具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器在變電站端子箱的應(yīng)用研究

朱少波 吳基健

摘要：對(duì)于變電站的電力設(shè)備非電量和運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，如：端子箱溫濕度微環(huán)境監(jiān)控等還存在不少監(jiān)測(cè)的空白和不足，后期無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的項(xiàng)目，形成了一個(gè)個(gè)信息孤島，不能及時(shí)獲取溫濕度信息，不能回溯歷史溫濕度信息，不能及時(shí)判斷防潮除濕設(shè)備故障，現(xiàn)變電站端子箱存量在用不具有邊緣計(jì)算功能的常規(guī)溫濕度控制器不能集中管理測(cè)控防潮除濕設(shè)備，這與狀態(tài)檢修、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、微環(huán)境監(jiān)控的運(yùn)維需求是存在很大的矛盾。

關(guān)鍵詞：邊緣計(jì)算;溫濕度;控智能制器;端子箱;集中測(cè)控管理

1現(xiàn)變電站端子箱存量在用不具有邊緣計(jì)算功能的常規(guī)溫濕度控制器存在的問題。

⑴相關(guān)溫濕度數(shù)據(jù)信息獲取不及時(shí)。⑵防潮除濕裝置故障需到現(xiàn)場(chǎng)檢查才能發(fā)現(xiàn)，班組巡視工作量大。⑶分散管理，控制方式和參數(shù)設(shè)置非常不便。

2現(xiàn)狀分析

⑴端子箱內(nèi)除濕設(shè)備配置不合理;定值設(shè)置不合理、無定值額差造成設(shè)備頻繁啟動(dòng)，增加能耗和損害設(shè)備壽命，且修改定值需要到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)打開箱門操作。⑵端子箱內(nèi)除濕設(shè)備協(xié)同工作或相互備用進(jìn)行智能協(xié)調(diào);故障檢測(cè)不全面，無法支撐狀態(tài)檢修;沒有數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。⑶端子箱在站內(nèi)分布較為分散，人工巡維檢查時(shí)間長(zhǎng)，效率低下。

3、具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器在變電站端子箱的應(yīng)用研究設(shè)計(jì)方案

通過信息化手段，解決全站電力設(shè)備溫濕度監(jiān)測(cè)的信息采集和傳輸問題，開發(fā)具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器;提升管理方式，建立巡維中心的變電站端子箱濕度集中測(cè)控管理建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)集中測(cè)控管理標(biāo)準(zhǔn)化，減少重復(fù)投資和低水平建設(shè)，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.1設(shè)計(jì)出符合變電站端子箱內(nèi)安裝的邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器

研究智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，詳細(xì)確定應(yīng)用層、傳輸層、設(shè)備層（間隔層）的配置要求，達(dá)到應(yīng)用層需求清晰、傳輸層兼容各種有線/無線傳輸方式和統(tǒng)一協(xié)議，運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備層數(shù)據(jù)采集目標(biāo)明確，控制模塊和傳感器成熟可靠，滿足高電壓大電流環(huán)境的電磁兼容要求和高溫高濕運(yùn)行要求。

3.2研究出適合變電站電氣設(shè)備適用邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器關(guān)鍵技術(shù)。

具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器的控制邏輯設(shè)計(jì)按如下步驟實(shí)現(xiàn)：①邊緣計(jì)算判定濕度越限→②判定除濕設(shè)備投入1→③邊緣計(jì)算判定單獨(dú)工作時(shí)間 →④濕度變化率判定→⑤ 判定除濕設(shè)備投入2→⑥濕度變化率判定→⑦邊緣計(jì)算判定單獨(dú)工作時(shí)間→⑧判定除濕設(shè)備投入3→⑨端子箱運(yùn)行（溫濕度）微環(huán)境達(dá)標(biāo)，見圖1。

當(dāng)測(cè)控設(shè)備區(qū)內(nèi)端子箱內(nèi)的濕度高于預(yù)設(shè)門限時(shí)按邊緣計(jì)算法屬于濕度越限，啟動(dòng)除濕設(shè)備投入1;若除濕設(shè)備投入1 啟動(dòng)后，啟動(dòng)濕度斜率控制，濕度斜率=濕度調(diào)整變化量/濕度調(diào)整時(shí)間。若濕度斜率低于設(shè)置溫升斜率值或超過除濕設(shè)備投入1單獨(dú)工作時(shí)間（按360秒計(jì)算）濕度未達(dá)到額定值以下，啟動(dòng)除濕設(shè)備投入2（按300秒計(jì)算）。箱內(nèi)濕度仍高于濕度門限，啟動(dòng)除濕設(shè)備投入3;在除濕過程中，若濕度下降到預(yù)設(shè)的濕度門限，進(jìn)入除濕結(jié)束判定停止所有除濕設(shè)備投入。工作流程圖見下圖2。

⑴研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在線測(cè)控新技術(shù)的應(yīng)用。⑵研究基于邊緣計(jì)算技術(shù)的智能測(cè)控新技術(shù)的應(yīng)用。⑶具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單可靠，集中監(jiān)控與個(gè)體智能自主運(yùn)行相結(jié)合的應(yīng)用價(jià)值。⑶開發(fā)出變電站邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器集中管控全站電力設(shè)備的溫濕度數(shù)據(jù)，解決站場(chǎng)內(nèi)各個(gè)分散獨(dú)立端子箱內(nèi)控制器的相互連接和數(shù)據(jù)融合共享問題;同時(shí)具有多種通信方式與系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行通信。

4應(yīng)用研究實(shí)際效果

把邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器部署在變電站站場(chǎng)端子箱內(nèi)的，能夠通過RS485能夠連接除濕機(jī)、溫濕度傳感器，同時(shí)通過繼電接口啟動(dòng)多塊加熱板。監(jiān)控設(shè)備區(qū)內(nèi)的端子箱已安裝的具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器內(nèi)置無線Zigbee通信模塊，能夠相互間自主組網(wǎng)經(jīng)協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)融入到端子箱智能測(cè)控服務(wù)器（控制后臺(tái)）達(dá)到監(jiān)測(cè)+智能控制網(wǎng)絡(luò)化三維一體的端子箱智能集中測(cè)控的應(yīng)用效果。部分應(yīng)用模塊圖表見圖3、圖4

5結(jié)論

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際部署的具有邊緣計(jì)算功能智能溫濕度控制器能實(shí)行智能一體化分散測(cè)控和集中管理，提高電網(wǎng)（端子箱）設(shè)備和狀態(tài)檢測(cè)的智能化、信息化水平，實(shí)現(xiàn)了實(shí)物資產(chǎn)的精益化管理。依托電網(wǎng)運(yùn)檢智能化分析管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成分析，推進(jìn)現(xiàn)代信息通信技術(shù)、智能控制技術(shù)與運(yùn)檢專業(yè)的深度融合，設(shè)備狀態(tài)管控能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，電網(wǎng)安全運(yùn)行水平得到進(jìn)一步提升。以智能化應(yīng)用優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，有效完善運(yùn)維專業(yè)人力資源配置，提高“單兵作戰(zhàn)”和“協(xié)同作業(yè)”的效率，進(jìn)一步提升了“大檢修”扁平化組織架構(gòu)的運(yùn)行效率;通過遠(yuǎn)程指揮、專家支撐決策，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“置前管理”，有效集約了優(yōu)勢(shì)運(yùn)維資源;強(qiáng)化了對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管控。

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