安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

18706168062

一、背景介紹

隨著社會經濟的快速發展，高速公路建設已成為國家基礎設施建設的重點之一。然而，在山區高速公路建設中，供配電系統的管理和維護一直是難點問題。由于山區地形復雜，供配電線路長，設備分布廣泛，加之氣候多變，給供配電系統的穩定運行帶來了很大挑戰。為了提高山區高速公路供配電系統的穩定性和可靠性，降低運維成本，本文提出了一種山區高速公路供配電智能管理方案。

二、需求分析

山區高速公路供配電智能管理方案應滿足以下要求：

1. 系統架構穩定可靠，適應山區惡劣環境。

2. 設備配置合理，滿足供配電系統運行需求。

3. 數據管理高效，便于實時監控和數據分析。

4. 智能化程度高，能夠實現自動化管理。

5. 安全性強，保障供配電系統的穩定運行。

三、方案設計

1. 系統架構設計

山區高速公路供配電智能管理系統采用分層分布式結構，包括感知層、網絡層和應用層。感知層負責采集設備狀態和運行數據，網絡層將感知層數據傳輸至應用層，應用層則對數據進行分析處理，為管理人員提供決策支持。

1. 設備選型

在設備選型方面，應選擇適應山區環境、性能穩定、維護方便的設備。例如，采用高壓開關柜、變壓器、低壓配電柜等設備組成供配電系統，同時配置智能化電表、電力監控設備等實現遠程監控和數據分析。

1. 數據管理

數據管理是山區高速公路供配電智能管理的重要組成部分。通過建立數據倉庫，對設備狀態、運行數據等進行存儲和分析，為管理人員提供決策支持。同時，利用大數據技術和人工智能算法，對數據進行分析挖掘，提高供配電系統的運行效率和穩定性。

四、實施計劃

1. 設備安裝與調試

在設備安裝前，應對山區高速公路沿線的地形、氣候、交通等情況進行詳細考察，制定合理的設備安裝方案。在安裝過程中，要確保設備安裝牢固、布線規范、安全可靠。安裝完成后，進行系統調試，確保各設備正常運行。

1. 數據采集與傳輸

在感知層，采用多樣化的傳感器和監控設備實時采集供配電設備的狀態和運行數據。通過網絡層將數據傳輸至數據中心進行集中存儲和分析處理。同時，利用5G、物聯網等技術實現數據的快速傳輸和實時監控。

1. 系統調試與優化

在系統調試階段，要對整個供配電智能管理系統進行全面的測試和驗證。根據測試結果對系統進行優化調整，確保系統的穩定性和可靠性。同時，根據實際運行情況制定合理的維護保養計劃。

五、運行維護

1. 系統巡檢

制定定期的系統巡檢計劃，對供配電設備進行全面檢查和維護。在巡檢過程中及時發現并處理設備故障或隱患，確保系統的正常運行。

1. 設備維護

對關鍵設備采取預防性維護措施，定期進行保養和檢修。同時建立設備故障應急處理機制，及時響應和處理設備故障。
3. 數據備份與恢復
為了確保數據的安全性和完整性，應定期對重要數據進行備份。當數據發生丟失或損壞時，能夠迅速恢復數據并恢復正常運行。

六、安全評估

1. 系統安全性評估：對山區高速公路供配電智能管理系統進行全面的安全性評估，發現并解決潛在的安全隱患。

2. 網絡安全防護：加強網絡層的防護措施，防止惡意攻擊和非法入侵。采用防火墻、入侵檢測系統等技術手段確保網絡安全。

3. 數據安全保護：對重要數據進行加密處理和訪問控制，防止數據泄露和非法獲取。同時建立完善的數據管理制度，規范數據的收集、存儲和使用過程。

七、安科瑞配電監控系統解決方案

7.1電力監控介紹

電力監控系統主要針對隧道變電所、箱式變電站、收費站和服務區變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表、UPS、EPS和發電機進行保護和監控，主要是服務對象為高速公路供配電系統的維護人員，對實時性要求較高。

高速公路電力監控對高速公路沿線的變電站內的高低壓配電設備、發電機、變壓器、UPS、EPS、外場照明、隧道內的理地式變壓器與照明 、通風及排水等機電設備進行實時分布式監控和集中管理,實現無人值守,確保高速公路安全暢通 , 提高自動化管理水平,降低機電設備的運行維護成本 。

高速公路電力監控包括隧道變電所、服務區變電所、收費站變電所、沿線箱式變電站、互通樞紐、路燈電源、風機控制箱等區域的電力綜合監控。

7.2高速公路供配電監控云平臺

高速公路監控中心主要任務為確保高速公路路的各個子系統及操控設備能正常運轉，并在發生事故時能迅速反應處理，因此高速公路監控中心就是整個高速公路安全管控系統的神經中樞，通過自動化監視與偵測設備，將高速公路上任一設備的狀況迅速傳遞收集于監控中心中，使管理人員可以隨時輕易的掌握所有情況。

系統采集高速公路供電系統內各個智能設備的信息，有異常時通過****或APP推送報警信號，并且可以派發工單，并且進行跟蹤閉環處理。

7.2.1平臺登錄

軟件采用B/S架構，用瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

7.2.2平臺導航

平臺主頁顯示用戶管理變配電站的概況，包括用能月報、選定的變配電站狀態、變壓器狀態、運維中心、看板。

變電站狀態

變電站狀態包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

變壓器狀態

變壓器狀態支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

運維中心

運維中心展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。

7.2.3電力監測

電力監測包括電力數據、變壓器監測、運行報表、配電圖、電力值表、運行日報、平均功率因數監視和統計頁面。

7.2.4用電分析

用電分析包括用能報表、同比分析、環比分析、電能集抄、計量及線路損耗。

用能報表

用能報表顯示各回路的用能數據，包括日報、月報、年報，日報顯示分時用能，月報顯示分日用能，年報顯示分月用能，報表可以導出。

7.2.5事件記錄

事件記錄方便運維人員查看分析設備如斷路器合分、門開門關、電流電壓越限告警、煙霧報警、氣體濃度越限報警、浸水報警、故障告警、****志、平臺運行日志等記錄。

7.2.6安全用電

安全用電包括漏電監測和線纜溫度監測。

漏電監測

漏電監測展示選中變配電站的漏電流和線纜溫度及報警狀況。

線纜溫度監測

線纜溫度監測界面展示了選中變配電站的線纜溫度，選中需查看的監測點，點擊查詢可以查看線纜溫度的歷史數據

7.2.7運行環境

運行環境包括環境監測、視頻監控、環境溫濕度、儀表通訊狀態、網關通信狀態、視頻監控、視頻設備狀態等。

環境監測

環境監測展示了變配電站內的環境狀態，包括環境溫濕度、水浸、煙霧、門狀態等信息。

視頻監控

視頻監控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。

環境溫濕度

環境溫濕度展示變電所內儀表記錄的環境溫濕度信息，并可導出為excel。

視頻設備狀態

視頻設備狀態展示了變電所內視頻設備的在線情況。

7.2.8設備控制

設備控制包括遙控定義、照明控制以及控制操作日志。

照明控制

照明控制可以控制燈泡的亮滅，選擇“變配電站”，點擊勾選要控制的設備，點擊“控制”按鈕，在彈出層選擇設備狀態，點擊“確定”。

7.2.9設備管理

設備管理包括設別定義、設備檔案和設備報表，在設備檔案中對變電所設備進行維護處理。

設備檔案

設備檔案中選擇變電所，對設備定義的模板進行導入 ，有新增、修改、刪除、復制等操作，對變電所設備進行維護管理。

設備報表

設備報表展示了各個變電所的設備狀況，并根據設備檔案中填寫的安裝時間和質保期得出建議更換時間，并在舉例建議更換時間7天內提示用戶更換設備。

7.2.10運維管理

運維管理包括任務管理、巡檢記錄、缺陷記錄三部分，其中任務管理可以完成任務的創建、發布、任務完成情況查詢；巡檢記錄是巡檢任務的執行情況和執行明細，缺陷記錄是消缺任務創建、發布、完成狀態情況查詢。

任務管理

任務管理頁面可以發布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態和完成情況，可以點擊查看任務查看具體的巡檢信息。

巡檢記錄

巡檢記錄顯示了巡檢任務的完成情況，以及巡檢詳情。

缺陷記錄

缺陷記錄記錄了各個變電所運維巡檢過程中上傳的缺陷信息。

7.2.11APP支持

電力運維手機支持“監控系統”、“設備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。

八、結束語

電力監控自動化管理實現了各站點無人值守、技術力量集中化，提高了故障修復時效性，可以說是智能交通設備系統正常可靠運行的重要管理手段，是高速公路運營管理、提高經濟效益的保證。通過實踐驗證，復用ITS通信平臺，實時傳送供配電信息，可以實現自動化管理，同時提高經濟效益，方便運營維護管理，實現減人增效、節能增效等顯著的經濟效益。實踐證明，采用電力監控智能管理是可行的。