安徽电科恒钛生产的变电智能辅助控制系统综合监测平台具体有哪些功能？

智能变电站辅助控制系统综合监控平台

1、系统概述

智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术的集成应用，实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产的要求，同时，本系统可满足变电站安全警卫的要求。

智能变电站辅助系统综合监控平台以网络通信（IEC61850协议）为核心，完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、SF6、门禁控制以及安全防范等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心或调度中心。

智能变电站辅助系统综合监控平台采用分层、分区的分布式结构，按智能变电站物联网辅助监控系统省级主站系统、智能变电站物联网辅助监控系统地区级主站系统和智能变电站物联网辅助监控系统站端系统三级构建。每级系统包含管理服务器、认证管理服务器、流媒体服务器、录像服务器、通信服务器、客户端以及接口系统等。

系统把环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制，不得分系统孤立显示和控制。系统监控应提供电子视频监控、地图监控和图表监控三种监控模式，电子地图可以实现省、市以及变电站的分级分层显示。

站端设备能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下站端设备依然能够实现正常运行、联动报警、设备控制以及记录存储等。

站端设备采用嵌入式设备作为主机，最大程度的避免了采用工控机及服务器等作为主机，因计算机病毒及黑客带来的损失。站端可放置电脑作为客户端，但客户端电脑关闭时不得对系统运行产生任何影响。

系统可以设置系统内的环境监测子系统、视频监控子系统、门禁控制子系统、空调及设备控制子系统、安全防范子系统、消防报警子系统、SF6监测报警子系统等各子系统之间进行联动；还可以通过硬件和软件的方式和站内自动化系统进行联动，应能实现用户自定义的设备联动，包括现场设备 *** 作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等。并可以根据变电站现场需求，完成自动的闭环控制和告警，如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭排水系统等。

系统所有 *** 作以及报警确认，都保留详细的日志并生成相应报表。

2、软件架构

根据《智能变电站技术导则》（Q／GDW_383-2009）、《110kV～220kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_393-2009）、《330kV～750kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_394-2009）等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把变电站智能辅助控制系统系统分为三级中心、六大功能模块、八大业务子系统。

三级中心为省、市和集控站三级中心，或者市调、集控站和变电站三级中心，根据不同的实际情况进行配置和管理。

六大功能模块：

管理服务器

认证管理服务器（集群/分发管理）

流媒体服务器（含网关服务器）

通信服务器（前端设备通信）

录像服务器（录像、磁盘管理）

客户端（含解码）

3、八大子系统如下图：

核心产品

1．辅助控制主机

辅助控制主机是针对电力行业变电站内的动力、环境和设备的监测和控制而设计生产的一款产品。可以透过TCP/IP网络远程采集状态、告警信息， *** 控相关设备，集中配置、管理分散的供电公司变电站。

实现对电源、UPS等各种动力设备以及消防主机的监控管理：通过串行数据和网络IP包之间的数据转换，从而完成远程管理，扩展串口，将传统的串行设备联网，串行设备互相通信等功能。

可接入8路开关量（2U设备HT502扩展至24路），实现电子围栏、水浸、红外、烟感、防盗等报警监控功能。

可接入6路模拟量，实现对温度、湿度、风速、液位、SF6等模拟量的接入。

支持8路继电器（2U设备HT502扩展至24路）输出，实现对灯光、风机、水泵等设备的控制功能。

可通过空调遥控器（接到RS485接口），实现对空调的开机、关机、制冷、制热、调节温度以及通风等功能。

可实现一路门禁的管理，并在此基础上实现巡检、巡视人员的考勤管理。

可通过网络对服务器进行远程参数配置。

串口具有15KV ESD浪涌保护，网口具有2500V隔离保护。

所有输入输出端口均配有光耦隔离，具有500W雷击保护。

远程管理，远程固件升级。

2．门禁控制器

控制器是一卡通系统的核心设备，其性能的优劣会直接影响到系统的稳定，甚至整个系统的安全。HT300系列控制器，是依据GA/T394－2002（《出入口控制系统技术要求》）标准要求设计，现已经发展到第三代产品，能够满足各种出入口控制系统的需要。具有防死机软件狗电路、自检电路和实时时钟电路设计，所有输入口光藕隔离，所有继电器输出带有瞬间过压保护，增强了控制器的稳定性和实时性。工业级设计，可每天24小时连续运行。

4、产品延伸应用及案例

系统延伸应用：变电站辅助控制系统根据子系统的配置不同，可实现如下子系统：

变电站预警系统

变电站网络门禁管理系统

变电站视频语音门禁系统

变电站安防消防报警联网系统

变电站安防集成系统

变电站综合监控集成系统

变电站辅助控制系统

物联网变电站监控系统

变电站电缆温度监测报警系统

变电站塔架防盗监测系统

智能家居互联照明将经历三个阶段的发展：

第一阶段是照明控制。

第二阶段是照明自动控制。

最后到智慧照明阶段。

现在正处于从照明控制到照明自动控制阶段。

有预测这三个阶段将在2020年实现。

十大照明品牌如下：
01、欧普/OPPLE；02、飞利浦/Philips；03、Panasonic/松下；04、雷士/NVC；05、佛山照明/FSL；06、三雄极光；07、欧司朗/Osram；09、绿能/LUNO；10、夏朵。
欧普照明是一家综合型照明企业，涉及范围很广，几乎囊括了所有的灯种，从规模上看是中国当之无愧的第一大照明企业。飞利浦早期是以生产碳丝灯泡为主，20世纪之初就成为欧洲最大的碳丝灯泡生产商之一，并在全球照明行业一直保持领先地位，随着LED技术和智能互联技术发展，飞利浦的业务早已不局限于灯泡，而是覆盖了整个照明产业链。

随着经济和 社会 的发展，城市公共照明已经成为城市现代化水平的重要标志之一，城市照明设施规模日益增大，用电量节节攀升， 社会 各方对城市公共照明的要求和希望越来越高。而目前国内城市照明的监控和管理方式相对简单、粗放，服务质量和节能水平有待提高，难以满足现代化城市照明的需要，主要表现在以下几个方面：

监控管理方式相对粗放。传统“三遥”系统只能实现回路级别的采集和控制，对单灯运行情况无法实时、准确监控，不能实现智能化监控和精细化管理；部分城市仍停留在“时控”时代，缺少基本的信息化管理手段。

运行维护效率低、成本高。现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区，运维效率低、成本高，难以实现主动服务、保障服务质量。

照明能耗偏大。缺少灵活有效的节能控制手段，过度照明和照明不足的矛盾难以调和，无法实现按需照明，从而在保障照明质量的前提下有效降低照明能耗设施安全难以保障。缺少实时监管措施，设施被盗时有发生，给照明管理部门造成直接的经济损失，严重影响城市照明的正常运行，同时带来安全隐患。

1 设计与实现

本系统由3大部分组成：NB-IoT通信模块、云端控制系统、手机端APP。

图1

11 NB-IoT通信模块

基于高通MDM9206平台高性能、低功耗的CAT-M1/CAT-NB1/GSM三模无线通信模块，支持全球各主流定位系统GNSS，不仅支持当前运营商的主流物联网频段，对未来可能会部署的频段也最大可能性的支持 ，其尺寸仅 为 225mm265mm27mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，

通过该模块实现路灯信息传输、调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明节约电能，真正实现节能、环保、安全、舒适的照明，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。

12 云端控制中心

是根据路灯管控开发的一款远程 *** 作与监控管理平台，方便了管理人员的管理与维护。通过灯联网集中监控管理平台可以远程控制每一个回路的开、关状态，也可以实时监测每个设备的当前信息，并根据采集到的参数的情况，实时判断线路情况，给用户直观的解析。系统同时还具备短消息报警和声音报警的功能。

13 手机端APP

一种基于智能手机APP应用的城市路灯控制方法，包括将智能手机APP应用与路灯管理系统相关联，形成APP调节城市路灯的架构，构建智能手机 APP 节点，每个 APP 节点代表一个APP 注册用户；当用户登录 APP 应用时，APP 应用将包含用户地理位置、行进方式的 APP 应用信息传送到路灯管理系统；路灯管理系统根据APP应用信息，查询用户所属路段的路灯实时状态，并对路灯进行调节控制。采用NB-IoT物联网概念，通过手机 APP 应用按照用户实际需求开启路灯、调节路灯亮度，合理分配路灯照明资源，降低了路灯能耗、节约了路灯使用成本。

2 测试与分析

硬件调试：分为电源电路、通信链路、LED驱动电路调试。

21 电源电路

图2 电源电路

图 2 中，EUP3420 是一款恒定频率，采用电流模脉宽调制（PWM）架构的降压型变换器。芯片集成了主开关和同步整流开关，可以获得更高的效率。本系统采取5V适配器输入，转化给NB-IoT无线通讯模块VBAT网络33V供电。

C1000：适配器的输入端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为5V。

L1000：开关电源 buck 电感输出端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为33V，通过调整R1000和R1007阻值调整VBAT输出的大小。

22 通信链路

NB-IoT模块上电后sim卡状态测试。

图3 NB-IoT模块Sim卡状态查询

23 LED驱动电路

图4 LED驱动电路

上图中，三极管驱动电路由Q11、R128、D30、J26（焊接LED模组）组成，NB-IoT通信模块通过GPIO口控制三极管的基集，使三极管Q11工作在开关状态，实现对LED的开断。

3 软件测试

安卓手机端可以控制指定路灯的亮与灭以及全开全灭。

图5 手机控制端界面

PC端实现对各个端口的控制。

图6 云端控制端界面

4 控制系统特性

41 管道NB-IoT设计

一是广覆盖：NB-IoT 覆盖能力强，在同样的频段下，NB-IoT 比现有的网络增益 20dB，覆盖面积扩大 100 倍。它不仅可以满足广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。因此不只是道路照明，在室内、工业照明领域的应用前景也十分广阔。

二是强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。这将意味着，基于 NB-IoT 通信技术的照明控制系统，将能够管控更多的终端设备，满足未来智慧城市中大量设备联网需求。

三是低功耗：低功耗特性是智慧照明应用一项重要指标，NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，终端模块的待机时间可长达10年，特别适用于智能家居的应用。

四是低成本：低速率、低功耗、低带宽同样给 NB-IoT 芯片以及模块带来低成本优势。单个接连模块预期价格不超过 5美元，最终低至 1 美元，这对降低智慧照明应用的成本起到关键性作用。

42 云端智能管理

采用单灯控制技术，构建路灯物联网，精准控制每一盏路灯，在保证照明需求的前提下，根据季节、路段、天气、特殊场合等条件设定路灯运行方案，真正实现“按需照明”，深化节能减排。因本项目范围内 LED 路灯电源不具备调光接口，单灯节能方式采用开关灯控制方式。

通过单灯“在线巡测”，及时发现路灯故障并在地图上进行精准定位，转变“人工巡检、热线报修”的传统运维方式，实现定向运维、主动服务，减轻劳动强度，提高路灯运维效率，降低运维成本。

43 客户端APP

智慧公共照明管理平台具有全面和优化的路灯智能控制功能，为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段，主要体现为：实时监控：可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光。同时支持多终端，支持基于 Android *** 作系统的移动终端远程控制，可采用平板电脑、手机等终端下发开关灯、调光等控制命令等。

5 应用前景分析

对于 NB-IoT 产业的发展，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商皆就NB-IOT发布了各自的发展计划。工信部也发文要求加快 NB-IoT 在国内落地，到今年年底建成基站规模 40万个，到 2020 年建成基站规模 150 万个。中国 NB-IoT 产业加速布局，将是全球 NB-IoT 产业领跑者。目前在上海、广州、江

门、鹰潭、长沙落地了NB-IoT智慧路灯项目，实现了到处开花、处处结果。

6 结束语

城市智慧照明是智慧能源的开端，以 NB-IoT 新一代通信技术为支撑，实现整个城市一张网，对城市道路每盏灯实现全面的感知、智能的控制、广泛的交互和深度的融合，在满足市民正常照明需求的前提下，通过智能调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明，电能节约率可达30% 60%，真正实现节能减排，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。同时通过对城市照明设施实现精细化管理，通过对城市道路每个灯具的运行状态进行准确分析和故障报警，并根据故障等级启动相应的处置流程，将被动巡检改为定点维护，反应更加敏捷处置效率更高，将使城市的灯光管理水平与现代化的大都市相适应，提高亮灯率，减少各种故障，合理照明，美化照明，安全照明，营造出现代城市科学和艺术完美结合的照明效果，树立和提升城市的品牌形象。

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