1续上篇2. 智慧变电站物联管控平台2.1 智慧变电站框架体系智慧变电站是在智能变电站基础上，采用一次设备状态感知、主辅设备全面监视、一键顺控、压板在线感知、冗余测控、站域保护、设备智能标签、智能电能质量监测、远程智能巡视、变电站作业现场安全管控、智慧运维管控等

技术建设的智慧型变电站（1）一次设备按照一键顺控、状态感知、智能表计、免少维护等要求开展设备配置、设计优化，通过设备操作顺序控制、组合电器在线感知系统、变压器在线感知系统、开关柜在线感知系统等，全面提升一次设备健康状态智能监测水平。

（2）二次系统按照就地采集、冗余测控、站域保护、智能应用、智慧管控等要求，通过变电站智慧物联管控平台、作业现场安全管控系统、智能压板监测系统、智能电能质量监测系统、智能直流控制系统等，全面提升二次系统可靠性和智能化水平。

（3）辅助系统按照一体设计、精简层级、数字传输、标准接口、全面监控、智能联动等要求进行设计，新建站端辅助设备监控系统，通过智能照明系统、智能标签系统、消防信息传输控制单元、就地模块等，实现数据共享、设备联动，全面提升辅助设备管控能力。

（4）远程智能巡视系统通过高清视频、红外热成像测温等，由巡检主机下发控制、巡检任务等指令，开展室内外设备联合巡检作业，对采集的数据进行智能分析，形成巡检结果和巡检报告，及时发送告警同时具备实时监控、与主辅监控系统智能联动等功能，构建变电站立体智能巡视体系。

智慧变电站框架体系如图2 − 1所示，测控、保护、电源信息部署在安全I区，故障录波、计量部署在安全II区，一次设备状态感知、火灾消防、安全防卫、动环等信息部署在安全IV区安全I区信息经防火墙、正向隔离装置后汇聚于站内安全IV区；安全II区数据经正向隔离装置后汇聚于站内安全IV区；无线感知设备信息、视频信息经汇聚节点后，在满足国家电网有限公司信息安全要求基础上，通过无线方式接入安全网关，数据汇聚于站内安全IV区。

智慧变电站围绕“云、管、边、端”架构体系协同开展建设其中，“云”为物联网平台（公司端为主站、变电站端为子站），“管”为通信方式，“边”为变电站内的边缘计算，“端”为智能终端、汇聚节点“云、管、边、端”协同技术通过利用云服务器的强大计算能力及统一管控能力、边缘计算的就近服务能力和终端设备的数据感知能力，整合电力物联网通信、计算、存储、能量等多维资源，实现变电站物联网大数据的实时处理与智能研判。

编著团队研究一种智慧变电站仿真系统，通过典型间隔设备完成相关设备的组网，最终通过用于承载通信、数据融合、数据分析、界面展示、三维、容器等应用的智能物联管控平台，结合三维建模进行数据融合实现全景数据展示，以及实现IV区相关系统的联动。

工作站安装有专业显卡，用于支撑统一展示应用的显示，提供友好、流畅的网页以及全景三维、在线巡视、设备状态分析等界面，系统层级结构数据流如图2 − 2所示2.2 智慧物联管控平台建设智慧物联管控平台采用超融合虚拟化平台，超融合将计算虚拟化、存储虚拟化及网络虚拟化整合到同一个系统平台，能够充分利用服务器的CPU 以及内存资源。

通过超融合虚拟化平台就可以拥有虚拟化服务和提供分布式共享存储，不必提供额外的物理存储服务器超融合虚拟化平台具有以下三方面优势：（1）易扩展当虚拟化环境中因虚拟机数量的增加，需要对存储扩容时，只需要简单增加数据存储节点的磁盘数量或增加节点数量即可实现，扩容操作可快速在线完成。

（2）易管理。超融合虚拟化平台具备简单明了的部署管理操作页面，使运维人员完全可以实现对存储器、存储节点和磁盘的日常监控和管理。

图 2 − 1 智慧变电站框架体系

图 2 − 2 智慧物联管控平台层级结构数据流（3）容错机制强超融合虚拟化平台具有较强的容错机制，数据默认有多个备份，当某一计算节点离线时，虚拟机的实际运行会在极短的时间内完成计算资源切换，恢复正常运行。

（4）可靠性高超融合虚拟化平台将每台计算的存储资源进行融合，组建存储池内部数据自动备份，某一节点离线不会影响数据的正常使用智慧物联管控平台建设遵循统一数据接入与应用平台实现方案的相关约定，统一规范接入各子系统信息，实现数据共享、设备联动，全面提升辅助设备监控系统管控能力。

平台接入在线感知、安防、消防、环境监测、SF6监测、照明控制、视频监控、巡检机器人等众多子系统，实现各子系统的智能联动控制，实时接收各端装置上传的模拟量、开关量信号，分类存储各类信息并进行分析、计算、判断、统计和其他处理，实现多元异构数据的融合，实现各类系统之间联动。

智慧物联管控平台基础软件架构如图2 − 3

图 2 − 3 智慧物联管控平台基础软件架构由图2 − 3 可知，智慧物联管控平台将系统分为通信层、数据层、服务层、应用层四部分通信层提供了与第三方系统的通信能力；数据层提供了访问实时数据库、商用数据库、文件资源的服务；服务层以Web Service 形式实现，分为基础服务层和高级服务层；应用层主要用于组织页面和展示数据，实现所有信息的综合全景展示以及各种应用场景功能和分析算法等。

2.2.1 智慧物联管控平台软件功能架构智慧物联管控平台软件功能架构如图2 − 4 所示，可以看出架构包含基础平台服务层、传感采集接入层、通信层、基础服务层、高级分析服务层、界面交互服务层1. 基础平台服务层。

在操作系统层面，安装第三方软件，提供系统运行所需的文件、数据库、高速缓存、消息总线、容器、WEB 发布、代理、运行日志、网络设备监控等服务2. 传感采集接入层（1） 主设备监控主设备遥控预置信号联动，根据一次设备的遥控预置指令，选择设置联动，对应的视频预览、录像等功能。

主设备变位信号联动，根据断路器、隔离开关、接地开关等一次设备的变位信号选择设置联动，对应视频预置位预览等功能主设备监控系统告警联动，根据主变压器及断路器等一次设备的非电量告警信号、继电保护动作跳闸信号等选择设置联动，对应视频预置位、召唤在线感知数据、联动开启灯光照明等功能。

主设备检修状态时，不应发送联动信息

图 2 − 4 软件功能架构辅助设备监控系统与主设备监控系统通过防火墙通信，采用100M或更高速率工业以太网RJ45接口通信；辅助设备监控系统应采用DL/T 634.5104协议，接收主设备监控系统发送的一次设备（断路器、隔离开关、接地开关等）遥控预置、一次设备变位信号、一次设备监控系统告警（含主变压器及断路器等一次设备的非电量告警信号、单体一次设备融合后的总告警信号、保护动作跳闸信号），共3种联动信息。

（2）照明控制变电站应配置照明控制子系统，由照明控制器、灯具组成，通过就地模块接入辅助设备监控系统，实现变电站灯具运行状态数据采集、人工及自动控制功能变电站室内及室外相关场所、辅助房间、地下变电站均应设置正常照明；在控制室、二次设备室、开关室、GIS室、电容器室、电抗器室、消弧线圈室、电缆室应设置事故应急照明，事故应急照明的数量不低于正常照明的15%；疏散通道、安全出口应设置符合规定的消防安全疏散指示和应急照明设施。

照明控制器按照照明分区进行配置，室内每个设备房间为一个照明分区，室外按照电压等级、方便运维操作、节能要求等合理划分照明分区每个照明分区配置的照明控制器数量应合理，每组灯具回路通断电流不大于6A照明控制子系统采用RS 485就地模块，接入照明控制器信号并远传，采集灯具开关状态并实现对灯具的遥控。

（3）电能质量变电站配置数字化电能质量监测装置，采集电能质量监测数据并通过IEC 61850上送辅助设备监控系统（4）智能压板变电站配置智能压板在线感知系统，由通信管理单元、智能压板状态采集器、智能压板传感器等组成，实现各压板状态数据采集并上送至智慧物联管控平台。

智能压板传感器采用非电量接触原理检测各分立压板的投退状态，部署于各开关柜和汇控柜内部智能压板状态采集器用于采集开关柜及汇控柜内部压板传感器的投退状态，并上送至智能压板控制器通信管理单元用于收集各压板状态采集器数据，并上送至辅助设备监控系统。

（5）组合电器在线感知变电站配置组合电器在线感知系统，由避雷器监测装置、泄漏电流及放电次数传感器、母线电压取样装置、SF6微水及密度监测装置、SF6微水及密度监测传感器、断路器机械特性监测装置、断路器机械特性监测传感器、断路器弹簧机构压力监测、隔离开关机械特性采集装置、局部放电监测装置、局部放电监测传感器等组成。

实现对泄漏电流及动作次数、母线电压、SF6 微水及密度、断路器机械特性等数据的监测，并将相关数据通过IEC 61850 上送至辅助设备监控系统（6） 变压器在线感知变电站配置变压器在线感知系统，由变压器免维护油色谱监测装置、铁芯接地电流监测装置、铁芯接地电流传感器、夹件接地电流传感器、变压器光纤测温传感器、免维护呼吸器、声学指纹分析监测、变压器局部放电监测等组成，实现变压器绝缘油特征气体含量、铁芯接地电流、夹件接地电流、变压器温度等数据的采集。

实现声学指纹识别变压器绕组及铁芯运行状态变化，将数据进行分析诊断，将监测数据及诊断结果通过 IEC 61850上送至辅助设备监控系统变压器光纤测温传感器及免维护呼吸器采用内置方式部署方式，声学指纹采集装置采用就近部署方式，将传感器数据汇聚到装置后再进行信号上传。

（7）开关柜在线感知变电站配置开关柜在线感知系统，由无线测温、非介入式测温传感器、局部放电在线感知、机械特性监测单元、断路器弹簧机构压力监测单元组成，实现开关柜温度、局部放电、机械特性、弹簧压力等数据的采集。

并通过IEC 61850 上送至辅助设备监控系统（8） 智能直流控制系统变电站配置智能直流控制系统，由站用电低电压系统泄漏电流监测系统及智能蓄电池监测系统组成，采用分散采集、就地控制和集成管理的网络架构，通过故障关联性分析，实现直流系统故障定位功能。

以本地或远程一键操作的方式完成蓄电池自动核容、故障支路隔离通过维修旁路组件，在不中断直流馈线回路供电的前提下，实现非开口式直流互感器、直流馈线开关等快速更换监测数据采用IEC 61850 上送至辅助设备监控系统。

（9） 消防系统变电站配置消防系统，由区域火灾报警控制器、固定灭火装置、消防专用传输单元及各类前端监测装置等构成除独立固定灭火装置（其控制、反馈信号接入主设备监控系统）外，各类消防信息通过消防专用传输单元接入辅助设备监控系统，实现对变电站消防报警信息、固定灭火装置动作及状态信息的监控。

变电站区域火灾报警控制器作为变电站消防核心设备，统一接入手报、各类型传感探测器，实现火灾报警信息的站内集中监视（10） 安防系统变电站配置安全防范系统（简称安防系统），控制室、二次设备室应配置门禁，高压室、GIS 室、电容器室等生产用房宜选择配置门禁；变电站大门入口宜选择配置门铃；变电站围墙应配置电子围栏；变电站大门入口应配置红外对射；控制室、二次设备室、高压室、GIS室、电容器室宜选择配置双鉴探测器。

安防信息采用IEC 61850送至辅助设备监控系统（11）环境监测系统变电站配置环境监测系统，由各类传感器、控制箱、水泵、空调、风机、除湿机、暖通设备等构成，通过就地模块接入辅助设备监控系统，实现变电站环境参数监测及水泵、风机、空调等设备智能控制功能，并经环境监测主机采用IEC 61850将数据送至辅助设备监控系统。

传感器包括室外温湿度传感器、室内温湿度传感器、水位传感器、水浸传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器等，控制箱包括水泵控制箱、风机控制箱传感器应采用插拔式接插件连接变电站配置包括风速、风向、雨量、温湿度传感器各1个，安装于变电站主控楼顶层天面，若无天面，可安装于墙面，但应保证传感器高度超过建筑物最高点。

室外温湿度传感器应配有标准辐射罩，保护传感器不受雨淋日晒和紫外线辐射，同时能正常感应周围环境温度和湿度变电站二次设备室、主控室、通信室等房间每30m2配置1个室内温湿度传感器，传感器应带温度显示功能，具备远传接口，采用壁挂式安装。

变电站电缆沟每段配置1个水浸传感器，若电缆沟超过60m，则每60m配置1个水浸传感器应选用合金或不锈钢材质的光电水浸传感器，通过电缆沟壁支架安装，安装位置靠近电缆沟底部变电站室外设备区不具备自流排水条件时应建设集水井，集水井按排水量设计，井内设排水泵，排水泵采用升压排出方式排水。

有水泵变电站配置1个水泵控制箱，就近安装于室内变电站每个集水井配置1个水位传感器，水位传感器应采用防锈蚀、防老化、防潮的材料，具有一定机械强度且不易变形水位传感器（本体）应安装于水泵控制箱中，传感电缆投入集水井中监测水位。

主变压器室、开关室、电容器室等应安装风机，风机应装设在室内上方，排风量满足室内设备运行对环境的要求每个安装风机的生产用房配置1个风机控制箱，就近安装于室外变电站主控室、二次设备室、开关室（有继电保护装置）、预制舱应装设空调；空调宜布置在室内房间的角落，且出风口不得朝向设备；空调宜采用具有RS 485通信接口的空调，配置数量及型号满足设备对运行环境的温湿度要求。

变电站开关柜室等室内因气候或地理位置原因湿度较大的，应安装除湿机；除湿机应对称布置在高压开关柜中段位置；除湿设备数量及参数设置应满足设备对运行环境的要求寒冷地区变电站应安装专用的暖通设备；主控室、二次设备室、开关室（有继电保护装置）等房间应装设暖通设备；变电站生活及水泵房等室内应装设暖通设备。

暖通设备具体功能包含空调开闭控制、工作模式（自动、制冷、制热、除湿、送风）切换及温度调节；风机启停控制及检修挂牌；水泵启停控制及检修挂牌；温度、湿度、风速、雨量、水位等传感器阈值告警配置，告警方式设置环境监测系统就地模块包括通用就地模块、RS 485就地模块两种。

通用就地模块接入风速传感器、风向传感器、温湿度传感器、雨量传感器、水浸传感器、水位传感器等模拟量信号，接入水泵控制箱、风机控制箱等数字信号，实现信号的远传，并通过开出接点实现对水泵和风机的遥控；RS 485就地模块接入空调数据并远传，采集空调运行信息并实现对空调的遥控。

（12）智能巡视系统变电站配置智能巡视系统，主要由视频监控主机、视频专用硬盘、高清网络摄像机、防爆高清网络球型摄像机、可视对讲机机、车辆识别器、人脸识别摄像机、巡检主机、声音采集器等组成，实现变压器运行环境、分接开关、避雷器放电计数器、呼吸器、油位表、油温表、SF6压力表及其他表计的全面监视。

（13）作业现场安全管控系统变电站配置作业现场安全管控系统，主要由作业管控服务器、作业管控工控机、运维台式机、智能运检工作站、AR辅助系统、人员考勤一体机、车辆识别一体机、道闸、人脸识别摄像机、室内智能定位基站、激光区域监护系统等构成。

系统实现变电站内所有人员的精确定位，在变电站全景电子地图上准确实时显示所有人员及车辆，解决变电站作业人员误入危险区、走错间隔、设备巡视不到位等安全问题，有效消除生产运行、检修维护中安全隐患，提高运维效率及管理水平。

（14）智能标签系统变电站配置智能标签系统，主要由智能标签文件、光纤连接链路表、光缆吊牌等组成通过对变电站光纤回路的模型建立，对变电站SCD文件、标签制作的SPCD文件进行虚实对应，将连接完成的物理路径与SCD文件中虚回路相互对应，生成工程应用的标签文件、光纤连接链路表、光缆吊牌以及终端展示数据库文件。

智能巡视模块部署于IV区，支持B接口进行页面调用，可在智慧物联管控平台进行信息融合展示。未完待续.... ....