意性的，而非对实际装设位置的限定。当室内环境异常，例如室内湿度大于设定的湿度阈值时，中控器122可以向联控装置14发送湿度控制请求，使联控装置14控制相应的空调或者风机开启，调节室内的湿度到湿度阈值以内。
如此，通过在设置有各类相机和传感器的巡检机器人与联控装置14，可以实现目标设备的运行状态和升压站配电室内的环境监测，并协同联控装置14对故障，例如各类异常状况进行控制处理与告警，避免故障响应滞后导致故障状态恶化，缩小运维损失。
在其中一个实施例中，巡检机器人的中控器122在启动时，向联控装置14发送触发信号，使联控装置14根据触发信号控制升压站配电室的照明系统同步工作。也即是说，巡检机器人在启动工作时，可以通过联控装置14同步控制开启照明系统，以便提高视频巡检的准确度。如此，通过巡检时的灯光联动，可以有效确保不同时间段的巡检得到的目标信息的准确度，利用巡检机器人全天候巡检工作。
请参阅图7，在其中一个实施例中，海上升压站配电室巡控系统100还可以包括交换机18，信息采集终端12和联控装置14分别通过交换机18与数据监控装置16通信连接。
可以理解，交换机18可以根据设计需要选择相应类型的常规交换机。信息采集终端12和联控装置14可以分别通信连接到交换机18后，再由交换机18例如通过海底光缆连接到数据监控装置16，从而实现信息采集终端12、联控装置14与数据监控装置16之间的数据传输、远程操控等的通信。
如此，通过结合交换机18的通信节点，可以形成无线通信与有线通信的组合，提高通信的可靠性，避免海况影响导致海底光缆断开或者无线通信故障时，无法传输目标信息的问题，也为运维人员进行通信修复提供可选时间，降低不良海况出海运维的风险。
在其中一个实施例中，以联控装置14为集控服务器为例，上述的海上升压站配电室巡控系统100的运行示例可以是：巡检机器人在巡检过程中，通过自身设置的相机和各类传感器对目标设备和室内环境进行监测，得到包含目标设备运行状态信息和升压站配电室内的室内环境信息的目标信息，并通过交换机18或者无线通信的方式实时向陆上的数据服务器发送目标信息。巡检机器人可以在巡检时，根据得到的目标信息监测到例如过温、过湿、室内漫水或者其他将会影响目标设备运行的故障时，可以向集控服务器发送对应的故障控制请求。集控服务器接收到故障控制请求后，可以根据故障控制请求确定故障发生的位置、类型、故障等级等故障信息，并根据故障信息控制相应的空调、风机、水泵或者其他环境控制设备对故障进行控制处理。
集控服务器还可以在处理故障时向陆上的数据服务器发送故障告警或者故障处理的结果，以使数据服务器可以向运维人员进行故障告警提示，或者对故障处理的结果进行记录，以使数据服务器可以基于获得的数据，对升压站配电室的状态进行分析预测。数据服务器接收到目标信息后，可以对目标信息进行数据分类、整合等统计处理，利用故障分析的方法，基于最新获得的目标信息和历史的目标信息对升压站配电室的目标设备和室内环境进行故障分析预测，为运维人员提供数据依据，提前获知升压站的运行状况以提前应对，减少损失降低运维成本。
请参阅图8，还提供一种升压站配电室400，包括上述各实施例中的目标设备、环境控制设备20和海上升压站配电室巡控系统100。海上升压站配电室巡控系统100用于对目标设备和配电室本体40的室内环境进行巡控。
可以理解，升压站配电室400可以包含有配电室本体40，配电室本体40可以由各种材料构建，且造型可以是多样的，本说明书中对此不做限制，其具体材料和造型可以根据设计需要进行确定。各目标设备可与海上风电场的风力发电机直接电连接，也可以通过其他关联的设备与海上风电场的风力发电机间接连接，以实现各目标设备的正常运转，连接方式可以根据目标设备的具体种类确定。如此，通过在升压站配电室400内应用海上升压站配电室巡控系统100，可以实现升压站配电室400的智能化巡检，巡检效率高且运维成本低。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。