一、系統概述

1.1 新能源場站輔助系統整體介紹

TIP3000新能源智慧場站輔助設備監控系統以“智能感知和智能控制”為核心，借助各類物聯網技術，對全站主要電氣設備、關鍵設備安裝地點及周圍環境開展全天候狀態監視與智能控制。該系統可完成動力環境、視頻巡視、火災消防、安全防衛、一次設備在線監測等子系統的數據采集與監控，實現集中管理和一體化智能聯動，為電站安全生產提供可靠保障，有效解決電站安全運營中的“在控”“可控”和“易控”問題。

1.2系統核心功能

實時監控：實時監測電站全景運行狀態，對各類事件進行一體化綜合展示，同時支持對設備的遠程控制。

實時告警：系統實時監測各類信息，一旦發現異常便會產生實時告警。每條告警信息都會詳細記錄事件性質、內容、時間及其他相關描述信息。

聯動控制：采用事件驅動方式實現設備間的相互聯動，當任意一個事件發生時，可引發其他設備的相應動作。設備間的聯動關系可自由設置，系統還提供典型的配置模板或配置策略。

二、平臺架構

2.1 架構整體設計

新能源智慧場站輔助設備監控系統采用分層、分區的分布式架構，具體分為二級中心、六大功能模塊和八大業務子系統。

2.2 各組成部分詳情

二級中心：包含監控中心（主站）系統與站端系統（子站）。

六大功能模塊：由管理服務器、認證服務器、通信服務器、流媒體服務器、WEB服務器和客戶端構成。

八大業務子系統：涵蓋視頻監視、安全防衛、動力環境、火災消防、設備控制、一次設備在線監測、遠傳表計采集、機器人巡檢等。

2.3 平臺架構優勢

功能集成：能夠實現遠程智能巡視、安全防衛、環境監測、智能門禁、火災消防、設備控制等子系統的采集和監控，并在升壓站運維值班后臺大屏進行展示。

自動聯動：可依據聯動策略自動執行規定動作，包括現場設備操作聯動，以及火災消防、門禁、報警、照明、環境監測相關設備的聯動。

遠程控制與告警：運維后臺支持對站內照明燈具、視頻畫面等進行遠程控制，監控大屏實時顯示相關狀態；站內各子系統的報警、故障信息可通過短信發送至維護單位指定人員的工作手機。

三、業務系統

3.1 視頻監視子系統

系統組成：部署于變電站站端，主要由巡視主機、熱成像攝像機、高清視頻等設備組成。

2. 工作流程：巡視主機下發控制、巡視任務等指令，分別控制機器人和攝像機開展室內外設備聯合巡視作業，將巡視數據、采集文件等上傳至巡視主機；巡視主機對采集的數據進行智能分析，形成巡視結果和巡視報告，并及時發送告警。

3. 核心功能：具備實時監控、與主輔監控系統智能聯動、實時圖像預覽、視頻畫面巡視、本地及遠程控制、錄像與回放、設備狀態識別巡檢、告警管理、聯動抓拍預警、人員行為分析、日志查詢等功能。

4. 系統集成：可與動力環境、安全防衛、火災消防等子系統無縫集成，當其他子系統發生警情時，能聯動云臺攝像機預置位瞬間定位到報警現場、聯動攝像機抓拍報警畫面，并對報警現場進行實時錄像，便于事后查詢取證。

3.2 安全防衛子系統

系統組成：主要由智能門禁、電子圍欄、紅外對射、振動探測器、紅外雙鑒等設備構成。各探測器通過報警線纜直接與物聯網智能主機連接。

設備部署與作用

電子圍欄：部署在變電站場地圍墻上方，防止人員翻越圍墻。

振動探測器：安裝在變電站場地圍墻墻面上，對通過鑿墻、挖洞企圖進入防范區域的入侵行為進行報警。

紅外對射：設置在變電站場地大門處，對翻越大門的行為進行報警。

紅外雙鑒：置于變電站站建筑物窗口或門口附近，對由窗而入的行為進行報警，并對進出門的人員進行探測。

3. 智能門禁功能

支持電子地圖、圖標、列表等監控模式。

支持密碼、刷卡、指紋及人臉識別等多種驗證方式。

具備鎖開超時、開門超時、非法開門等多種告警記錄功能。

可與報警、照明、視頻、消防等系統進行聯動，還能和視頻系統配合實現語音對講門禁功能。

配置應急開啟裝置，可在系統故障時應急開啟。

4. 可視化門鈴系統：前端主要有三種開門方式，分別是人臉比對通過開門（現場人臉和人臉庫撞庫成功，輸出開關量至靈性鎖）、中心驗證遠程開門（通過可視對講呼叫中心，中心值班人員通過遠程視頻查看現場工作票及工作證，確認人員無誤后遠程遙控開門）、鑰匙開門（特殊情況使用）。

3.3 火災消防監測子系統

系統組成：由感煙探測器、感溫探測器、明火探測器、手動報警按鈕、火災報警控制器等組成。

2.核心功能

實時監控煙霧、溫感等火災狀態。

實現報警聯動，包括本地聲光報警、值班座席聯動報警，支持設置視頻、門禁、燈光等子系統聯動。

滿足主流消防報警主機火災預報警信號集成與接入，若原設備提供RS232或RS485等智能接口及協議，系統可實現接入。

3. 工作原理：通過感煙、感溫探測器等探測裝置，實時監測變電站室內主要區域的火情狀態，發生火災時，及時發出報警信號。

3.4 動力環境監測子系統

1. 系統組成：根據電站實際需求，配置溫濕度、風速、水浸、液位、有害氣體等探測器等環境感知設備，通過物聯網主機實現數據遠程采集。

2. 核心功能

實時監測：對變電站重要場所和重要設備的工作環境狀態（溫度、濕度、漏水、水位、風速、SF6濃度等）進行實時監測，并以電子地圖、列表、表盤等多種方式在系統平臺實時顯示并記錄。

控制調節：通過聯動空調、風機、燈光、水泵控制器等設備，對監測的環境參數進行遠程實時控制和調節。

實時告警：當環境參數出現異常時，及時顯示、報警，并可通過通信IP網絡將數據上傳至市級和省級調度中心。

3. 微氣象站：作為電站環境監控系統的重要組成部分，可監測溫度、濕度、風速、風向、雨量、氣壓、輻射等6要素氣象參數，并通過有線傳輸RS485網絡將采集到的氣象參數及其變化狀況實時傳送到監測中心。

4. 室內環境監測與控制：通過輔控主機讀取室內溫濕度、水浸、液位、SF6等傳感器數據，根據預設的上下限定值，自動啟動空調、除濕器、風機、水泵等輔助設備進行調控，以滿足正常工作環境要求。監控主機實時采集當前環境參數，超出預設定值后及時上報告警信號。

5. 設備控制單元：主要由各種輸出繼電器模塊、空調控制器等設備控制模塊組成。繼電器模塊、空調控制模塊通過線纜直接與物聯網智能主機連接，當觸發預警條件時，主機根據聯動配置規則，通過控制模塊實時驅動相關設備開關，如非法入侵聯動輔助燈光照明、溫濕度聯動空調、消防報警聯動聲光和視頻等。

3.5 智能聯動控制子系統

1.聯動類型

安防報警聯動：實現報警與門禁、視頻、燈光、短信、報警器、語音等設備的聯動。

門禁聯動：當門禁出現異常時，可自動打開燈光、彈出視頻。

視頻報警聯動：針對視頻監控產生的移動偵測、遮擋遮蓋、視頻丟失等告警進行聯動處理。

消防聯動：實現消防與門禁、視頻、燈光、短信、報警器、語音等設備的聯動。

環境和設備聯動：可設置溫度與空調、濕度與風機、水位水浸與水泵等設備的聯動。

3.6 SF6泄漏在線監測子系統

1. 系統組成：由SF6監測主機、SF6和氧氣變送器、溫濕度變送器、風機控制器、電纜、后臺軟件組成。

2. 工作原理：傳感采集器實時測量GIS或開關室內SF6氣體濃度、氧氣濃度和環境溫濕度等相關參數，后臺監控系統實時顯示各參數數值，當參數超限時進行預警，并提供歷史數據及曲線查詢統計等功能。

3. 核心功能：實現SF6濃度超標監測，后臺報警的同時聯動風機排風，實現在線監測與預警聯動處理；監測室內SF6氣體濃度及含氧量，在入口處顯示相關數據并對人員進入進行提醒。

4. 應用場景：適用于35kV開關室及各種電壓等級GIS室。

3.7 遠傳表計識別與采集子系統

系統組成：主要由巡視主機、微距攝像機、高清視頻等組成。

工作流程：巡視主機下發控制、巡視任務等指令，攝像機開展室內外設備聯合巡視作業，將巡視數據、采集文件等上傳至巡視主機；巡視主機對采集的數據進行智能分析，形成巡視結果和巡視報告，及時發送告警。

識別采集內容：可實現SF6表計讀數識別、避雷器讀數識別、套管油位讀數識別、隔離開關狀態識別、室外油位視窗讀數識別、球狀刀閘開關狀態識別等。

3.8 開關柜無線測溫系統（擴展業務子系統）

1. 系統原理：采用CT感應電流取電測量方式，實時監測柜體內部易發熱電氣部件（開關觸頭、母排等）的溫度。

2. 核心功能

溫度采集：采集開關柜出線電纜或母排觸點等位置的溫度。

實時報警：當監測點位溫度超限時，發出報警提醒。

故障定位：可對故障發生點進行定位。

3.監測項目與安裝位置

序號	監測項目	安裝位置
1	開關柜動靜觸頭	上、下ABC三相觸頭銅排
2	母線接頭	接頭部位
3	電纜接頭	接頭部位
4	易過熱點	易過熱點部位

因容易磁飽和，發熱量非常小。

采用帶狀設計，安裝方便。

只需5A以上的一次電流就可以啟動工作。

3.9 機器人智能巡檢子系統

1. 系統組成：掛軌機器人系統搭載可見光云臺攝像機、紅外熱像儀、超聲、局放、氣體、溫濕度以及聲音等傳感器，集成移動與升降運行控制系統、數據采集和通信模塊。

2. 核心功能

全方位感知：整合多傳感器融合技術，實現對變配電站所室內設備與環境的全方位感知。

全自主智能巡檢：通過模式識別及視頻分析技術，實現全自主智能巡檢。

全自動異常預警：實時監測設備狀態，發現異常及時預警。

智能化生產管理：通過監控平臺實現對巡檢機器人的控制、數據采集、存儲與統計分析。

AI視頻識別：通過機器人攜帶的可見光攝像機采集視頻圖像數據，利用自主開發的高精度圖像識別算法，對視頻數據進行智能分析處理，可準確識別室內的儀表、壓板、開關、指示燈、設備外觀等多種表計，并進行表計自動讀數。

3. 巡檢方式：采用軌道上下移動方式，搭載高清攝像機及紅外熱成像，集成有害氣體、煙霧、光照度、溫濕度等傳感器以及定位裝置和語音對講系統，使用戶實時掌控電力環境。

四、核心技術及優勢

4.1 核心技術

增強型UIP以太網協議棧、以太網模塊存儲器管理技術：保證了代碼的通用性和結構的穩定性，具有抗網絡風暴的功能。設備可提供兩個網絡接口，實現不同網絡分區的通信功能，保障系統安全性。

智能識別算法及預警技術：基于模糊邏輯、神經網絡和進化計算等理論與方法，結合魯棒控制、自適應控制、變結構控制等現代控制理論，聯合中國科大研發了智能識別和控制算法。

嵌入式組件架構技術：具備優良的跨平臺特性，支持多種操作系統和CPU平臺；通過劃分組件，面向接口開發，提高開發效率；實現組件重用，采用積木式的系統開發方法；提供各種強大的子系統，不斷豐富產品特性；支持RPC，可實現分布式應用。

iBS智能軟件總線技術：獨創的iBS軟件智能總線技術將各個進程之間的通信協議標準化、規范化，可實現進程間每秒可達數萬次的服務調用，適合用于大型系統內部的消息總線，是巨量級并發量的技術保證。

IEC61850標準通訊規約轉換技術：目前已成功與南瑞、南自、許繼、四方、長園深瑞等二次廠家系統實現互聯互通。

4.2 技術優勢

1. 可靠性保障

實現集中監控和統一調度，在統一界面下對視頻、門禁、環境、SF6、火災消防、安全防范所有狀態進行監控，進行統一的設備配置管理和故障調度。

站端設備可脫網獨立運行，局部故障不影響整個系統平臺的正常工作；站端設備采用模塊化結構，便于故障排除和替換；系統平臺具備處理同時發生的多個事件的能力。

2. "通信級”多業務集成：

系統全部為通信級“真集成”，而非平臺級或者數據庫級“假集成”。

3. 多系統智能聯動控制：

實現多功能的聯動配置管理，支持定時或者智能聯動；可對消防、視頻、門禁、環境、安防、采暖通風、排水等多種功能和設備進行智能聯動控制。

4. 集中管控和統一調度：

在統一界面下對視頻、門禁、環境、SF6、火災消防、安全防范所有狀態進行監控，進行統一的設備配置管理和故障調度。

4.3 監控平臺軟件功能

監控平臺軟件具備地圖監控、圖標監控、綜合監控、門禁監控、環境量監控、輔設監控、消防監控等功能，可啟動/停止監控、清空運行信息記錄、篩選區域、遠程開門、同步時間、提取記錄、上傳設置等操作，同時能顯示設備詳細信息（如所屬區域、所屬設備、所屬通道、監測類型、當前狀態、布撤防狀態等）以及運行信息（時間、信息類型、提示時間、信息描述、提示類型、確認時間、卡號等）。

五、配套設備

5.1 輔助監控屏

設備定位：屬于電站輔助監控系統的站控層裝置，主要解決站端系統搭建與一體化集成應用問題。

技術參數

項目	參數
顯示器	17寸嵌入式顯示器（10寸可選）
網口	8/16/24口交換機
接口	4個RS485可選；8路開關量輸入可選；8路常開/常閉開關量輸出可選；8路模擬量輸入可選
門禁	4路常開/常閉觸點繼電器，用于電鎖控制（可選）
電源	8口PDU/220V/10A可選
尺寸	800mm×600mm×2260mm

3. 主要功能：具備參數設置、狀態監測、設備控制、視頻監控和回放、報警記錄查詢、報警圖片和視頻查詢等功能。

5.2 物聯網智能主機

設備型號：電科恒鈦HT500物聯網智能主機。

技術參數

項目	參數
處理器	采用NXP基于Cortex-M3核的32位工業級處理芯片
主機尺寸	包含1U和2U標準設備以及配套標準機柜
接口	千兆以太網接口、8路AD輸入、8路DI輸入（可擴展至24路）、8路DO輸出（可擴展至24路）
通信方式	支持TCP/IP和4G等
電力規約	支持IEC104/101、IEC61850、CDT、DNP3.0等電力通信規約
適用場合	環境監控、安防監視、物聯網數據采集等
顯示屏	7?10.1寸人機交互界面

3. 設備定位與功能：是電站輔助監控系統的核心設備，主要解決站端多系統集成問題。通過IO4-20mARS485接口與各業務子系統連接，實現設備狀態、電氣量、環境量等各種數據的匯聚、處理，轉化為數字信號，實現報警信息實時分析、存儲、傳輸等功能，同時支持電力規約提供向上數據接口，供平臺訪問與管理。

5.3 其他配套設備

HT-TNCW-02B無源無線測溫主機：

可管理240個無線探頭，無源探頭采用新型軟磁合金帶進行CT取電，無需外接電源，掛載高精度溫度探頭和無線發射器。

多路交流/直流電壓、電流測量儀：

測量饋線回路電壓、電流，交流電壓量程10V~500VAC，直流電壓量程1V~500VDC，精度等級均為0.2%FS，隔離電壓>2500V。

蓄電池在線監測設備：

采集蓄電池的單體電壓、溫度、內阻等參數，實現蓄電池組的遠程在線監測。

開關柜及其內部高壓設備局部放電在線監測設備：

通過UHF傳感器采集高壓開關柜內高頻脈沖電流信號，通過對信號高頻分量分析來確定開關柜內是否有放電以及放電的嚴重程度。局部放電采集器靈敏度為2pC，測量范圍2~10000pC，工作頻帶30~400MHZ，環境溫度-40~65℃。

低壓側電壓電流采集器：

精度等級0.2%FS，隔離耐壓>2500V DC，工作溫度-20～60℃，輸出接口RS485。

智能新風機：

采用多級過濾、配置初效/G4/F8/離子凈化裝置、潔凈新風引入，保持室內正壓和高潔凈度；采用低噪音離心風機，控制更合理；即插型過濾器設計、強力消音降噪材料、機組全鋼板設計；支持RS485級聯，使用MODBUS協議。

三相四線智能電量儀：

測量三相四線的相電壓、電流、頻率、功率因數、有功功率、無功功率、基波功率、諧波功率、有功電度、無功電度等電參數。

溫濕度傳感器：

采用瑞士高精度溫度探頭，帶RS485數據輸出接口，使用MODBUS協議，實現長距離傳輸和多點同時檢測。

空調控制器：

智能學習型控制器，支持市場上99%的空調型號的遙控器碼值學習與存儲；支持空調來電自啟動，空調掉電后來電自啟動，并自動設置空調掉電前狀態，無需監控主機干預。

SF6/O2氣體變送器：

探頭檢測精度SF6≤2%FS、氧氣≤1%FS；探頭檢測量程SF6（0-2500ppm）、O2（0-25.0%）；氧氣濃度報警點18.0%；SF6濃度報警點≥1000ppm；風機啟動濃度點氧氣≤19.6%、SF6≥1000ppm。

IEC61850通信服務器：

上行協議支持IEC61850-8-1，下行協議支持MODBUS-RTU、MODBUS-ASCII、MODBUS-TCP等，并可根據用戶需求靈活開發相應設備協議。

燈光風機控制器：

作為連接主機的控制模塊，通過通斷電方式控制燈光、加熱器以及220V供電的風機。

煙霧探測器：

電源12~60VDC；工作電流<10mA；煙霧靈敏度符合UL217號標準；測試標準0.65~1.52%FT；具備防誤報檢測功能。

六、工程案例

6.1 部分典型案例列表

肅州區共享獨立儲能電站一期250MW/1000MWh項目-輔助監控系統

阿勒泰20萬千瓦/80萬千瓦時儲能電站輔助監控系統

廣西桂林市永?？h100MW/200MWh儲能電站-220kV升壓站輔助監控系統

新疆華電昌吉木壘凱升1050MW風光儲大基地升壓站輔助監控系統項目

國能重慶石柱縣金彰共享儲能電站100MW/200MWh項目

齊齊哈爾龍江二期200MW風電場視頻監控及火災報警項目

國家能源集團重慶柏樹儲能電站-升壓站輔助監控系統項目

烏蘭察布300MW/1200MWh“風光火儲氫一體化”儲能電站（220kV升壓站智能輔助監控系統）

6.2 典型案例詳情

中核匯能（青海）能源有限公司核強光伏電站330kV升壓站項目：為該升壓站提供輔助監控系統，實現對站內設備、環境、安全等方面的全面監控與智能聯動，保障電站安全穩定運行。

阿勒泰津元能源有限公司35千伏津元布爾津南儲能電站項目：部署輔助監控系統，涵蓋視頻監視、安全防衛、動力環境監測等子系統，滿足儲能電站的監控需求，提升電站運維效率和安全性。

6.3 施工樣板要求

便于操作：設備安裝位置應符合施工圖設計要求，安裝高度需根據設備日常維護操作情況確定，方便日常維護。

美觀牢固：設備與機架的加固應牢固、端正，符合設備裝配要求，不得影響機架整體形狀和機架門的順暢開關。

裝配齊全：設備上的飾件、假面板、零配件應裝配齊全，接地線應與機架接地端子可靠連接。

排列整齊：設備內機盤槽位應符合施工圖設計要求，機盤安裝排列整齊，插接件接觸良好。

標識清晰：設備和機架內安裝的纜線、光纖應排列整齊美觀，標識清晰、準確、文字規范，方便日常維護操作。

審核編輯 黃宇