电力综合自动化系统 IoT-IPower

1、产品概述

电力综合自动化系统是由我司根据多年电力监护控制系统实践及客户应用需求而开发的一套高安全、智能型、电力综合监控与能源管理自动化系统。该系统提供图形实时监控、实时数据采集和数据处理、控制策略执行等功能，能够实现五防校验机制和故障诊断与定位，能有效提高电力系统的安全性、稳定性和运行效率，为用户提供定制化服务的整体解决方案。

此外，该系统还分为数据采集、数据处理和控制执行三个主要部分，采用模块化的应用设计和开放式的软硬件平台，具备丰富的通信接口协议和智能化的数据管理功能。

      1.1数据采集

该系统通过多种通信协议（如 IEC 61850-9-2、Modbus、GOOSE 等），实现对电网各个环节的实时数据采集，包括线路、开关、变压器、发电机等各种电力设备的运行状态、负载、电压、电流、功率等数据的采集。同时，图形界面支持遥信、遥测批量绑点、典型间隔间模块化；支持全屏独占运行模式。

      1.2数据处理

该系统结合电力接线网络图进行拓扑分析，建立电力系统模型，进行电力负荷、设备状态等数据的管理和处理。同时对倒闸操作进行五防校验，包括防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂（合）接地线（接地开关）；防止带接地线（接地开关）合断路器；防止误入带电间隔五个方面的校验，确保动作的可靠性和完整性，为后续的控制执行做出保障。

      1.3控制执行

根据采集和处理的数据，该系统制定各种控制策略，实现对电力设备的自动控制，包括并网控制、负荷预测和调度、设备开关、变压器调节以及故障自动切除等。同时，该系统还具备预警和报警功能，及时发现和处理故障隐患，提高解决事故的有效性和准确性。

2、中心监控

3、系统特点

      3.1 拓扑五防功能

采用了拓扑五防技术，即通过软件算法实现五防闭锁逻辑，从而确保电气设备和系统的安全运行。五防是指防止误分、合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂接地线，防止带地线合断路器，防止误入带电间隔。通过实现五防闭锁逻辑，可以大大提高配电房的运行安全性和可靠性。

     3.2 智能监控与数据分析

可以对配电房内设备的运行状态进行实时监控和数据采集，同时通过智能算法进行分析和处理，及时发现和预测潜在的安全隐患和故障，从而采取相应的措施进行预警、预防和应急处理。系统支持多种数据采集方式，如无线通讯、视频监控等，可以实现对配电房全景式监控。同时，系统还支持远程监控和管理，用户可以通过手机APP或网页端随时随地查看配电房的运行状态和数据信息。

      3.3 高精度测量与计量

 采用了高精度电表和传感器等设备，可以对配电房内电量、电压、电流、功率等参数进行高精度的测量与计量，同时可以实现远程抄表和数据传输等功能，提高配电房的管理效率和计费准确性。系统还可以对能耗进行分析和管理，帮助企业合理调配电力资源，降低能源成本。

      3.4 可视化操作界面

 采用了可视化技术，可以在操作界面上实时展示配电房的运行状态、数据信息和报警信息等，方便用户进行监控和管理。同时，该系统还支持多种不同的操作方式，例如触摸屏、键盘、鼠标等，方便用户进行操作和交互。

      3.5 可靠性与稳定性

 成熟的硬件和软件技术，使得系统具有高可靠性和稳定性，可以保证长时间不间断的运行，并具有较强的抗干扰能力和适应能力，可以在不同的环境和条件下稳定运行。同时，该系统的维护简单、易操作，从而降低用户的维护成本。

4、核心功能

系统实现保护和监控站内用电负荷，集成了数据分析、变电站五防、设备管理、变电站环境监测、视频联动、故障诊断与定位、事件记录、报表及定制报表系统、操作票系统，开放的数据接口能够快速接入不同厂家各种智能设备，同时配备了丰富的可选配协议，Modbus、OPC-UA、HTTP、MQTT V3.0/5.0等协议标准数据转发接口。

4.1  图形实时监控

实时采集现场微机保护装置、智能仪表、智能变压器、断路器等电参量、非电量及开关状态量（分合位），结合电气主接线图、实景图及通讯工况图予以实时显示，方便查看及远程遥控操作。同时，图形界面支持遥信、遥测批量绑点、典型间隔间模块化；具备活动工具栏、鸟瞰图、防误闭锁、清除闪烁、画面截图等实用工具；支持全屏独占运行模式。

4.2  实时、历史数据查询与图表分析

实时数据：实时值、通讯配置与状态、实时图表、变比系数（CT 变比等）、采集时间和当日数据查询。

历史数据：历史值、历史图表、模板查询、任意时段数据查询。

图表分析：支持 3D 及平面曲线、饼图、柱状图分析。

4.3  电源投切

电源投切：当一路或多路电源因各类故障而失电时，系统将自动调度、重组拓扑、保证供电连续性。为保障电源自动投切或人工遥控操作安全、准确、及时的执行。

顺控操作：结合图形化的配置工具快速生成一键顺控操作票。

预演系统：支持在电网或电气设备进行倒闸操作前，将已拟定的操作票在模拟系统上按照规定操作程序进行演示操作。

组网：支持失电拓扑重组，支持多种电源接入，支持微网离网运行。

4.4  负荷管控

当两路市电均故障需要备用电源带载时，需确保重要负荷的正常运行。负荷管控模块能根据负荷优先级，计算最优路径和负荷调度策略，生成断路器开闭动作指令序列，实现电网拓扑的电网负荷定向投入，并可以在图形界面实时预演。对重点用电区域重点关注，优先保障供电负荷。记录失电前的每个出线处负荷，作为再次电源切换的调度依据。

4.5  智能五防

智能五防校验实现了电力综合自动化系统的电网元件及线路组网拓扑分析，并在拓扑标识识别与分析的基础上，优化了五防核验运算过程替代了人工输入，五防逻辑核验公式，标注电网元件的繁琐过程，实现了电网绘图与数据模型标注的一体化实现，节省了人工二次编写变电柜、变压器、刀闸、断路器等元件连接关系，及它们间的电气互锁逻辑关系表达式的工作，大大提高了工作效率。

系统在加载识别电力元件连接拓扑关系后，实时接收电力元件的状态位，扫描全网的当前安全状态，预演下一步安全状态，根据通用五防规则，自动判定倒闸操作是否会引起电网下一步的安全状态发生改变，从而做出是否符合五防操作的判断应答和提示。

4.6  开关次数、越限次数统计分析

实时统计断路器、刀闸等设备的分合次数，了解设备操作状况的同时为设备的检修及更换提供数据参考；对功率、电流、电压、温度等遥测数据的越限次数进行统计记录，为事故的预测及追查提供科学合理的依据。

4.7  图形开票与票库管理

图形创建操作票，可打印与保存操作票；支持操作票的预存和管理。

4.8  报表查询

系统提供日月年标准报表模板，可根据用户需求定制报表。可查询和打印系统记录的所有数据值，并可定时自动生成报表，可导出所有报表；查询报表打印的起点、间隔等参数可自行设置。

4.9  通讯管理

支持串口、网络（TCP/IP、UDP）、数据库等模式采集与转发，监控各个数据传输通道的实时状态，包括通讯线路的质量、通讯延时等，以保证数据的实时采集和传输。保证网络的稳定性和可用性 

4.10  巡检管理

系统中可对日常巡检和故障告警巡视任务进行统一管理，通过流程的把控，确保任务执行的可检查，可闭环。

支持通讯状态管理运维，对系统中所涉的通讯设备和线路有异常告警，方便定位故障点位。

支持运维APP推送，运维工单和巡检任务可推送到运维人员APP终端 ，现场情况可以拍照和录入巡检工况说明。

4.11  环境监控

通过 3D 实景仿真，立体展示变配电房设备温度、水浸、烟感、门禁、智能照明开关等配电房环境参数；支持视屏联动 ，出现视屏关联事件时，摄像头会定位到对应位置，弹出实时画面，用户可以快速获取现场图像。

4.12 视频监控

视频监控系统通过图像监控的方式对重要区域（配电室）作一个实时、远程视频监控的安防系统。系统通过前端视频采集设备即摄像机将现场画面转换成电子信号传输至中心，然后通过显示单元实时显示、存储设备录像存储等，实现工作人员对各区域的远程监控及事后事件检索功能。

4.13  红外防入侵报警

在配电房重要位置安装红外双鉴探测器，设定好报警主机的布防/撤防时间，实时监测在布防时间内人员的非法入侵。红外双鉴探测器在布防时间内探测到人员非法进入，随即触发红外主机产生报警信号，发出现场声光告警提示，并将报警信息发送到区域控制器，第一时间同步在本地、区域控制器和远程端发出告警提示提醒值班员及时处理，防止事态扩大。

红外入侵报警系统为相对独立的工作系统，其非法入侵探测、布防/撤防、报警触发等功能是独立进行的，不依赖或借助于其他管理系统，报警信息可通过接口模块与区域控制器连接，通过区域控制器实现远程报警、远程查看等功能，以方便库房安全便捷、统一的一体化管理。

4.14  门禁系统

为了加强变电站、配电房的安全防范，实现变电站、配电房的科学信息化管理，打造智能化变电站、配电房科学化管理、信息化管理的标杆。门禁系统具有个性化的出入管理权限管理、完善的人性化的功能设计、高效的实时监控及远程控制、短信报警，以及海量存储和防掉电保护数据结构等特点。

5、应用场景

电力综合自动化系统可以广泛应用于以下场景：

(1) 电力行业：包括发电厂、变电站、输配电网络等，可实现对电网的实时监控、数据采集、数据处理和控制执行，提高电力系统的安全性、稳定性和运行效率。

(2) 工业领域：包括石油、化工、钢铁、有色金属冶炼等行业，可实现工厂用电设备的自动化监控和控制，提高工厂能源利用效率和降低能源消耗。

(3) 建筑领域：包括商业地产、住宅小区、学校、医院等建筑，可实现建筑电力设备的智能化监控和管理，提高建筑的能源利用效率和降低能源消耗。

(4) 公共设施：包括交通设施、水利设施、市政设施等，可实现公共设施电力设备的自动化监控和维护，提高设施的运行效率和降低能源消耗。

(5) 能源管理：包括数据中心、智能楼宇、智慧城市等领域，可实现能源的集中管理和优化调度，提高能源的利用效率和降低能源消耗。

6、实施效果

电力综合自动化系统的实施效果体现在以下几个方面：

(1) 提高电力系统的安全性

由于电力系统的复杂性，任何环节的故障都可能影响到整个系统的正常运行。因此，电力综合自动化系统的实施可以大大提高电力系统的安全性。该系统通过实时监控电网的运行状态，对异常情况及时报警，并采取相应的措施进行处理，避免了因系统故障或人为因素导致的安全事故。同时，电力综合自动化系统还采用了身份认证和加密通信等技术，确保了系统的安全性和稳定性。

(2) 提高电力系统的运行效率

电力综合自动化系统的实施可以大大提高电力系统的运行效率。该系统通过数据采集、数据处理和控制执行等环节，对电力设备的运行状态进行实时监控，及时发现和处理故障隐患，避免了设备故障对系统运行的影响。同时，电力综合自动化系统还可以根据电网的运行状态，调整电力设备的运行参数，优化系统的运行效率。

(3) 避免了能源浪费

电力综合自动化系统的实施可以降低能源消耗和废物排放量，提高企业的能源利用效率。该系统通过智能化的能源管理策略，对电网的运行状态进行实时监控，并对用电负荷进行预测和调度，避免了能源浪费和排放。同时，电力综合自动化系统还可以对电力设备的运行状态进行优化，提高设备的能源利用效率，进一步降低能源消耗和排放。

(4) 提高管理效率和维护水平

电力综合自动化系统的实施可以大大提高管理效率和维护水平。该系统通过远程监控和管理，可以实时监控电网的运行状态和电力设备的运行状态，及时发现和处理故障隐患。同时，电力综合自动化系统还可以实现自动化巡检和故障诊断等功能，减少现场维护工作量，降低维护成本，提高管理效率和维护水平。

(5) 增加电力设备的寿命

电力综合自动化系统的实施可以增加电力设备的寿命。该系统通过数据采集和监控，可以及时发现电力设备的故障隐患，并采取相应的措施进行处理，避免了设备故障对系统的影响。同时，电力综合自动化系统还可以对电力设备的运行状态进行优化，延长设备的寿命，降低设备更换成本。

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