一種基于物聯(lián)網(wǎng)的輸電線路智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及輸電線路檢測管理領(lǐng)域，具體是指一種基于物聯(lián)網(wǎng)的輸電線路智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電力系統(tǒng)管理體制的深化改革，電網(wǎng)系統(tǒng)向著自動化、智能化快速發(fā)展。在輸電線路檢測管理領(lǐng)域，受到輸電線分布廣、分布環(huán)境復(fù)雜等限制，尤其是在邊緣地區(qū)的輸電線路所處環(huán)境惡劣，人工巡查不但花費大量的人力物力，還需要承擔(dān)極大的風(fēng)險，代替人工巡查的自動化遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)運而生。現(xiàn)有輸電線監(jiān)測系統(tǒng)將捕捉到的視頻信號傳到監(jiān)視終端，只能監(jiān)視電力系統(tǒng)中重要設(shè)備的外觀運行狀態(tài)，反映不出設(shè)備運行的電流、電壓以及設(shè)備變位信號等，不能對運行設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，更不能對系統(tǒng)進行及時調(diào)整。而物聯(lián)網(wǎng)可以通過各種傳感技術(shù)、運用各種通訊手段，將任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、自動報警、控制、診斷和維護。因此，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的既能反映輸電線路運行狀態(tài)又能在遠(yuǎn)端對輸電系統(tǒng)進行及時調(diào)整的智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，進而實現(xiàn)“監(jiān)視、管理、控制、營運” 一體化，成為電網(wǎng)自動化、智能化的新課題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的輸電線路智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，既能反映輸電線路運行狀態(tài)又能遠(yuǎn)程控制電網(wǎng)系統(tǒng)運行。本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的各種傳感技術(shù)、通訊手段，將人機交互滲入到系統(tǒng)的終端、調(diào)度端和應(yīng)用端，對輸電線路系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，定位精準(zhǔn)、反應(yīng)迅速，減少人力物力支出，實現(xiàn)輸電線路系統(tǒng)的自動化、智能化。
[0004]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):包括總控系統(tǒng)和站控系統(tǒng)，其特征在于:所述總控系統(tǒng)包括人機交互應(yīng)用端、中央控制器和數(shù)據(jù)處理器；所述站控系統(tǒng)包括人機交互調(diào)度端、監(jiān)控中心和遠(yuǎn)動系統(tǒng)終端(RTU);所述遠(yuǎn)動系統(tǒng)終端(RTU)包括遙測系統(tǒng)、遙信系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)和人機交互輔助系統(tǒng)；所述總控系統(tǒng)內(nèi)部、站控系統(tǒng)內(nèi)部以及總控系統(tǒng)與站控系統(tǒng)之間均借助物聯(lián)網(wǎng)的綜合通訊方式及通訊技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0005]本實用新型主要分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層和控制層，數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)娇刂茖舆M行記錄和分析，控制層的調(diào)控指令通過網(wǎng)絡(luò)層下達到數(shù)據(jù)層，對輸電線系統(tǒng)進行調(diào)控。在站控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)層為遠(yuǎn)動系統(tǒng)終端(RTU)，控制層為監(jiān)控中心和人機交互調(diào)度端。遠(yuǎn)動系統(tǒng)中的遙測系統(tǒng)，即遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)，采集并傳送輸電線系統(tǒng)運行時的各種信號；遙信系統(tǒng)，即遠(yuǎn)程信號系統(tǒng)，采集并傳送各種保護和開關(guān)量信息；遙控系統(tǒng)，即遠(yuǎn)程調(diào)控系統(tǒng)，接受并執(zhí)行調(diào)控命令，對遠(yuǎn)程的一些開關(guān)控制設(shè)備進行遠(yuǎn)程調(diào)控；網(wǎng)絡(luò)層進行數(shù)據(jù)的傳輸；控制層的監(jiān)控中心為系統(tǒng)的維護和管理中心，是整個站控系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、分析、存儲以及對系統(tǒng)的控制等。如需調(diào)控，可由控制層的監(jiān)控中心自動下達或人機交互調(diào)度端人工下達調(diào)控命令，從而對遠(yuǎn)程的系統(tǒng)進行實時調(diào)控。在總控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)層為數(shù)據(jù)處理器，控制層為中央處理器和人機交互應(yīng)用端。數(shù)據(jù)處理器與多個站控系統(tǒng)連接，將多個場站范圍內(nèi)的輸電線運行信號進行收集、轉(zhuǎn)換、整理和存儲，由中央處理器對總區(qū)域內(nèi)的輸電線系統(tǒng)進行分析。如需在場站之間進行調(diào)控，可由控制層的中央控制器自動下達或人機交互應(yīng)用端人工下達調(diào)控命令，從而對站控系統(tǒng)進行實時調(diào)控。
[0006]進一步地，所述遙測系統(tǒng)包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、噪音傳感器、震動傳感器、覆冰傳感器、風(fēng)力傳感器、電量傳感器、電壓傳感器、功率傳感器。
[0007]遙測系統(tǒng)各個傳感器，每隔一段時間對輸電線監(jiān)測點的溫度、濕度、煙霧、噪音、震動、覆冰、風(fēng)力等設(shè)備運行狀態(tài)信號以及各回路中電氣設(shè)備的電量、電壓、功率因素等等電氣量進行測量，并輸送到監(jiān)控中心，分析、記錄、存儲。
[0008]進一步地，所述遙信系統(tǒng)包括開關(guān)位置信號、避雷器運行狀態(tài)信號、變壓器運行狀態(tài)信號、保護裝置動作信號、通信設(shè)備運行狀態(tài)信號。
[0009]遙信系統(tǒng)將開關(guān)位置信號、避雷器運行狀態(tài)信號、變壓器運行狀態(tài)信號、保護裝置動作信號、通信設(shè)備運行狀態(tài)信號等保護信號傳輸至監(jiān)控中心，分析、記錄、存儲。
[0010]進一步地，所述遙控系統(tǒng)包括變壓器保護、電纜線路保護、接地裝置保護、防雷過電壓保護。
[0011]遙控系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先先設(shè)定啟動程序，如輸電線系統(tǒng)信號異常，監(jiān)控中心將調(diào)控命令自動下達，啟動對應(yīng)保護動作。
[0012]進一步地，所述人機交互輔助系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、RFID身份驗證系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、二維碼信息查詢系統(tǒng)。
[0013]視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在輸電線場站等重點保護區(qū)域，對非法入侵等情況進行監(jiān)控；RFID身份驗證系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)置權(quán)限，只有被授予權(quán)限的工作人員通過身份驗證后，才能在權(quán)限范圍內(nèi)進行操作；GPS定位系統(tǒng)可快速、準(zhǔn)確的對施工人員或故障地點進行定位，有利于遠(yuǎn)程分析及外援支持；二維碼信息查詢系統(tǒng)中存儲有設(shè)備的安裝、運行、故障等歷史記錄，便于維修人員巡查。
[0014]進一步地，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像頭、拾音器、紅外報警器和喇叭；所述拾音器采用駐極體話筒；所述喇叭采用有源音響。
[0015]輸電線系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下，攝像頭處于休眠狀態(tài)，拾音器、紅外報警器捕捉到異常數(shù)據(jù)時，攝像頭啟動，開始對異常區(qū)域進行錄像。喇叭自動播放預(yù)先設(shè)置的音頻，對非法入侵者進行警告或驅(qū)趕。
[0016]進一步地，所述監(jiān)控中心包括通訊管理器、數(shù)據(jù)交換機和綜合監(jiān)測單元；所述數(shù)據(jù)交換機包括網(wǎng)絡(luò)交換機、光纖交換機；所述綜合監(jiān)測單元包括連接有聲光電報警裝置的系統(tǒng)運行監(jiān)控計算機、視頻終端監(jiān)控計算機、中央控制計算機和連接有數(shù)據(jù)輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲計算機。
[0017]數(shù)據(jù)交換機可對遠(yuǎn)動系統(tǒng)終端(RTU)傳輸數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，再由綜合檢測單元對數(shù)據(jù)進行收集、分析、處理。本實用新型具有智能報警機能，系統(tǒng)運行監(jiān)控計算機連接有聲光電報警裝置，采用智能化事件處理方式，對不同級別的報警信息選擇不同的報警方式。系統(tǒng)運行監(jiān)控計算機中設(shè)置全場站的系統(tǒng)圖，配合視頻終端監(jiān)控計算機上顯示的事故現(xiàn)場視頻圖像和GPS定位坐標(biāo)，可快速定位系統(tǒng)中各個監(jiān)測點的位置和狀態(tài)。當(dāng)有事故發(fā)生時，聲光電報警裝置立即發(fā)出警報，并在系統(tǒng)運行監(jiān)控計算機上顯示事故發(fā)生地點、事故現(xiàn)場圖像以及對應(yīng)系統(tǒng)遙測、遙信量的變化和保護動作的進展?？蓭椭蛋嗳藛T迅速判斷事故地點和事故設(shè)備，從而縮短處理事故的時間，減小事故的影響。數(shù)據(jù)存儲計算機對收集的終端數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計整理，可以隨時調(diào)閱，也可以通過數(shù)據(jù)輸出設(shè)備打印成表，便于記錄保存。
[0018]進一步地，所述人機交互應(yīng)用端包括手機、PDA、個人計算機(PC)和無線收發(fā)裝置；所述人機交互調(diào)度端包括手機、PDA、個人計算機(PC)和無線收發(fā)裝置。
[0019]本實用新型中對輸電線路系統(tǒng)的調(diào)控分為自動保護和人工調(diào)控:輸電線路系統(tǒng)的部分保護動作可按照事先設(shè)定的程序自動啟動，而人工調(diào)控可通過中央控制器、中央控制計算機實現(xiàn)，還可以通過人機交互應(yīng)用端和人機交互調(diào)度端實現(xiàn)。巡查人員或相關(guān)技術(shù)人員可使用手機、PDA、個人計算機(PC)等便攜設(shè)備，借由互網(wǎng)\WIFI\GSM\CDMA\3G\4G等多種網(wǎng)絡(luò)，通過無線收發(fā)裝置可將手機、PDA、個人計算機(PC)的信號轉(zhuǎn)化為設(shè)備可讀信號，即可實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，隨時隨地對管轄區(qū)域內(nèi)的輸電線系統(tǒng)進行監(jiān)控。
[0020]進一步地，所述綜合通訊方式，包括:
[0021]短距離有線通訊方式:中央控制器和數(shù)據(jù)處理器之間、通訊管理器和數(shù)據(jù)交換機之間、數(shù)據(jù)交換機和綜合檢測單元之間均是通過以太網(wǎng)(ETHERNET)進行數(shù)據(jù)傳輸；
[0022]短距離無線通訊方式:人機交互應(yīng)用端和中央控制器之間以及人機交互調(diào)度端和監(jiān)控中心之間可通過藍牙(BLUETOOTH)進行數(shù)據(jù)傳輸；