基于物联网的智能供配电管理系统的研究

基于物联网的智能供配电管理系统的研究

发表时间：2018-07-25T15:59:23.193Z 来源：《基层建设》2018年第15期作者：宝岩

[导读] 摘要：随着我国经济建设和科学技术的快速发展，工业建设的发展越来越受到重视，从而对供配电系统的要求越来越高。

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摘要：随着我国经济建设和科学技术的快速发展，工业建设的发展越来越受到重视，从而对供配电系统的要求越来越高。本文主要从供配电系统的不足之处进行分析，并对这些问题提出了解决方法，研究了一种基于物联网的智能供配电管理系统，取代了传统的供配电系统专人值守或有线监控的设备管理系统，具有一定的实际应用价值。

关键词：供配电；物联网；管理系统；研究

1 概述

在供配电系统，对现场设备的电力数据监测和电能质量的管理是电力值班人员的一项重要职能。在传统领域，由于没有实现供配电系统的智能化，值班人员若需获得供配电的实时数据，必须亲临电力设备现场，对供配电的数据和电能情况进行逐一记录和上报，导致了工作的繁琐和沉重。此外，由于对实时数据的掌握也只是阶段性而非连续性，往往导致了供配电设备的一些潜在和隐形故障不能被及时发现，错过了最佳的事故处理时间。

2 供配电管理系统存在问题

在传统的有线监控供配电领域，由于对电力数据采用的是有线传输和监测而非无线方式，虽然实现了电力设备现场的无人值守，但由于前期需要铺设大量的电力电缆，导致了施工成本和人力成本的大量增加。鉴于电缆铺设和施工成本问题，传统的有线监控方式主要应用于变电站级，难于大众化。

鉴于上述分析，传统供配电系统不足之处是：供配电系统的电力数据监控和电能管理通常采用人工值守或有线远程监控方式，导致了人工成本和电力电缆铺设成本的增加，且受到布线空间和传输距离的限制；传统采用人工值守方式，除非亲临现场否则无法实时采集现场设备的运行数据；传统采用电力数据有线监控方式，由于现场需要铺设大量电力电缆，而且通常布线繁杂，一旦设备或线路出现故障，导致事故排查非常困难；传统的有线布线和监控方式，对于遭遇火灾或短路事故，导致设备线路烧毁后而无法及时恢复线路的困境；传统方式没有采用手持移动终端设备如手机等远程无线收集和查看实时数据；传统方式没有采用工业以太网络和光纤网络实行电力采集数据的远程网络监控。

3 基于物联网的智能供配电管理系统的研究

基于物联网的智能供配电管理系统的工作原理示意图如图1所示，本系统包括电力数据采集系统、物联网络传输系统、远程后台监控系统三个子系统，其中：电力数据采集系统由电力设备、智能化仪表、数据采集传感器构成，智能化仪表、数据采集传感器安装于电力设备内部。智能化仪表具有串口通信功能，能外传自身仪表数据。智能化仪表、数据采集传感器均用于电力数据的实时采集和上传。

物联网络传输系统由无线透传终端、无线中继器、无线中心基站构成，无线透传终端用于透明传输数据，无线中继器用于接力、中转数据，无线中心基站用于构建和管理无线网络，采集的数据由无线透传终端或经无线中继器传输到无线中心基站，然后由无线中心基站上传到工控机，存储于数据库设备并显示于监控界面。远程后台监控系统由工控机监控、移动终端监控、以太网络监控三部分构成；工控机监控由工控机、监控界面、通信服务器、数据库设备构成，移动终端监控由GPRS/4G通信模块、GPRS/4G无线网络、手持移动终端设备构成，以太网络监控由光纤通信、以太网络、网络终端设备构成。本系统中电力设备、智能化仪表、数据采集传感器通过串口通信方式与无线透传终端连接，无线透传终端、无线中继器与无线中心基站构成无线数据传输网络，无线数据传输网络为物联网，无线中心基站经通信服务器或直接以串口通信方式与工控机连接，工控机与数据库设备连接；手持移动终端设备通过GPRS/4G无线网络无线连接到GPRS/4G通信模块，GPRS/4G通信模块和通信服务器连接，网络终端设备经以太网络通过光纤通信与通信服务器连接。

本文中监控界面、手持移动终端设备、网络终端设备用于接收及显示远程采集到的现场设备的电力数据。监控界面基于组态软件二次开发形成，且可实现对现场电力设备的远程操作。手持移动终端设备包括移动通信设备，如手机、掌上电脑等，网络终端设备包括网路计算机、终端显示器、打印机及附属设备等。智能化仪表、无线透传终端、无线中继器、无线中心基站均带有工业通信串口。无线透传终端用于数据的透明传输，无线中继器用于数据的接力、中转和传递，无线中心基站用于无线网络的构建和管理，并打包上传网络数据。

图1 基于物联网的智能供配电管理系统的工作原理示意图

4 基于物联网的智能供配电管理系统分析

（1）、本系统采用新型的无线网络通信技术、计算机控制技术、工业总线技术、数据库技术以及图形界面技术，实现了供配电设备管理的高效率、低成本和智能化；

（2）、本系统通过无线采集、无线组网、无线传输方式，对供配电系统设备的现场数据和电能质量实时监测及远程管理，取代了传统的供配电系统专人值守或有线监控的设备管理系统；

（3）、本系统采用手机等手持移动终端设备，实现了远程无线收集和查看实时数据，采用工业以太网络和光纤网络，实现了电力采集数据的远程网络监控；

（4）、本系统采用物联网络传输系统不受空间距离限制，手持移动终端设备的GPRS/4G无线网络数据传输可跨越国际领域，大大降低

了安装和维护成本；

（5）、本系统的无线透传终端可直接与无线中心基站无线连接，也可通过各无线中继器间接与无线中心基站通信，方式的选择取决于无线透传终端离无线中心基站的距离远近，且自动进行；

（6）、本系统的无线中继器通过中转或直接传递的方式，将采集的数据传送给离自身距离最近的网络节点，彼此以手拉手或跳跃的方式把数据传递到网络无线中心基站，然后由该无线中心基站完成数据管理，并以打包的形式将数据上传到远程数据监控中心，且自动进行；

参考文献：

[1] 韩斐、李安巧.智能配电管理系统方案研究[J].电气应用，2013.

[2] 云雯.智能配电管理系统的应用[J].黑龙江科技信息，2015.

[3] 史莉.配电站开关设备智能配电管理系统解决方案[J].中国电机工程学报，2014

[4] 滕世进.智能配电管理系统[J].电子世界，2001.

作者简介：

宝岩，男，1989年07月，单位：航锦科技股份有限公司，助理工程师，研究方向：送变电系统的研究。