尤冰冰
上海嘉定
摘要： 为解决现有配电室监控系统实际应用中配电室监测参数采集结果误差较大的问题，设计了一种新的监测系统，实验表明其能够有效减小配电机内各监测参数采集误差，提高系统监测精度。
关键词：物联网技术;分散式;配电室;远程;监控;系统
0 简介
过去，电力企业在管理配电室时，通常依靠人工计时对各种电力设备和仪器进行测试，并手动将其绘制成表格并报告。然而，这种管理模式在实际应用中效率很低，已经不能适应当前大多数智能配电网的规模和用电用户的需求。同时，由于更适合建设配电室的区域逐渐减少，在相对偏远的地区已经建了相当数量的配电室，各个区域的配电非常分散，这也对配电室的管理产生了一定的影响无线报警系统，进而影响整个电力系统的正常运行。
1. 系统硬件设计
1.1 多功能传感器选择
根据要求
基于物联网技术的分布式配电室远程监控系统 在实际应用中，根据系统设计成本、功耗和应用性能选择系统硬件设备。根据配电室的日常运行特点，初步选择了测量和采集各种参数的传感器设备，需要选择能够实时监测烟雾、红外入侵、洪水、温度和湿度的传感器。选择-230型烟雾传感器来收集配电室中的烟雾参数。该型号的温度烟雾传感器是可以将光电烟雾和温度集成在一起的传感器，当配电室环境中的烟雾浓度或温度超过预设的安全范围时，立即产生相应的报警开关信号，并将信号通过物联网传输到系统计算机，控制相应的设备断电， 以避免更严重的安全事故[1]。红外
入侵监控传感器采用DB546-06型红外传感器结构，当传感器检测到有未经授权的人员进入配电室时，传感器会自动触发并发出报警信号。水浸式传感器采用SI59-32型传感器，该传感器基于实际应用中液体传导的原理。首先，用电极检测配电室是否有水，当检测到有水时，自动转换为干触点，产生相应的开关报警信号。选用DH456-20温湿度传感器采集配电室环境温湿度数据，同时在处理检测到的信号时，可以进行校准，通过物联网传输准确的数字温湿度。四种不同功能传感器的相关技术参数如下。烟雾
传感器-230：电源2.5V~5.5，烟雾范围0~10mg/m3，响应时间0.5s，模拟4通道0~15mA输入;红外入侵传感器DB546-062：电源1.5V~4.5，检测距离15m，响应时间0.2s，模拟6通道0~12mA输入;水浸传感器SI59-320：工作温度-10~45°C，信号型，供电方式电池，工作电压2.5V;温湿度传感器DH456-20：输出型，电源1.5~2.5V，精度+/-1Cto+/-3C，响应时间0.5s。传感器四种不同功能和型号的报警指示灯可连续点亮5s及以上，无线传输频率可满足本文系统传输要求，报警可同时自动生成报警报告、电池电量报告、防拆报告等数据信息， 从而为安全事故的发生提供可靠的数据依据。
1.2 单片机选择
本文介绍了基于物联网技术的分布式配电室远程监控系统的硬件结构，介绍了单片机模型，并采用硬件SPI
接口将其与网络通信芯片连接，单片机主要基于SPI模式，而在实际应用中，这种型号的单片机具有速度快、功耗低等优点。在单片机中引入高精度R/C时钟，将核心芯片的外部晶体振荡器和复位电路保存在原有系统中，使系统在开发阶段更简单、更方便。同时，模型微控制器中引入了两个16位可重载定时器T1和T2。在单片机中集成多个异步和同步串行通信端口，确保上面选择的各种传感器采集的数据可以通过模型单片机[2]在物联网中快速传输。单片机
上的P1.5、P1.4和P1.3作为配置多路复用的输入输出接口，单片机可以读写网络传输芯片，实现与物联网的通信功能。型号单片机的P0.0~P0.8接口依次与各传感器开关的信号输入输出口连接，通过物联网直接获取各传感器的开关信号。该型号单片机发送控制信号，并驱动继电器装置控制各电力设备连接线的开/关，依次实现各配电室多个风扇和照明设备的开关控制，从而达到配电室远程控制的目的。
2. 系统软件设计
2.1 配电室监测参数的采集
在对配电室进行远程监控时，首先需要收集上面选择的各种传感器获得的参数，并完成开关数据、温湿度数据的采集。根据本文上述传感器选择，定义了开关输入端口信号，8个信号名称、端口信号及其定义为：YD1/P0.0/烟雾传感器1个状态信号;YD2/P0.2/烟雾传感器0状态信号;DB1/P0.4/红外传感器 1 状态信号;DB2/P0.6/红外传感器 0 状态信号;SI1/P0.8/水浸传感器1个状态信号;SI2/P1.0/浸入式传感器0状态信号;DH1/P1.2/温湿度传感器1个状态信号;DH2/P1.4/温湿度传感器0状态信号。
以上8个开关可以通过DI开关接口的端口信号直接获得，因为开关的状态只有开和关，所以只给出了两种状态1和0，其中1为开，0为关[3]。本文系统运行过程中，利用定时器完成各种调度任务，分别设置相应的采集时间，按照图1所示的流程采集配送室各参数的数据。每次从每个传感器获得的数据为32位，以温湿度数据为例，得到的数据由7位高湿度，7位低，7位高温，7位低和最后4位组成。
图1：参数采集流程图
2.2 基于物联网技术的分布式配电室环境信息远程监控
在上述
软硬件开发环境 本文将物联网技术引入系统，按照上述操作完成配电室各种监控参数的采集后，利用物联网云平台远程监控各种信息[4]。通过分析物联网云平台的互联协议，采用JSON作为各配电室环境信息的传输格式。首先，在物联网云平台创建一个个人账号并申请相应的密钥，根据数据采集和配电室的运行情况切换，添加每个数据采集传感器和开关，添加完成后获取每个传感器的ID。分布式Web在上传传感器采集到的各种数据信息时，负责对各种数据和获取的开关状态信号进行统一处理，并构建标准化的JSON数据串，然后建立TCP连接，并使用HTTP传输协议将各种数据信息传输到物联网云平台。
根据内容
互联协议，一次只能从物联网云平台获取一台交换机的交换机状态，并依次填写待获取设备和交换机的ID，一次形成GET消息，在物联网环境中完成数据传输，从而实现系统用户对分布式配电室环境信息的查询。
2.3 报警联动处理
根据
上述系统设计，每个传感器都可以进行多式联运处理和控制，并根据配电室的需要采用多运动报警和多设备联动的处理策略。根据不同配电室参数设置安全范围后，可采用报警联动功能，实现配电室的运行保护控制。以配电室内部环境温湿度为例，当传感器检测到温湿度数据异常时，通过物联网实现从传感器到系统上位机的远程传输。此时，通过报警联动实现空调通风设备的开关控制，开启后调节温度和湿度。另外，本文在系统中设置报警联动处理逻辑如下：
当有未经授权的人员进入配电室时，系统自动链接视频监控，从而实现人员视频图像的采集，完成人员画面的记录后上传到系统计算机报警;当配电室开关柜温度超过预设范围时，系统自动开启空调、风扇等设备降温，记录过程中数据的变化，并上传到系统计算机;当配电室的风扇和空调设备不工作时，系统自动判断其相关状态并驱动视频设备拍照并记录下来，并将结果传输到系统计算机，通过上述联动处理方案实现对配电室的远程监督和控制。
3 对比实验
选取某电力企业配电室作为实验环境和实验对象，基于分布式配电室远程监控系统
将本文提出的物联网技术和目前基于电力企业串行通信技术的配电室监控系统应用于配电室的运行管理，实现了对配电室的监控。在实验过程中，设置两个操作系统的条件相同，选择两个系统的运行平台作为网络运行环境。为验证两种监控系统的监测精度，选取配电室相关参数的监测精度作为实验评价指标。在已知配电室温度为26°C、湿度为39%的情况下，采用两个系统进行监测，将系统采集的数据与已知数据进行比较，得到其监测误差，用Excel软件对实验结果进行记录和分析，得到表1所示的实验结果。表
1：两种监测系统的实验结果对比表
从获得的数据
表1可以看出，无论本文中的系统是监测配电室的温度还是湿度，所得到的结果的精度误差明显小于目前基于电力企业串行通信技术的监测系统。因此，对比实验证明，本文提出的基于物联网技术的分布式配电室远程监控系统在实际应用中具有更高的监控精度和更强的数据可靠性。
4 安科锐配电室环境监测系统介绍与选型
4.1 概述
-基于互联网+、大数据、移动通信等技术的千变电站运维云平台开发的云管理平台，满足用户或运维企业对多变电站电路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆和总线运行温度、现场设备或环境视频场景进行监测的需求无线报警系统， 等，实现数据集中、集中存储、统一管理、使用方便，支持用户通过电脑、手机、PAD等各种终端链接访问和接收报警。并完成相关设备管理工作的日常和定期检查调度工作。
4.2 申请地点
适用于电信、金融、交通、能源、医疗卫生、文化体育、教育科研、农林水利、商业服务、公用事业等行业的变电站新建、扩建改造及配电运维系统。
5 系统特点
5.1 能源使用情况月度报告
这月度
能耗报表支持用户根据总用电量、变电站名称、变电站编号等查询被管理站的用电量，查询跨度可设置为月。
5.2 现场监控
现场监控包括概览、运行状态、日常事件记录、每日每小时功耗曲线和功耗概览。
5.3 变压器状态
变压器状态支持
用户查询全部或某站变压器功率、负荷比等运行状态数据，支持按负荷率、功率按升序、降序排序。
5.4 运行和维护
O&M在当前用户管理的变电站位置图上显示位置和总量信息。
5.5 分布图
配电图显示
选择变电站，显示各电路的开关状态、电流等运行状态和信息，支持电压、电流、功率等详细运行参数查询。
5.6 视频监控视频
监控显示当前实时画面（视频直播），通过选择变电站即可查看变电站内的视频信息。
5.7 电源运行报告
电源运行报告显示所选设备的实时值和平均线路统计，所选设备各电路的指定采集间隔运行参数和电能表读数。
5.8 报警信息
分析平台的所有告警信息。
5.9 任务管理
在任务管理页面，您可以发布检查或消除任务，查看检查或消除任务的状态和完成情况，单击查看任务以查看具体的检查信息。
5.10 用户报告
用户报表页面主要用于自动汇总所选变电站一个月的运行数据，统计分析变压器负载、配电线路功耗、功率因数、报警事件等，并列出循环期间检查和处理过程中发现的各种缺陷。
5.11 应用监控
电源运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项清单”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”、“用户报告”七大模块
“，并支持一次性图表、需求、功耗、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询、设备文件查询、待办事项处理、巡检记录查询、用户报表、文档管理等。
6 系统硬件配置
引用：
[1] 张翠， 高新勤， 李楠.基于ARM和DSP的箱式变电站智能远程监控系统[J].电子技术应用，2019，3.
[2] 刘璐，袁占军，王希娟.基于ARM的智能家居远程监控系统设计与实现[J].电子设计工程，2019，11.
[3] 李俊龙， 杨墨涵， 等. 高速铁路动车组网压质量无人值守监测系统分析[J].电子设计工程，2021，11.
[4] 蒋家明， 钟业荣， 阮国恒.基于C/S模式的变电站运行安全立体监控系统设计研究[J].电子设计工程，2021，10.
[5] 李波.基于物联网技术的分布式配电室远程监控系统
[6] 企业微电网设计与应用手册 2022.05 版
作者简介：
游冰冰，男，目前在职，主要从事经销间在线监控系统相关产品的研发与应用。