环境监测系统

环境监测系统

集中管控

为配电室安装必要远程电力仪表和相关传感设备，将配电室所有相关数据通过边缘端物联网关接入至云系统集中管理，用户可实时查看配电房的相关电力数据、负荷情况、能耗情况等，帮助用户及时了解各设备耗能情况。同时与现有配电室视频监控系统进行集成，对配电室进行、多角度集中管控。

电力安全管理

帮助用户完成配电室安全管理，及时准确找到故障原因，提高四个工序配电室应急响应效率。对全厂用电负荷进行全天24小时电力运行实时监测；实时监测重点开关分合状态，结合高低压母排、高压刀闸、进线开关重点部位温度信号，监控配电室电气设备安全，实现告警实时化，提高环境预警能力；提供故障告警的准确定位，提高响应效率。

智能配电管理系统通过实现配电室工业物联网来提供多项数据显示、分析、决策支持服务，实现对配电室的统一数字化管理运维。工业物联网方面，在每个配电室设置边缘端物联网关，通过modbus rtu协议采集本配电室内的智能电表、状态传感器、动环传感器等实时数据。数据在物联网关处进行汇聚后再通过4G网络将数据汇总至云端服务器中。智能配电管理系统主要由智慧能源运维管理、移动端管理、可视化决策支持三大功能模块组成。

针对配电室的日常安全运行管理，主要是对配电室正常运行和事故状态进行实时监控，对关键测点温度数据、变压器数据、环境数据、电力仪表数据等进行采集处理分析，并对事件进行报警记录，实现配电室全天24小时不间断的安全运行监管。

基础系统架构

根据用户需求分析，我司对用户的系统建设提供如下方案，系统从工业互联网云系统的顶层设计角度搭建，采取分步实施的步骤实现，根据不同阶段的用户需求，不断完善系统上的基于安卓版本的APP 应用。

系统架构如下：

系统整体架构为微服务架构，系统各个模块采用统一的接口标准，各个子系统可以动态加载到整个集成系统，各个系统间通过通讯中间件系统完成交换信息，来实现系统联动和信息的共享。系统采用B/S架构，支持跨系统（Windows、Linux 部署），支持私有云、公有云随意部署，支持单机、集群以及分布式部署，具备良好的扩展性。

系统采用*的工业互联网系统架构，系统由数据采集层、物联网系统层、应用服务层三个部分组成。

数据采集层：主要完成对来自不同设备的各种数据采集、数据清洗、数据转发等工作。数据采集层由边缘计算网关和虚拟网关软件构成，可以根据不同的采集要求以及现场设备情况选用。边缘计算网关内置各种工业接口协议，包括Modbus、OPC UA、电力规约、MQTT等，与主要工业设备厂商西门子、ABB、施耐德等公司的设备都提供接口协议。边缘计算网关支持485接口、CAN总线、以太网、4G/5G等各种物理接口。虚拟网关软件部署在服务器上，可以与系统软件部署在一起，也可以单独部署在接口服务器上，完成快速数据采集。虚拟网关软件同样支持各种协议包括Modbus、OPC UA、电力规约、MQTT等，同时具备通过数据库、文件采集、web service、用户自定义采集等多种数据采集方式。

通物联网系统层：物联网系统层完成数据清洗、数据集成、数据计算、数据存储等数据集成功能，将采集来的数据封装后，通过接口提供给其他系统或者应用使用。

应用服务层：应用服务层主要是根据用户业务需求，提供各种类型的应用APP包括设备管理、能源管理、运维管理、智能分析等各个子应用，这些应用可以是基于系统自带的应用开发系统开发的系统，也可以是通过API 接口使用系统提供数据的其他第三方应用包括ERP、PLM、MES等，也可以是其他工业大数据系统、工业智能分析系统等。

项目实施方案

本项目在厂区集控中心建设一套基于我司的智能管控系统的基础上开发定制的电力运维云系统，该系统部署在本地的物理服务器上，也可以部署在阿里云等公有云上。电力运维云系统采用基于工业互联网系统的融合架构设计，具备统一的系统管理应用，实现参数配置管理、权限管理、日志管理、数据管理和接口标准管理，实现在线监控数据管理，具备通过智能网关采集电力设备运行状态和参数、环境、安防、消防状态检测数据，实现配电场所的设备在线监测、环境温度、湿度、SF6气体浓度、臭氧浓度、含氧量、烟雾火灾、水位、粉尘、噪声、震动、防小动物等信息的采集和告警，电力环境调控机、风机、空调、除湿机、灯光等设备的控制管理等。

系统组网架构

系统配置说明

电力运维云系统满足本次招标文件中要求的对多个配电室内的智能电表、状态传感器、动环传感器等实时数据的远程数据实时采集、集中管控、智能告警、智能运维的基本功能，并具备扩充能力，可以接入更多的配电室，而无需增加软件费用。

系统支持二次开发能力，当用户有新的功能需要增加时，系统可以快速适应，快速实现。

系统主要功能

智慧运维大屏幕

我司将根据项目实际需求，定制一款智慧电力运维大屏幕页面，在页面上统一展示用户关心的各种汇总数据，包括配电室的运行数据、办公楼的用能数据、配电室的各种环境数据、一次接线图、运行的变压器的实时运行数据包括包括站点位置、数量、报警数量、用电量、重点用能设备指标等分项、汇总信息。

系统内置多组大屏展示页面，（系统/区域/站点/能源管理/事件告警等），适合在集控中心使用。大屏可定制。大屏提供基于电子地图的区域内的所有站点位置、运行状态、运行数据的可视化展示，以及各种数据的统计，让用户从宏观的角度直观监控运维项目。大屏可以定制多面，从不同维度，不同角度展现工厂、设备、配电室、告警等数据，并可以结合数字孪生技术，利用三维地图、3D建模、BIM 技术，将各种数据实时可视化展示，各种数据联动分析，一键直达数据层，实实在在的看到最真实的数据。

全局监控、实时监控

基于地图的站点全信息展示，在地图上显示出各个站点的信息，包括总站点数量及各站点运行状态、站点项目数目与具体位置、报警信息与事件列表；具备地图的站点全信息展示,在地图上显示出各个站点的信息,包括总站点数量及各站点运行状态、站点项目数目与具体位置、报警信息与事件列表，能够基于三维环境实现对各类电气设备的管理功能。

配电室实时监测

我司基于WEB组态思想和BI技术，用户可在数分钟内设计一个专属的站点看板；实时监测数据展示，对站点用电数据实时监测，并对用电数据进行统计及趋势分析。

1）实时数据监测

通过WEB自定义配置功能，配置项目从整体、到局部的站点数据统计和分析，实时数据监测、视频数据等功能；

2）设备运行状态，实时数据值和开关状态。

利用智能数据采集终端，采用4G/5G组网技术，实时将分布在各地的变压器设备的实时运行数据送到集团控制中心，从而做到一屏在手，全国设备状态尽收眼底。监测系统数据包括不限于：变压器能耗、线电压、相电压、相电流、功率、功率因数、频率、谐波、泄露电流、零序电流、温度、湿度、气体浓度等；

3）2D/3D组态（3D部分可选）

系统支持2D/3D组态功能，可以在线编辑用户站点电气系统图，具备变电站3D模型常用模型图（特殊模型需定制）。系统支持与BIM 系统对接，支持BIM 模型轻量化功能以及实时数据关联功能，让客户能够通过B/S方式浏览BIM模型。电气系统图与现场设备实时关联，实时在电气图上反馈设备数据采集状况。

4）环境动态监测

系统数据监测功能可以接入各种设备，包括配电房数据监测、空调数据监测、照明数据监测、热泵数据监测、电机数据监测、工业高耗能设备数据监测、网关通讯状态监测等。

本次接入监测类型如下

温湿度监控

支持配电房温湿度数据监测，接入温湿设备后，用户可随时随地查看配电房的温湿度情况及历史曲线，当温湿度超过预定限值时，系统后台将会弹出警报，帮助管理人员及时处理异常。

电气接头测温

对于变压器、开关柜断路器上下触头压接点、母排或出线电缆压接点等重要位置，安装对应有效的测温感知原件以检测配电系统运行温度数据；对配电柜周围环境温度予以检测。

分布式光纤测温

分布式光纤可对电力电缆的运行状态进行在线监测，实时掌握线路的运行状态，有效监测电缆在不同负载下的发热状态，提高对电缆的管理水平；可对电缆沟、夹层内的火情隐患进行监测和报警，识别电力电缆的局部过热点，提前发现电缆故障并进行预警，预防事故的发生；根据温度可确定电缆的负荷变化，合理地配置负荷，扩大现有电缆的容量，增加电缆的工作寿命。

针对实际，在分布式光纤测温方面使用1米分辨率的测温主机，采用阻燃金属铠装62.2/122的多模感温光纤对配电室的电缆夹层/电缆沟温度进行监测，并通过分区配置，区分不同电缆桥架的位置、层数等信息(参考山旭光电的光纤测温界面）。光缆在配电室室内电缆夹层（桥架）、电缆沟中采用S型敷设，用扎带绑在桥架上。

信息集成方面，分布式光纤测温可以独立作为一个子系统向变电站综合系统传输数据。测温主机可以通过开放协议（modbus/tcp），与边缘端物联网关通讯，将各分区的点位位置、温度以及报警信息传输到系统中实现统一管理、统一运维、数据统一记录、统一分析、统一调度。

烟感监控

支持烟感监测数据统计分析。烟雾传感器是一个能够感应到大部分细小微粒的传感器。它能够把环境中的气体浓度变换成与具有对应比例的模拟装置。烟雾传感器通过探测火灾时产生的烟雾得到测量数据，并将测量到的数据实时传送到后台，同时发出声光警报，同时向各移动端推送报警信息。烟雾传感器设置在房顶，远离死角区域。

水浸监控

支持配电房内水浸监测。由于配电房内电缆沟处于容易水浸位置，液体泄漏的情况经常发生，同时可能有雨水、漏水侵入等情况发生。若配电房所处地势较为低洼，遇大雨后，极大可能造成水淹，引发安全事故。故对配电房的水浸监测十分必要。支持对水浸数据的实时监测，并可设置水浸限值，对水浸事件进行记录分析。

用户根据实际接入需要配置即可。系统支持多种工业协议，包括MODBUS、opcUA、DLT645、IEC-60870-103、IEC-60870-104、IEC61850等，并可以根据实际需要提供二次开发功能。

智能告警

系统支持多种告警功能、告警分析、告警规则自定义等功能。

实时告警

故障报警管理主要实现对配电室设备运行故障的监视功能，实现即时告警，

精确定位。通过故障管理功能，用户可对告警进行实时的监控，系统提供了故障诊断功能，以提高故障发现、故障处理的效率，减小故障造成的影响，更加有效的保障安全运行；系统为用户提供了告警的实时监控浏览与查询，告警可以同视频联动，做视频抓拍。具备故障录波分析，全面准确地记录和存储供配电系统各类异常事件,追溯异常情况发生原因。

告警设定

遥测量告警：选择需配置的配电回路及该配电回路所需报警的变量类型，可配置配电系统遥测量的实时告警规则，可实现监测变量（如三相电流）在基础配置中启用的报警类型；配置各报警类型的报警值，报警级别，报警信息。

遥信量报警：配置开关量的报警规则，可以是分断报警或是闭合报警，也可设置变位报警。

系统支持对故障的集中处理和邮件、短信、微信分发。当接收到告警信息后，根据所设置的告警前转条件，对告警信息进行过滤，把过滤后的告警信息发送到运维人员的信箱和手机里，从而使得运维管理人员在时间内了解运行状态、获知故障信息，并及时地处理故障。告警列表实时更新监控：实时刷新新产生的告警信息。告警直接转为运维任务,实现事件、运维自动记录到设备生命周期记录。

设备全生命周期管理

系统具备设备全生命周期管理功能，包括设备台账、设备属性、备品备件管理等功能。

设备台账管理

建立设备台账管理及维护档案，记录设备的产品信息、安装信息、运行数据、告警、运维记录等全生命周期数据【客户设备】设备的内部标识、名称、类型、厂商等基本信息；配置配电室、配电柜、设备、采集设备之间的一一对应关系。管理分类、用途分类、安装位置、购买时间、终止使用时间、保养周期等。支持Excel模板导入，汇总管理所有客户的设备信息。

文档管理

配电室的图纸、检测试验报告等电子材料可上传到云系统上进行管理。所有现场设备的产品信息、使用手册、告警和故障记录、检修维修记录等都在云系统上管理纪录。

知识库管理

系统支持将公司技术人员的管理经验、维护经验、维修经验、故障处理方式等通过手机APP、PC端等方式录入到系统中，并分类保存后，供后续人员查阅，学习 ，促进技术人员水平提高。

智能运维

系统支持根据运维计划和故障告警生成巡检工单，通过工单派发的方式提供给运维人员，运维人员可以通过A单并提交运维记录，在自由抢单时段内未处理的工单,将由调度人员统一派单。运维人员通过手机端可查询工单信息，支持快速检索。支持基于站点巡检合同约定以及地理位置信息在电子地图上规划、管理巡检线路，所有巡检任务全过程记录,巡检内容和结果通过APP实时记录上传,巡检结束，自动生成巡检报告。

运维计划

根据实际的情况建立设备的维护保养计划，设置维护的内容和维护时间，到期提醒具体的维修人员。可选择查询的时间段及维护类型对维护计划的状态进行查询。

运维规划

系统支持根据客户实际需要定制各种运维规则。

缺陷管理

系统支持对任务中产生的缺陷进行管理及跟踪，按设备缺陷严重程度分类，分为一般缺陷、严重缺陷、致命缺陷，不同各类型的缺陷安排合适的维修人员跟踪，及时排查，确保设备的健康水平能够始终满足为客户安全使用需求。

人员轨迹

系统支持运维人员轨迹实时记录，统计。

安全评测

系统提供各种安全评测模板，评测规则，给运维公司人员培训提供各种技术支持，保证人员作业安全合规；

能源统计报表

系统提供灵活和强大的数据查询、统计、分析、发布及报表展现等功能，用户可以通过该模块获得各方面的报表和图表数据。能耗总览，监测点的的历史能耗数据的查询、统计、分析等功能，管理人员可根据能耗信息的综合分析，可了解各监测点的安全用能、经济用电、设备状态、运维情况、运行建议等多维度内容。同时支持根据不同用户现场情况，自定义运行报告。

能源总览

分类、分项、分区域、分部门统计用能信息，通过图形化的方式直观呈现一段时期内的用能情况。内容包括用量、趋势、占比、排名等。

从分类、分项、分区域、分部门等多个维度，按照不同时间单位查询能源使用报表

l分析周期内能耗用量

l提供能源同比、环比分析结果说明

l提供各能源能耗变化趋势分析

l能源平衡分析

经济用电

l通过实时监控用电负荷、功率因数等数据，指导用户报装和调整需量，节省电费

l报容报需：通过可视化的曲线图，实时掌握需量值，分析用户按容电与按需电费的对比，通过系统分析，智能推荐用户哪种电费报装更经济，节省电费。

l优化电费：实时采集计算用户月度平均功率因数，设定阀值，智能提醒用户及时处理，避免罚款。

设备能效分析

通过对锅炉、电机、空调等大型用电设备做全面的能效分析，指导设备运行模式调整和设备改造。

电能质量实时监测

电能质量实时监测，主要监测内容有三相不平衡、谐波、电压、频率等

通过实时监测，定期生成电能质量报告。为改善电能质量、提高用电效率提供直接的数据基础

系统管理

系统具备系统管理功能，主要功能如下：

用户管理

对系统用户的数据进行维护，编辑用户的相关信息并且给登录的用户赋予角色，不同的角色会有不同的权限。

角色管理

对系统的角色进行维护，根据系统用户的不同工作岗位及权限设置不同的角色信息。

权限管理

实现不同的角色拥有不同的应用权限（包含菜单、操作权限）和数据权限。权限只与角色直接关联，角色和用户关联，实现不同用户拥有不同应用权限和数据权限。

操作日志

操作日志主要是对针对用户所做的所有操作的记录包括登录，增加信息，删除以及修改信息，登录查询时只记录时间以及操作内容，新增时记录全部新增数据，修改时记录修改前的和修改后的数据，删除的时候记录删除数据的关键字段。

系统配色管理

通过配色管理，用户可以快速定义自己喜欢的配置界面。

企业档案管理

系统提供项目管理信息配置，企业档案信息管理等配置功能，客户可以自己添加项目、站点名称，进行管理以及权限设定。

移动APP

系统提供安卓版APP功能，用户可以基于移动终端APP可实现随时随地掌控现场信息，并实现移动作业。提供在线监控、查询设备信息、报警事件推送、关键参数趋势曲线查询等功能。站点故障等发生时，运维人员根据系统生成的工单，进行APP接单后作业。系统根据维保任务计划生成的工单，由巡检人员进行现场巡视；巡视中如发现问题，及时提交生成任务工单；巡视结果提交。运维人员可通过移动端接到任务工单，查询已处理和未处理的工单信息，检修后将检修记录及时上传。运维人员通过手机端可查询工单信息，支持快速筛查。

系统特点优势

一、技术特点

l统一标准，互联互通

严格遵循国家技术规范建设；

统一采集数据编码构建规则；

标准数据格式和接口传输协议；

l同步系统上传；

海量设备接入、数据上传和处理

提供所属区域内用能单位、用能数据的接入能力，支持细粒度、宽范围、实时的数据采集与上传，支持海量数据的存储与分析；

l实时数据采集

支持高并发写入，日处理数据亿级；

具备低延迟特性，毫秒级查询响应时间；

满足实时一致性，实时接收与展示数据；

多类型（水、电、气、燃油等）用能数据采集；

l大数据分析

从海量数据中挖掘数据之间的相关性，得出多维度数据的变化趋势和规律；

l可视化数据组件

包含用能地图、热力图、散点图、飞线轨迹图、2D/3D地图、目标占比饼图、折线柱状图、分组柱状图等；

l丰富的系统应用功能集合

能耗、能效监测功能；

多维度分析功能；

节能管理功能；

3D数据可视化功能；

公众服务功能；

用户权限功能；

l部署方式简单、灵活

根据部署位置，可以部署在公有云、私有云上；

根据使用客户，可以部署成不同级别的能源监测系统，比如省级、市级、企业级等不同形式的系统。系统的功能可以根据不同用户的要求，通过配置化的方式，打造客户自己的能源管理系统。

l多重安全防护机制

设备和计算安全 — CA身份认证系统，一机一密的设备认证机制，降低设备被攻破的安全风险；

网络和通信安全 — 专用SSL VPN通道，全程采用HTTPS安全协议加密传输。专用物理级安全隔离网闸，*控制数据的实时交换。

应用和数据安全 — 提供系统全备份、数据库备份和增量备份能力；

物理和环境安全 — 依照等保三级标准建设；

二、客户价值

l提升产品智能化程度，产品科技含量高，溢价能力提升；

l提高运维效率，增强客户满意度；

l转型企业服务，增加企业盈利能力

l软件扩充能力好，企业投资不浪费；