智慧用電安全及能耗監(jiān)控預警系統(tǒng)平臺

一、行業(yè)背景

電氣火災一般是指由于電氣線路、用電設(shè)備以及供配電設(shè)備出現(xiàn)故障后釋放熱能，致使在具備燃燒條件下引燃本體或其他可燃物而造成的火災。

近年來，隨著大功率用電器使用的增加和線路逐年的老化，我國電氣火災頻發(fā)，并造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，因電氣故障引發(fā)的火災占全國火災總量的30%以上，其中重特大電氣火災占重特大火災總數(shù)的70%。為有效遏制電氣火災高發(fā)勢頭，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全，國家各部委和政府紛紛發(fā)文開展電氣火災治理工作。

近幾年來，隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，一種利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)實時探測電氣線路和用電設(shè)備安全隱患的用電安全監(jiān)管服務系統(tǒng)應運而生。

二、政策支持

為有效遏制電氣火災高發(fā)勢頭，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全。

2016年12月國家消防局在《2017年工作重點》中就明確要求“提高火災物防技防水平。指導直轄市、省會城市、計劃單列市和有條件的城市運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)……加快電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)等科研成果的推廣應用”。

2017年5月3日國務院安委辦召開電氣火災綜合治理工作視頻會議，要求扎實開展電氣火災綜合治理工作，以更大的決心、更硬的措施、更嚴的手段，有效遏制電氣領(lǐng)域重特大火災多發(fā)勢頭……決定在全國范圍內(nèi)組織開展為期3年（2017年5月至2020年4月）的電氣火災綜合治理工作。

三、智慧用電安全管理系統(tǒng)主要針對以下幾點：

• ◇ 設(shè)備管理：可接入不同類型的設(shè)備，并查看基本信息，位置信息，數(shù)據(jù)流信息

• ◇ 報警監(jiān)測：實現(xiàn)消防一張網(wǎng)，可查看報警設(shè)備信息及周邊相關(guān)聯(lián)動設(shè)施信息

• ◇ 告警復核：告警信息復核反饋，通過文字、語音、圖片、視頻的方式進行復核反饋

• ◇ 巡查管理：根據(jù)規(guī)范制定巡查計劃

• ◇ 隱患管理：對上報的隱患進行集中管理，通過監(jiān)督上報、巡查上報、社會上報不同的方式；通過火知眼在線APP可以提交隱患的整改進度及結(jié)果。

• ◇ 統(tǒng)計分析：聯(lián)網(wǎng)單位的各項消防數(shù)據(jù)分析

• ◇ 體檢報告：體檢報告分為：周報、月報、年報，從單位基本信息、報警情況、設(shè)備情況、隱患情況不同的維度進行匯總。

現(xiàn)狀及需求

現(xiàn)狀：

• 1、工礦企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復雜多變，用電量大，用電線路復雜，供電設(shè)備超負荷運行，觸電及電火花引起火災或其他事故多見，一旦發(fā)生險情極易造成人員傷亡及巨大的財產(chǎn)損失，后果不堪設(shè)想。

• 2、民用建筑人口密度大，存在用電設(shè)備多、設(shè)備殘舊、電線私拉亂接、安全距離不足等多個問題，一旦發(fā)生用電事故救援難度大，生命財產(chǎn)損失嚴重。

• 3、三小場所違規(guī)用電現(xiàn)象多，電線亂接亂拉，超負荷用電、電線不穿阻燃套管等現(xiàn)象比比皆是，裝修可燃性材料多，防火間距不足發(fā)生險情極易蔓延，且救援受阻，人員傷亡及財產(chǎn)損失大。

需求：

• ? 實時監(jiān)測，讓隱患無所遁形

  實時采集火災隱患數(shù)據(jù)，包括溫度、剩余電流、電流等，秒級上傳數(shù)據(jù)并實時彈出異常通知。

• ? 及時告警，通知到人

  實時處理分析數(shù)據(jù)，及時告警，并通過掌上用電APP秒級推送，并可根據(jù)現(xiàn)場狀況不同，靈活修改電流、漏電閾值，預警判斷更準確。

• ? 報表分析，結(jié)合專家建議

  可查看所有設(shè)備數(shù)據(jù)的運行趨勢，包括日曲線和月曲線，可以輔助發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行的安全隱患，結(jié)合專家判斷，給出改造和運行建議。

解決方案

基于物聯(lián)傳感、移動互聯(lián)、云計算技術(shù)及大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，智慧用電系統(tǒng)由智能感知終端、無線傳輸設(shè)備、用電安全監(jiān)管服務平臺組成，智能感知終端將線路電氣狀態(tài)數(shù)據(jù)（線纜溫度、電流、剩余電流、故障電?。┻M行實時監(jiān)測，并通過無線通訊方式將數(shù)據(jù)傳送至用電安全監(jiān)管服務平臺。

用電安全隱患監(jiān)管云平臺是采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助大數(shù)據(jù)分析與挖掘，解決智慧城市用電安全問題。

用電安全隱患監(jiān)管云平臺的設(shè)計采用三層架構(gòu)，感知層是通過配置電流互感器、剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全傳感終端（涵蓋了電氣火災監(jiān)控探測器功能）等采集設(shè)備；實時監(jiān)測用電全部數(shù)據(jù)并通過物聯(lián)網(wǎng)通訊層布置的智能網(wǎng)關(guān)上傳到監(jiān)管云平臺；經(jīng)過大數(shù)據(jù)比對分析（以日、周、月、年同時期用電情況），對引發(fā)電氣火災的主要因素( 線纜溫度、電壓、電流、漏電流、電弧危害）進行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計預測，實時發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患（如線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電、電弧光等），及時向安全管理人員發(fā)送預警信息，進行隱患排查，達到消除潛在的電氣火災危險，實現(xiàn)“防患于未燃”的目的，真正地做到智慧用電安全，促進智慧城市建設(shè)與和諧發(fā)展。

系統(tǒng)架構(gòu)

智能設(shè)備負責采集數(shù)據(jù)、執(zhí)行指令。網(wǎng)關(guān)負責上下傳送數(shù)據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)云平臺連接所有網(wǎng)關(guān)，并接收網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)發(fā)和存儲數(shù)據(jù)。

應用端將實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)可視化，并提供用戶與設(shè)備、網(wǎng)關(guān)交互的界面。

方案優(yōu)勢

• 1) 數(shù)據(jù)可視化展示

  用電安全監(jiān)管服務平臺將用電感知終端采集的供電側(cè)、用電測用電參數(shù)進行存儲、處理、分析，并以組態(tài)、大屏等形式動態(tài)展示。用戶可隨時、隨地通過手機APP或者Web客戶端實時了解企業(yè)用電安全情況。

• 2) 智能分析

  用電安全監(jiān)管服務平臺對電壓、電流、供電質(zhì)量（三相不平衡度、供電質(zhì)量合格率、電源故障等）、漏電流、線纜溫度、負荷電流、電能、故障電弧等參數(shù)進行統(tǒng)計分析，并與電氣故障特性進行比對，及時掌握線路動態(tài)運行存在的用電安全隱患，預防火災發(fā)生，提高企業(yè)用電安全管理水平。

• 3) 智能化告警

  監(jiān)測數(shù)據(jù)可根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)定限制，一旦發(fā)生異常越限，現(xiàn)場報警器發(fā)出聲、光報警，綜合管理平臺向手機APP、Web客戶端同步發(fā)出報警提示，并以短信及語音等方式告知相關(guān)負責人。

• 4) 智能化監(jiān)控

  用戶用電可靠性至關(guān)重要，為了避免系統(tǒng)誤報造成設(shè)備誤動作，系統(tǒng)采用“人防+技防”的監(jiān)控手段，值班人員在通過多因素分析確認線路存在隱患，需要及時斷電時，可遠程控制相關(guān)線路斷電，將斷電影響控制在較少范圍內(nèi)。

• 5) 能耗統(tǒng)計

  對每條監(jiān)測線路進行電量統(tǒng)計，并形成圖或表的形式展示，方便用戶隨時查看。

平臺功能展示

1、首頁顯示用電安全系統(tǒng)的整體運行情況概覽

主要包括基本情況，用電概況，設(shè)備狀態(tài)，安全用電統(tǒng)計，以及告警列表展示。

2、系統(tǒng)支持實時顯示設(shè)備上報的電氣數(shù)據(jù)，及故障事件

支持用戶查看設(shè)備運行參數(shù)，包括剩余電流、過載、過欠壓、過溫、漏電、功率等參數(shù)。

3、歷史數(shù)據(jù)

• ◇ 系統(tǒng)支持將時間序列數(shù)據(jù)以曲線圖、面積圖等形式顯示，方便用戶了解設(shè)備的運行情況。

• ◇ 支持顯示電流曲線、電壓曲線、功率曲線、溫度曲線、用電量曲線和剩余電流曲線。

• ◇ 支持不同時間長度統(tǒng)計（今天、本周、當月、本年度和用戶自定義等）。

• ◇ 支持聚合運算（最大值、最小值、平均值、差值和標準差等）。

• ◇ 支持對所選做曲線平移、縮放等操作。

4、能耗統(tǒng)計

• ◇ 系統(tǒng)支持按天、按周、按月、按季度和按年度統(tǒng)計用電量。

• ◇ 支持按柱狀圖可視化電量數(shù)據(jù)、支持不同用電單位對比。

• ◇ 支持用電數(shù)據(jù)導出到excel。

5、設(shè)備操控

• ◇ 支持用戶通過手機APP端界面操作設(shè)備，進行設(shè)備參數(shù)的修改，包括過壓值、過欠壓、過載電流、過載超時告警時長等參數(shù)。

• ◇ 支持在手機APP端遠程控制斷路器的開關(guān)，避免誤操作及不必要的意外發(fā)生。

• ◇ 支持用戶通過手機APP端界面進行設(shè)備安裝場所的修改。

6、操作日志

• ◇ 系統(tǒng)支持操作日志查詢。

• ◇ 日志類型包括，用戶開關(guān)設(shè)備、遠程漏電試跳、修改運行參數(shù)等等。

• ◇ 所有日志支持導出到Excel。

行業(yè)應用

智慧用電系統(tǒng)可以有效解決各類人員密集場所中線路老化、無專業(yè)電工排查，無法實時監(jiān)管等問題，提前發(fā)現(xiàn)線路隱患，真正保障用電安全。該系統(tǒng)可部署在廠礦企業(yè)、化工企業(yè)、商城、醫(yī)院、學校、酒店、住宅區(qū)等場所交流低壓配電系統(tǒng)。

適用場所

• 1) 電力運行維護企業(yè)

• 2) 連鎖商業(yè)、門店

• 3) 物業(yè)管理企業(yè)

• 4) 集團企業(yè)

• 5) 院校主管單位

• 6) 智慧社區(qū)