具有边缘计算功能的智能温湿度控制器在变电站端子箱的应用研究

朱少波 吴基健

摘要：对于变电站的电力设备非电量和运行环境监测，如：端子箱温湿度微环境监控等还存在不少监测的空白和不足，后期无统一标准建设的项目，形成了一个个信息孤岛，不能及时获取温湿度信息，不能回溯历史温湿度信息，不能及时判断防潮除湿设备故障，现变电站端子箱存量在用不具有边缘计算功能的常规温湿度控制器不能集中管理测控防潮除湿设备，这与状态检修、状态监测、微环境监控的运维需求是存在很大的矛盾。

关键词：边缘计算;温湿度;控智能制器;端子箱;集中测控管理

1现变电站端子箱存量在用不具有边缘计算功能的常规温湿度控制器存在的问题。

⑴相关温湿度数据信息获取不及时。⑵防潮除湿装置故障需到现场检查才能发现，班组巡视工作量大。⑶分散管理，控制方式和参数设置非常不便。

2现状分析

⑴端子箱内除湿设备配置不合理;定值设置不合理、无定值额差造成设备频繁启动，增加能耗和损害设备寿命，且修改定值需要到达现场打开箱门操作。⑵端子箱内除湿设备协同工作或相互备用进行智能协调;故障检测不全面，无法支撑状态检修;没有数据分析应用。⑶端子箱在站内分布较为分散，人工巡维检查时间长，效率低下。

3、具有边缘计算功能的智能温湿度控制器在变电站端子箱的应用研究设计方案

通过信息化手段，解决全站电力设备温湿度监测的信息采集和传输问题，开发具有边缘计算功能的智能温湿度控制器;提升管理方式，建立巡维中心的变电站端子箱湿度集中测控管理建设标准，实现集中测控管理标准化，减少重复投资和低水平建设，显著提高经济效益。

3.1设计出符合变电站端子箱内安装的边缘计算功能的智能温湿度控制器

研究智能监控系统的总体结构，详细确定应用层、传输层、设备层（间隔层）的配置要求，达到应用层需求清晰、传输层兼容各种有线/无线传输方式和统一协议，运行稳定、设备层数据采集目标明确，控制模块和传感器成熟可靠，满足高电压大电流环境的电磁兼容要求和高温高湿运行要求。

3.2研究出适合变电站电气设备适用边缘计算功能的智能温湿度控制器关键技术。

具有边缘计算功能的智能温湿度控制器的控制逻辑设计按如下步骤实现：①边缘计算判定湿度越限→②判定除湿设备投入1→③边缘计算判定单独工作时间 →④湿度变化率判定→⑤ 判定除湿设备投入2→⑥湿度变化率判定→⑦边缘计算判定单独工作时间→⑧判定除湿设备投入3→⑨端子箱运行（温湿度）微环境达标，见图1。

当测控设备区内端子箱内的湿度高于预设门限时按边缘计算法属于湿度越限，启动除湿设备投入1;若除湿设备投入1 启动后，启动湿度斜率控制，湿度斜率=湿度调整变化量/湿度调整时间。若湿度斜率低于设置温升斜率值或超过除湿设备投入1单独工作时间（按360秒计算）湿度未达到额定值以下，启动除湿设备投入2（按300秒计算）。箱内湿度仍高于湿度门限，启动除湿设备投入3;在除湿过程中，若湿度下降到预设的湿度门限，进入除湿结束判定停止所有除湿设备投入。工作流程图见下图2。

⑴研究基于物联网技术的在线测控新技术的应用。⑵研究基于边缘计算技术的智能测控新技术的应用。⑶具有组网简单可靠，集中监控与个体智能自主运行相结合的应用价值。⑶开发出变电站边缘计算功能的智能温湿度控制器集中管控全站电力设备的温湿度数据，解决站场内各个分散独立端子箱内控制器的相互连接和数据融合共享问题;同时具有多种通信方式与系统平台进行通信。

4应用研究实际效果

把边缘计算功能的智能温湿度控制器部署在变电站站场端子箱内的，能够通过RS485能够连接除湿机、温湿度传感器，同时通过继电接口启动多块加热板。监控设备区内的端子箱已安装的具有边缘计算功能的智能温湿度控制器内置无线Zigbee通信模块，能够相互间自主组网经协调器网关融入到端子箱智能测控服务器（控制后台）达到监测+智能控制网络化三维一体的端子箱智能集中测控的应用效果。部分应用模块图表见图3、图4

5结论

通过现场实际部署的具有边缘计算功能智能温湿度控制器能实行智能一体化分散测控和集中管理，提高电网（端子箱）设备和状态检测的智能化、信息化水平，实现了实物资产的精益化管理。依托电网运检智能化分析管控系统实现多源数据集成分析，推进现代信息通信技术、智能控制技术与运检专业的深度融合，设备状态管控能力得到进一步加强，电网安全运行水平得到进一步提升。以智能化应用优化业务流程，有效完善运维专业人力资源配置，提高“单兵作战”和“协同作业”的效率，进一步提升了“大检修”扁平化组织架构的运行效率;通过远程指挥、专家支撑决策，实现生产现场的“置前管理”，有效集约了优势运维资源;强化了对生产现场的管控。

参考文献：

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