新能源智慧场站辅助设备监控系统(站端辅控系统)解决方案

2025-11-14 0

一、系统概述

1.1 新能源场站辅助系统整体介绍

TIP3000新能源智慧场站辅助设备监控系统以“智能感知和智能控制”为核心,借助各类物联网技术,对全站主要电气设备、关键设备安装地点及周围环境开展全天候状态监视与智能控制。该系统可完成动力环境、视频巡视、火灾消防、安全防卫、一次设备在线监测等子系统的数据采集与监控,实现集中管理和一体化智能联动,为电站安全生产提供可靠保障,有效解决电站安全运营中的“在控”“可控”和“易控”问题。

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1.2系统核心功能

  1. 实时监控:实时监测电站全景运行状态,对各类事件进行一体化综合展示,同时支持对设备的远程控制。

  2. 实时告警:系统实时监测各类信息,一旦发现异常便会产生实时告警。每条告警信息都会详细记录事件性质、内容、时间及其他相关描述信息。

  3. 联动控制:采用事件驱动方式实现设备间的相互联动,当任意一个事件发生时,可引发其他设备的相应动作。设备间的联动关系可自由设置,系统还提供典型的配置模板或配置策略。

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二、平台架构

2.1 架构整体设计

新能源智慧场站辅助设备监控系统采用分层、分区的分布式架构,具体分为二级中心、六大功能模块和八大业务子系统。


2.2 各组成部分详情

  1. 二级中心:包含监控中心(主站)系统与站端系统(子站)。

  2. 六大功能模块由管理服务器、认证服务器、通信服务器、流媒体服务器、WEB服务器和客户端构成。

  3. 八大业务子系统:涵盖视频监视、安全防卫、动力环境、火灾消防、设备控制、一次设备在线监测、远传表计采集、机器人巡检等。


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2.3 平台架构优势

  1. 功能集成:能够实现远程智能巡视、安全防卫、环境监测、智能门禁、火灾消防、设备控制等子系统的采集和监控,并在升压站运维值班后台大屏进行展示。

  2. 自动联动:可依据联动策略自动执行规定动作,包括现场设备操作联动,以及火灾消防、门禁、报警、照明、环境监测相关设备的联动。

  3. 远程控制与告警:运维后台支持对站内照明灯具、视频画面等进行远程控制,监控大屏实时显示相关状态;站内各子系统的报警、故障信息可通过短信发送至维护单位指定人员的工作手机。


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三、业务系统

3.1 视频监视子系统

1. 系统组成:部署于变电站站端,主要由巡视主机、热成像摄像机、高清视频等设备组成。

2. 工作流程:巡视主机下发控制、巡视任务等指令,分别控制机器人和摄像机开展室内外设备联合巡视作业,将巡视数据、采集文件等上传至巡视主机;巡视主机对采集的数据进行智能分析,形成巡视结果和巡视报告,并及时发送告警。

3. 核心功能:具备实时监控、与主辅监控系统智能联动、实时图像预览、视频画面巡视、本地及远程控制、录像与回放、设备状态识别巡检、告警管理、联动抓拍预警、人员行为分析、日志查询等功能。

4. 系统集成:可与动力环境、安全防卫、火灾消防等子系统无缝集成,当其他子系统发生警情时,能联动云台摄像机预置位瞬间定位到报警现场、联动摄像机抓拍报警画面,并对报警现场进行实时录像,便于事后查询取证。

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3.2 安全防卫子系统

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  1. 系统组成主要由智能门禁、电子围栏、红外对射、振动探测器、红外双鉴等设备构成。各探测器通过报警线缆直接与物联网智能主机连接。

  2. 设备部署与作用

  • 电子围栏部署在变电站场地围墙上方,防止人员翻越围墙。

  • 振动探测器:安装在变电站场地围墙墙面上,对通过凿墙、挖洞企图进入防范区域的入侵行为进行报警。

  • 红外对射:设置在变电站场地大门处,对翻越大门的行为进行报警。

  • 红外双鉴:置于变电站站建筑物窗口或门口附近,对由窗而入的行为进行报警,并对进出门的人员进行探测。

3. 智能门禁功能

  • 支持电子地图、图标、列表等监控模式。

  • 支持密码、刷卡、指纹及人脸识别等多种验证方式。

  • 具备锁开超时、开门超时、非法开门等多种告警记录功能。

  • 可与报警、照明、视频、消防等系统进行联动,还能和视频系统配合实现语音对讲门禁功能。

  • 配置应急开启装置,可在系统故障时应急开启。

4. 可视化门铃系统:前端主要有三种开门方式,分别是人脸比对通过开门(现场人脸和人脸库撞库成功,输出开关量至灵性锁)、中心验证远程开门(通过可视对讲呼叫中心,中心值班人员通过远程视频查看现场工作票及工作证,确认人员无误后远程遥控开门)、钥匙开门(特殊情况使用)。

3.3 火灾消防监测子系统

  1. 系统组成:由感烟探测器、感温探测器、明火探测器、手动报警按钮、火灾报警控制器等组成。

2.核心功能

  • 实时监控烟雾、温感等火灾状态。

  • 实现报警联动,包括本地声光报警、值班座席联动报警,支持设置视频、门禁、灯光等子系统联动。

  • 满足主流消防报警主机火灾预报警信号集成与接入,若原设备提供RS232或RS485等智能接口及协议,系统可实现接入。

3. 工作原理:通过感烟、感温探测器等探测装置,实时监测变电站室内主要区域的火情状态,发生火灾时,及时发出报警信号。

3.4 动力环境监测子系统

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1. 系统组成:根据电站实际需求,配置温湿度、风速、水浸、液位、有害气体等探测器等环境感知设备,通过物联网主机实现数据远程采集。

2. 核心功能

  • 实时监测:对变电站重要场所和重要设备的工作环境状态(温度、湿度、漏水、水位、风速、SF6浓度等)进行实时监测,并以电子地图、列表、表盘等多种方式在系统平台实时显示并记录。

  • 控制调节:通过联动空调、风机、灯光、水泵控制器等设备,对监测的环境参数进行远程实时控制和调节。

  • 实时告警:当环境参数出现异常时,及时显示、报警,并可通过通信IP网络将数据上传至市级和省级调度中心。

3. 微气象站:作为电站环境监控系统的重要组成部分,可监测温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、辐射等6要素气象参数,并通过有线传输RS485网络将采集到的气象参数及其变化状况实时传送到监测中心。

4. 室内环境监测与控制:通过辅控主机读取室内温湿度、水浸、液位、SF6等传感器数据,根据预设的上下限定值,自动启动空调、除湿器、风机、水泵等辅助设备进行调控,以满足正常工作环境要求。监控主机实时采集当前环境参数,超出预设定值后及时上报告警信号。

5. 设备控制单元:主要由各种输出继电器模块、空调控制器等设备控制模块组成。继电器模块、空调控制模块通过线缆直接与物联网智能主机连接,当触发预警条件时,主机根据联动配置规则,通过控制模块实时驱动相关设备开关,如非法入侵联动辅助灯光照明、温湿度联动空调、消防报警联动声光和视频等。

3.5 智能联动控制子系统

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1.联动类型

  • 安防报警联动:实现报警与门禁、视频、灯光、短信、报警器、语音等设备的联动。

  • 门禁联动:当门禁出现异常时,可自动打开灯光、弹出视频。

  • 视频报警联动:针对视频监控产生的移动侦测、遮挡遮盖、视频丢失等告警进行联动处理。

  • 消防联动:实现消防与门禁、视频、灯光、短信、报警器、语音等设备的联动。

  • 环境和设备联动:可设置温度与空调、湿度与风机、水位水浸与水泵等设备的联动。

3.6 SF6泄漏在线监测子系统

1. 系统组成:由SF6监测主机、SF6和氧气变送器、温湿度变送器、风机控制器、电缆、后台软件组成。

2. 工作原理:传感采集器实时测量GIS或开关室内SF6气体浓度、氧气浓度和环境温湿度等相关参数,后台监控系统实时显示各参数数值,当参数超限时进行预警,并提供历史数据及曲线查询统计等功能。

3. 核心功能:实现SF6浓度超标监测,后台报警的同时联动风机排风,实现在线监测与预警联动处理;监测室内SF6气体浓度及含氧量,在入口处显示相关数据并对人员进入进行提醒。

4. 应用场景:适用于35kV开关室及各种电压等级GIS室。

3.7 远传表计识别与采集子系统

  1. 系统组成:主要由巡视主机、微距摄像机、高清视频等组成。

  2. 工作流程:巡视主机下发控制、巡视任务等指令,摄像机开展室内外设备联合巡视作业,将巡视数据、采集文件等上传至巡视主机;巡视主机对采集的数据进行智能分析,形成巡视结果和巡视报告,及时发送告警。

  3. 识别采集内容:可实现SF6表计读数识别、避雷器读数识别、套管油位读数识别、隔离开关状态识别、室外油位视窗读数识别、球状刀闸开关状态识别等。


3.8 开关柜无线测温系统(扩展业务子系统)

1. 系统原理:采用CT感应电流取电测量方式,实时监测柜体内部易发热电气部件(开关触头、母排等)的温度。

2. 核心功能

  • 温度采集:采集开关柜出线电缆或母排触点等位置的温度。

  • 实时报警:当监测点位温度超限时,发出报警提醒。

  • 故障定位:可对故障发生点进行定位。

3.监测项目与安装位置

序号

监测项目

安装位置

1

开关柜动静触头

上、下ABC三相触头铜排

2

母线接头

接头部位

3

电缆接头

接头部位

4

易过热点

易过热点部位


  • 因容易磁饱和,发热量非常小。

  • 采用带状设计,安装方便。

  • 只需5A以上的一次电流就可以启动工作。

3.9 机器人智能巡检子系统

1. 系统组成:挂轨机器人系统搭载可见光云台摄像机、红外热像仪、超声、局放、气体、温湿度以及声音等传感器,集成移动与升降运行控制系统、数据采集和通信模块。

2. 核心功能

  • 全方位感知:整合多传感器融合技术,实现对变配电站所室内设备与环境的全方位感知。

  • 全自主智能巡检:通过模式识别及视频分析技术,实现全自主智能巡检。

  • 全自动异常预警:实时监测设备状态,发现异常及时预警。

  • 智能化生产管理:通过监控平台实现对巡检机器人的控制、数据采集、存储与统计分析。

  • AI视频识别:通过机器人携带的可见光摄像机采集视频图像数据,利用自主开发的高精度图像识别算法,对视频数据进行智能分析处理,可准确识别室内的仪表、压板、开关、指示灯、设备外观等多种表计,并进行表计自动读数。

3. 巡检方式:采用轨道上下移动方式,搭载高清摄像机及红外热成像,集成有害气体、烟雾、光照度、温湿度等传感器以及定位装置和语音对讲系统,使用户实时掌控电力环境。

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四、核心技术及优势

4.1 核心技术

  1. 增强型UIP以太网协议栈、以太网模块存储器管理技术:保证了代码的通用性和结构的稳定性,具有抗网络风暴的功能。设备可提供两个网络接口,实现不同网络分区的通信功能,保障系统安全性。

  2. 智能识别算法及预警技术:基于模糊逻辑、神经网络和进化计算等理论与方法,结合鲁棒控制、自适应控制、变结构控制等现代控制理论,联合中国科大研发了智能识别和控制算法。

  3. 嵌入式组件架构技术:具备优良的跨平台特性,支持多种操作系统和CPU平台;通过划分组件,面向接口开发,提高开发效率;实现组件重用,采用积木式的系统开发方法;提供各种强大的子系统,不断丰富产品特性;支持RPC,可实现分布式应用。

  4. iBS智能软件总线技术:独创的iBS软件智能总线技术将各个进程之间的通信协议标准化、规范化,可实现进程间每秒可达数万次的服务调用,适合用于大型系统内部的消息总线,是巨量级并发量的技术保证。

  5. IEC61850标准通讯规约转换技术:目前已成功与南瑞、南自、许继、四方、长园深瑞等二次厂家系统实现互联互通。


4.2 技术优势

1. 可靠性保障

  • 实现集中监控和统一调度,在统一界面下对视频、门禁、环境、SF6、火灾消防、安全防范所有状态进行监控,进行统一的设备配置管理和故障调度。

  • 站端设备可脱网独立运行,局部故障不影响整个系统平台的正常工作;站端设备采用模块化结构,便于故障排除和替换;系统平台具备处理同时发生的多个事件的能力。

2. "通信级”多业务集成:系统全部为通信级“真集成”,而非平台级或者数据库级“假集成”。

3. 多系统智能联动控制:实现多功能的联动配置管理,支持定时或者智能联动;可对消防、视频、门禁、环境、安防、采暖通风、排水等多种功能和设备进行智能联动控制。

4. 集中管控和统一调度:在统一界面下对视频、门禁、环境、SF6、火灾消防、安全防范所有状态进行监控,进行统一的设备配置管理和故障调度。

4.3 监控平台软件功能

监控平台软件具备地图监控、图标监控、综合监控、门禁监控、环境量监控、辅设监控、消防监控等功能,可启动/停止监控、清空运行信息记录、筛选区域、远程开门、同步时间、提取记录、上传设置等操作,同时能显示设备详细信息(如所属区域、所属设备、所属通道、监测类型、当前状态、布撤防状态等)以及运行信息(时间、信息类型、提示时间、信息描述、提示类型、确认时间、卡号等)。

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