一种无人值守变电站智慧节能系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种无人值守变电站智慧节能系统，包括上位机、通讯管理器、现场信息采集设备、智能控制处理器、执行器和现场控制设备，现场信息采集设备分别连接通讯管理设备和智能控制处理器，通讯管理设备分别连接上位机和智能控制处理器，智能控制处理器通过执行器连接现场控制设备，现场信息采集设备包括光源控制开关、室内外温湿度传感器和人体移动侦测传感器，现场控制设备包括照明灯、排气风机和空调，上位机分别与数字城市能源管理平台和移动设备无线连接。与现有技术相比，本实用新型实现了变电站灯光控制的便捷性和温湿度监测与排气风机和空调的联动，无需工作人员现场操作，节约了人力物力与大量燃油能源，并保证变电站的安全。
【专利说明】
一种无人值守变电站智慧节能系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及变电站监控技术领域，尤其是涉及一种无人值守变电站智慧节能系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展，电网改造技术的不断推进，自动化程度的提高，变电站从有人值守到了无人值守。无人值班变电站是变电站的一种先进的运行管理模式，以提高变电站设备的可靠性和基础自动化为前提，借助微机远程运动技术，由远方值班员取代变电站现场值班员，实行对变电站设备运行的有效控制。
[0003]目前，较为常见的无人值守式变电站中主要以视频监视为主，虽然可以实时观察现场环境状况，但现场出现异常状况时依然采用人工现场排查的方式，无法实现变电站的自动调节。比如现在仍存在的一个现象就是大多数变电站都没有进行灯光自动控制，即经常出现灯光24小时全亮的现象，从而造成了变电站大量的电力资源浪费，也增加了其成本。另外，当室外温度低于室内温度的时候，可以使用空气对流的方法进行降低变电站室内温度，但目前大多数变电站都是通过长时间使用大功率空调来调节温度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无人值守变电站智慧节能系统，实现了变电站灯光控制的便捷性，实现了温湿度监测与排气风机和空调的联动，无需工作人员现场操作，节约了人力物力与大量燃油能源，并保证变电站的安全。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种无人值守变电站智慧节能系统，包括上位机、通讯管理器、现场信息采集设备、智能控制处理器、执行器和现场控制设备，所述现场信息采集设备分别连接通讯管理设备和智能控制处理器，所述通讯管理设备分别连接上位机和智能控制处理器，所述智能控制处理器通过执行器连接现场控制设备，所述现场信息采集设备包括光源控制开关、室内外温湿度传感器和人体移动侦测传感器，所述现场控制设备包括照明灯、排气风机和空调，所述上位机分别与数字城市能源管理平台和移动设备无线连接。
[0007]所述上位机通过网络交换机连接通讯管理器。
[0008]所述人体移动侦测传感器为多个，多个人体移动侦测传感器分别设于楼梯上、走廊上和工作室内。
[0009]所述光源控制开关包括照明灯触摸开关面板和照明灯开关按钮。
[0010]还包括云端数据存储服务器，所述云端数据存储服务器与上位机无线连接。
[0011 ]所述现场控制设备还包括饮水机。
[0012]所述现场信息采集设备还包括光照度传感器和有害气体检测传感器。
[0013]所述智能控制处理器通过ZIGBEE通信器连接执行器。
[0014]所述执行器为继电器。
[0015]所述智能控制处理器采用DSP控制器或ARM控制器。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0017](I)本实用新型系统是基于上位机和智能控制处理器的分布式总线型控制系统，各模块之间通过网络总线直接通信，利用总线使开关灯光、空调启停、风机启停等实现智能化，合理地安排手动与自动开关的功能，光源控制开关传输灯光开启信息，人体移动侦测传感器采集是否有人进出的信息，智能控制处理器根据灯光开启信息和是否有人进出的信息自动开启或关闭灯光，上位机上显示光源控制开关等传输的信息，上位机可向智能控制处理器发送控制命令，进而通过执行器控制照明灯，实现变电站灯光控制的便捷性，并有效地避免了工作人员离开时忘记关闭照明灯的情况，避免了能源浪费。
[0018](2)本实用新型系统实现温度监测与排气风机和空调的联动，室内外温湿度传感器采集室内的温度，当智能控制处理器检测到室内温度超过设定值时，会自动启动降温，向执行器发送开启空调的命令，不需要人工去开启空调或者排气风机，同时室内外温湿度传感器还采集室外的温度，智能控制处理器自动监测室内温度和室外温度，如果室外温度小于室内温度，则优先考虑启动排气风机进行降温，通过合理控制变电站排气风机和空调设备，实现节约能源的目的。
[0019](3)本实用新型系统实现变电站现场自动调节，还可通过数字城市能源管理平台、移动设备实现远程监控，无需工作人员现场操作，节约了人力物力的同时，也节省了大量燃油能源，另外，本实用新型系统能够及时进行温度调节，避免工作人员无法及时到达现场调节空调造成的温度过高现象，消除了变电站安全隐患。
[0020](4)本实用新型系统中网络交换机提供RJ45接口的对接，通讯管理器提供RS485接口的对接，通过设置网络交换机和通讯管理器实现现场信息采集设备、上位机与智能控制处理器之间的数据格式转换与交互，数据传输可靠且快速，且方便增加不同通信接口，进而增加现场信息采集设备等，可拓展性好。
[0021](5)本实用新型系统将现场信息采集设备等信息通过上位机传输到云端数据存储服务器，可实时异地存储大容量的数据，减小上位机数据存储负担，增加数据存储安全性，且数据调用方便。
[0022](6)本实用新型系统还设置了饮水机，以及光照度传感器和有害气体检测传感器，可以通过系统提前开启饮水机加热功能，可以检测光照度传感器采集的光照强度，自动调节照明灯的开启数量，还可以通过有害气体检测传感器的检测，自动调节排气风机的开启，保证工作人员环境的安全，系统功能多样，方便变电站人员的监控，且节能效果好。
[0023](7)本实用新型系统选用ZIGBEE通信器建立智能控制处理器与执行器的连接，无布线难度，便于增加控制节点，且采用继电器、DSP控制器或ARM控制器等实现组装，制作成本低，易于推广利用。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型系统的结构示意图。
[0025]图中:1、上位机，2、通讯管理器，3、现场信息采集设备，4、智能控制处理器，5、执行器，6、现场控制设备，7、数字城市能源管理平台，8、移动设备，9、云端数据存储服务器，10、网络交换机。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0027]如图1所示，一种无人值守变电站智慧节能系统，包括上位机1、通讯管理器2、现场信息采集设备3、智能控制处理器4、执行器5、现场控制设备6和云端数据存储服务器9，现场信息采集设备3分别连接通讯管理设备和智能控制处理器4，上位机I通过网络交换机10连接通讯管理器2，通讯管理设备连接智能控制处理器4，智能控制处理器4通过执行器5连接现场控制设备6，现场信息采集设备3包括光源控制开关、室内外温湿度传感器、人体移动侦测传感器、光照度传感器和有害气体检测传感器，人体移动侦测传感器为多个，分别设于楼梯上、走廊上和工作室内，现场控制设备6包括照明灯、排气风机、空调和饮水机，光源控制开关包括照明灯触摸开关面板和照明灯开关按钮，上位机I分别与数字城市能源管理平台
7、移动设备8和云端数据存储服务器9无线连接，移动设备8包括手机、平板等，智能监控系统可实现对白炽灯、日光灯(专用镇流器)、节能灯、石英灯等多种光源的开关控制，并可以实现对不同品牌、不同信号的空调和风机进行开关控制，满足各种环境对照明和温湿度的要求。
[0028]照明灯触摸开关面板和房间内温湿度传感器通过RS485接口，采用相关通讯协议，将采集的数据上传至通讯管理器2。通讯管理器2预处理后通过网线上传至电脑主机，电脑主机数据处理后存储数据至自身数据库和云端数据存储服务器9。
[0029]照明灯触摸开关面板实现现场灯光的手动控制，当现场工作人员进行长时间工作时，需要灯光长时间保持照明状态，此时可以手动触摸照明灯触摸开关面板，实现灯光的常亮。当工作人员离开变电站时，再通过手动触摸照明灯触摸开关面板来关闭对应的照明灯。
[0030]人体移动侦测传感器主要作用在楼梯和走廊，当感应到有人进出时，做出相应的判断，并输出相应检测信息。当有人进入时，智能控制处理器4向照明灯发送开启命令，照明灯自动闭合开关，实现照明状态，智能控制处理器4向饮水机发送开启命令，饮水机可自动开启加热功能；当有人离开时，同理，自动识别并关闭照明灯的照明和饮水机的加热功能。
[0031]管理人员通过访问数字城市能源管理平台7或者手机来远程获取变电站现场信息，实时了解变电站现场的环境状态，并可以远程启动或关闭空调、灯光、排气风机等设备。例如，当需要进入变电站进行现场巡逻时，可以提前打开手机APP客户端，进行下发指令打开排气风机，提前做好通风准备，并确定有害气体检测传感器的检测值正常。
[0032]本实施例中，智能控制处理器4可采用DSP控制器或ARM控制器，执行器5采用继电器，实现现场控制设备6的开关控制。智能控制处理器4通过ZIGBEE通信器连接执行器5，使得智能控制处理器4与执行器5之间采用ZIGBEE通信技术无线传输数据。上位机I可采用变电站内任一正在工作的电脑主机。
[0033]综上，无人值守变电站智慧节能系统具有以下节能方式:
[0034]a.智能控制变电站灯光进行节能
[0035]目前变电站存在的普遍现象为工作人员进入变电站工作时，常常会打开所有点照明灯，并且在施工结束离开的时候，不会及时关闭照明灯，这就造成了电力能源的浪费。而本系统中的人体移动侦测传感器主要作用在楼梯、走廊和变电室、设备室等，当感应到有人进出时，做出相应的判断。当有人进入时，自动闭合开关，实现照明状态，照明时间可自行设定；当有人离开时，自动识别并关闭照明灯。本系统有效地避免了工作人员离开时忘记关闭照明灯的情况，避免了能源浪费。
[0036]另外，如果工作人员需要再变电站进行长时间维修、施工工作，需要长时间打开照明灯，则需要照明灯触摸开关面板实现现场灯光的手动控制，以达到灯光常亮的目的。但如果采用手动控制，必须手动进行关闭照明灯。如果工作人员忘记关闭灯管，管理人员通过访问手机或者连接数字城市能源管理平台7的任一客户端来实时得到变电站现场灯管开关情况，可以进行远程控制，避免无人工作下，灯光常开带来的能源浪费。
[0037]本系统合理地安排手动与自动开关的功能，实现变电站灯光控制的便捷性，并起到节约能源的作用。
[0038]b.智能控制变电站排气风机与空调进行节能
[0039]目前的变电站温度控制，主要采用空调降温系统，即当变电站室内温度超过设定值时，工作人员手动开启空调进行工作。本系统可以合理控制变电站排气风机和空调设备，实现节约能源的目的。
[0040]变电站的变电设备、主控设备进行工作时，变电站室内温度会上升。在过渡季节，一般室外温度低于室内温度时，可以通过打开排气风机，借助空气对流的方法对室内温度进行调节。这样可以有效的避免长时间使用大功率空调机组，不仅节约了电力能源，而且延长了空调设备寿命。
[0041 ]本系统实现温度监测与排气风机和空调的联动，即当温度超过设定值时，会自动启动降温系统，不需要人工去开启空调或者排气风机。本系统自动监测室内温度和室外温度，如果室外温度小于室内温度，则优先考虑启动排气风机进行降温。
[0042]c.实现无人值守进行节能
[0043]本系统实现变电站内部的自动调节，不需要人工现场操作。例如当变电站空调掉电之后，无法自启动时，工作人员必须从供电公司开车赶到变电站进行手动开启开空调，不仅增加了人力物力，而且开车过程将消耗燃油。本系统实现变电站现场自动调节，无需工作人员现场操作，节约了人力物力的同时，也节省了大量燃油能源。另外，本系统能够及时进行温度调节，避免工作人员无法及时到达现场调节空调造成的温度过高现象，消除了变电站安全隐患。
[0044]以昆山某变电站为例，说明本系统的应用情况。对登录电脑主机的权限进行显示，管理人员需要具有权限的管理员，输入正确的账户密码才可以访问电脑主机。在电脑主机上可以删除、添加或者修改不同的对象，包括灯光、空调和排气风机等设备，然后管理人员可以通过电脑主机上显示观察到各设备的运行状态，并可以实现一键控制，包括:实现所有灯光设备全开控制、所有灯光设备全关控制等，还可以进行远程控制，例如选择不同楼层的设备进行控制，等等，最终实现无人值守、自动节能等监控功能。
【主权项】
1.一种无人值守变电站智慧节能系统，包括上位机(I)，其特征在于，该系统还包括通讯管理器(2)、现场信息采集设备(3)、智能控制处理器(4)、执行器(5)和现场控制设备(6)，所述现场信息采集设备(3)分别连接通讯管理设备和智能控制处理器(4)，所述通讯管理设备分别连接上位机(I)和智能控制处理器(4)，所述智能控制处理器(4)通过执行器(5)连接现场控制设备(6)，所述现场信息采集设备(3)包括光源控制开关、室内外温湿度传感器和人体移动侦测传感器，所述现场控制设备(6)包括照明灯、排气风机和空调，所述上位机(I)分别与数字城市能源管理平台(7)和移动设备(8)无线连接。2.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述上位机(I)通过网络交换机(10)连接通讯管理器(2)。3.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述人体移动侦测传感器为多个，多个人体移动侦测传感器分别设于楼梯上、走廊上和工作室内。4.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述光源控制开关包括照明灯触摸开关面板和照明灯开关按钮。5.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，还包括云端数据存储服务器(9)，所述云端数据存储服务器(9)与上位机(I)无线连接。6.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述现场控制设备(6)还包括饮水机。7.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述现场信息采集设备(3)还包括光照度传感器和有害气体检测传感器。8.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述智能控制处理器(4)通过ZIGBEE通信器连接执行器(5)。9.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述执行器(5)为继电器。10.根据权利要求1所述的一种无人值守变电站智慧节能系统，其特征在于，所述智能控制处理器(4)采用DSP控制器或ARM控制器。
【文档编号】F24F11/00GK205561166SQ201620310252
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】储海兵, 魏福庆
【申请人】江苏省电力公司昆山市供电公司