0引言
智能建筑通常具有以下條件：一套先進的樓宇自動化系統(tǒng)可創(chuàng)建溫暖自然的居住環(huán)境，一套結構化的布線系統(tǒng)可在建筑物內或整個社區(qū)之間傳輸數據，語音通信和多媒體通信已集成在一起，可滿足現(xiàn)代信息社會的高效工作要求。智能電源監(jiān)控系統(tǒng)平臺，用于通信系統(tǒng)，電源監(jiān)控系統(tǒng)，建筑物中高壓和低壓配電設備的集成監(jiān)控和管理。
1 電力智能監(jiān)控系統(tǒng)結構分析
從目前情況分析，比較常見的電力監(jiān)控系統(tǒng)的結構主要包括以下5個方面的子系統(tǒng)，具體如下。
1.1 控制現(xiàn)場子系統(tǒng)
控制現(xiàn)場子系統(tǒng)的基本構成包括 PLC、保護單元、遠程 I/ O 單元、傳感器、保護裝置、執(zhí)行裝置等幾部分，可以通過這 些設備的作用，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中各種信息的采集，同時執(zhí)行有關的控制命令，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中的運行設備的在線監(jiān)測和實時控制。傳感器能夠將現(xiàn)場的各種信號，例如數字信號、模擬信號、開關量信號等及時進行采集，然后經過相關處理后，利用電纜、光纜或者綜合通信網絡將信息傳遞到主控端。其中，保護單元可以對電力線路中的故障或者跳閘現(xiàn)象進行反映，而 PLC 是控制程序發(fā)出可控制操作的關鍵環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場控制對象的遙調和遙控。
1.2 信息處理與控制子系統(tǒng)
在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，信息處理和控制子系統(tǒng)主要是通過主控端對各種信息進行采集，包括通信傳輸子系統(tǒng)傳輸過來的狀態(tài)信息、數據信息以及視頻信號等，之后通過計算機對相關數據進行分析，經過加工處理后反映到人機聯(lián)系子系統(tǒng)中，實現(xiàn)狀態(tài)顯示，例如發(fā)出警報或者燈光亮起等，從而將信息傳達給相關的工作人員。為滿足工作需要，還可以進行
人工干預，進行相關的操作和控制。
1.3 主控層
主控制層位于中央控制室或車間中，通常配備有高性能，高可靠性的計算機，UPS 不間斷電源，打印機和警報設備。電源監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過該軟件的人機界面和各種管理功能，可以實現(xiàn)整個配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控。
1.4 中間層
中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，主要完成現(xiàn)場層設備與主控計算機之間的網絡通信連接，數據交換，通信協(xié)議轉換，提高了系統(tǒng)的實時性，兼容性和可擴展性。以太網交換機使與其他系統(tǒng)的連接和共享數據信息變得容易，對于大型系統(tǒng)，還可以設置數據服務器和網關服務器以與其他系統(tǒng)連接。
1.5 現(xiàn)場層
站點級別的主要任務是收集和測量現(xiàn)場各種配電系統(tǒng)的運行參數，并將收集和測量的數據傳輸到監(jiān)視系統(tǒng)。主要設備是內置電能表，軌道式電能表，能量斷路器和四個遠程設備。這些設備或儀表根據基本設備的需求進行配置，并安裝在現(xiàn)場配電盤或開關柜中。上述所有設備彼此獨立地完成功能，不依賴于主控制計算機的操作，并具有 RS485通信接口。檢測到的電氣參數和狀態(tài)信號通過現(xiàn)場 RS485總線實時傳輸到中間層。
2 智能配電監(jiān)控系統(tǒng)功能特點
2.1 提高現(xiàn)場工作效率
員工可以設置電源智能監(jiān)控系統(tǒng)，以在短的 H-f.q 范圍內準確判斷和操作。同時，現(xiàn)場工作人員可以“透明"以同步了解電能流的狀態(tài)，因此可以準確，及時地處理錯誤。即
使您不在現(xiàn)場，也可以通過系統(tǒng)配置通過無線傳輸模板獲取錯誤信息。它可以實時反映設備的實際使用情況，還可以使員工合理地準備維護工作。
2.2 降低能源成本
電力智能監(jiān)控系統(tǒng)可以優(yōu)化能源成本。該系統(tǒng)可以用作基準，以針對具有半公共功率檢測，功耗跟蹤和優(yōu)化管理的負載，在區(qū)域之間定制簡單的功率負載計劃，并要求賠償由于不規(guī)則電能質量造成的損失。
2.3 優(yōu)化資源
電力智能監(jiān)控系統(tǒng)可以準確評估電網或變壓器，配電盤，配電柜等設備的后備容量。這是因為數據可以準確反映電力資源的實時使用情況，便于電力資源的放置并由業(yè)主做出決
策。更好地促進配電系統(tǒng)的發(fā)展和變化。
3 智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用
3.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)
這些電源監(jiān)視系統(tǒng)主要使用網絡技術和計算機技術來監(jiān) 視電源系統(tǒng)的運行并將設備的數據輸出到監(jiān)視中心。監(jiān)視中 心可以遠程控制每個設備，使工作人員可以實時了解它。設備的操作。其中，電源監(jiān)視系統(tǒng)的主要功能包括系統(tǒng)操作的實時監(jiān)視，電源質量監(jiān)視，遠程控制和操作記錄，事件警報和記錄，數據收集和歷史數據管理，打印各種報告
以及電源管理。
3.2 常規(guī)電力監(jiān)控應用
常規(guī)電源監(jiān)控主要滿足以下要求 ：數據采集和記錄每個開關的運行狀態(tài)，電壓，電流，功率和能量，以及常見的電氣參數（例如警報和遠程控制）。某學校的電力系統(tǒng)共有8個10 kV 變電站，每個變電站都配備有兩個變壓器。結構采用2條輸入線和1條母線。每個變電站包含大約80個饋電回路。為了科學地管理整個學校的供電系統(tǒng)并正常使用學校的電力
進行教育和科學研究，學校采用了配電監(jiān)控系統(tǒng)，并根據學校的實際情況采用了現(xiàn)有的電源監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)大致分為8個子工作站和1個監(jiān)控中心，主要通信網絡使用
100MTCP/IP 光纖以太網，并且為了實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控，現(xiàn)場監(jiān)控層使用 Modbus 總線進行通信。
3.3 電能質量監(jiān)控應用
某大廈共有變配電所四座，分別位于地下三層（1#、2#變電所）、21層（3# 變電所）和53層（4# 變電所）。為了保證整個大廈正常工作的可靠供電和實現(xiàn)供電系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理，采用了電力監(jiān)控系統(tǒng)，在1# 變電所設置監(jiān)控主機，在2#、3#、4# 變配電所分別設置智能通信管理器實現(xiàn)通信上傳功能。主通訊網采用100mTCP/IP 光纖以太網，子站內的現(xiàn)場監(jiān)控層采用 Modbus 總線通訊，系統(tǒng)采集電房內高壓柜上微機保護、測量儀表、直流屏、變壓器溫控儀、發(fā)電機等信息。實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、報警功能、數據統(tǒng)計、管理分析等功能。并通過采用可編程控制器，實現(xiàn)負載自動控制功能，通過 PLC 的邏輯控制實現(xiàn)特定動作順序的減載，以保證重要負荷的正常運行。建筑擁有兩條獨立的35kV 進線和10kV 的母線，其中母線分段運行，每段母線裝配有8~10變壓器，變壓器的型號為10 kV/400 V，每臺變壓器由30~100條饋線回路。
35 kV 進線主要配置電力線路監(jiān)控儀，由于該進線是整個系統(tǒng)的電力源頭，其對于整個系統(tǒng)的順利運行有著重要的作用，因此選用精度和功能性都比較高的設備來對這條回路進行監(jiān)控，這種電力線路監(jiān)控儀采樣頻率非常高，而且可以監(jiān)視供電電源的電能質量對整個系統(tǒng)的影響，除此之外，它還可以監(jiān)控35kV 母線兩側的運行工況和系統(tǒng)內的一些電氣故障。
3.4 電能損耗數據的采集和管理
從電力智能監(jiān)控系統(tǒng)運行的過程中可以看出，工作人員需要對不同的回路和計量表等進行計數和分析，同時，通過網絡系統(tǒng)形成一個完整的數據庫。而且，還可以對數據軟件進行分析和探討，進而對不同單位的電能損耗程度進行采集和管理，提升數據的科學性和準確性。這些數據信息會在收費表中體現(xiàn)，住戶可以根據電能收費表來繳納電費。這種方式可以從某種程度上培養(yǎng)人們的節(jié)能意識，同時還有助于各種不同類型的能耗審計措施的貫徹和落實。
3.5 智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能
從以上的電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用案例中可以看出，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下的功能 ：
（1）智能監(jiān)控系統(tǒng)可以設計各種智能建筑和社區(qū)電源管理方法。電源監(jiān)控系統(tǒng)可以大大提高電源管理效率，并獲得節(jié)電效果。它可以提高電效率。
（2）除了主要硬件設備的工藝水平以及軟件的可靠性，電力監(jiān)控系統(tǒng)比較成熟以外，在通訊連接方面也比較先進。
（3）智能電力監(jiān)控系統(tǒng)所采用的通訊協(xié)議是由國際電氣公司所提供的，能夠在很好的完成系統(tǒng)通訊的同時具有很高的可靠性和先進性。
（4）智能電力監(jiān)控系統(tǒng)借鑒了國內外關于智能建筑應用的大量經驗，在進行系統(tǒng)集成和軟件設計時，能夠運用成熟和先進的方法，所設計的軟件不僅運行安全可靠，而且有較
低的運行成本。
（5）作為一個分層分布式的監(jiān)控系統(tǒng)，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在任何的監(jiān)控點處都能按照就近布置原則將其接入到系統(tǒng)中，并由相關的軟件進行處理，這樣可以對現(xiàn)場的布線和施工過程進行簡化，在節(jié)省投資的同時提高工作效率。
（6）電力監(jiān)控系統(tǒng)采用了智能化的控制理念，具有較高的自動化程度和較強的可靠性，可以自動對數據進行記錄，可以讓系統(tǒng)持續(xù)有效穩(wěn)定的運行。最后，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在自成系統(tǒng)的基礎上還可以與智能建筑實現(xiàn)管理上的結合。
3.6 系統(tǒng)運行和設備管理
電力智能監(jiān)控系統(tǒng)可以對設備運行的各項參數進行控制，做好監(jiān)測工作。工作人員在實際的監(jiān)測工作中，工作人員應該加強對設備的節(jié)能性進行控制，如果出現(xiàn)了故障問題或者是運行異常的現(xiàn)象，就應該做好警報，這樣相關的檢修和維護的工作人員就會在第一時間趕到現(xiàn)場對故障設備進行處理。在這種情況下，智能電力智能監(jiān)控系統(tǒng)可以根據監(jiān)測數據的
相關信息和實際的耗電現(xiàn)象實現(xiàn)自動巡檢。電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式不僅具有一定的經濟性，同時還具有一定的安全性。管理人員可以通過充分應用監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢來對提升設備運行的效率，為電氣節(jié)能工作的進行提供相對比較科學的依據，完善和優(yōu)化運行的整體狀態(tài)。
4 安科瑞變電所運維云平臺
4.1概述
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網＋、大數據、移動通訊等技術開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境視頻場景等需求，實現(xiàn)數據一個中心，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
4.2應用場所
適用于電信、金融、交通、能源、衛(wèi)生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統(tǒng)的新建、擴建和改建。
4.3系統(tǒng)結構
系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。
感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測裝置、攝像頭、開關量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網關RS485端口。
傳輸層：包含現(xiàn)場智能網關和交換機等設備。智能網關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數據，并可進行規(guī)約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳至特定的服務器端口，網絡故障時數據可存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數據，保證服務器端數據不丟失。
應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小于30個則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網關主動傳送過來的數據。
展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。
4.4系統(tǒng)功能
4.4.1用能月報
用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設置為月。
4.4.2站點監(jiān)測
站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。
4.4.3變壓器狀態(tài)
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。
4.4.4運維
運維展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。
4.4.5配電圖
配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。
4.4.6視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。
4.4.7電力運行報表
電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路特定采集間隔運行參數和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。
4.4.8報警信息
對平臺所有報警信息進行分析。
4.4.9任務管理
任務管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務查看具體的巡檢信息。
4.4.10用戶報告
用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
4.4.11 APP監(jiān)測
電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。
4.5系統(tǒng)硬件配置
5 結語
將智能電源監(jiān)控系統(tǒng)應用于智能建筑可提高電源系統(tǒng)的可靠性并確保電源的連續(xù)性。因此，為了進一步促進智能建筑的發(fā)展，有必要加強對電力監(jiān)控技術的研究。在智能建筑和電力節(jié)能中，電力監(jiān)控系統(tǒng)扮演著越來越重要的角色，并以其出色的節(jié)能效果和電力監(jiān)控功能而受到高度評價。與樓宇自動化系統(tǒng)的集成管理，可以有效節(jié)省人工管理的成本和時間，操作查詢方便，經濟效益明顯。因此，隨著科學技術的發(fā)展和經濟的發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和應用將進一步深化。
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