智慧用電安全及能耗監控預警系統平臺

一、行業(yè)背景

電氣火災一般是指由于電氣線(xiàn)路、用電設備以及供配電設備出現故障后釋放熱能，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(lái)，隨著(zhù)大功率用電器使用的增加和線(xiàn)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(kāi)展電氣火災治理工作。

近幾年來(lái)，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，一種利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據等先進(jìn)技術(shù)實(shí)時(shí)探測電氣線(xiàn)路和用電設備安全隱患的用電安全監管服務(wù)系統應運而生。

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(diǎn)》中就明確要求“提高火災物防技防水平。指導直轄市、省會(huì )城市、計劃單列市和有條件的城市運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)……加快電氣火災監控系統等科研成果的推廣應用”。

2017年5月3日國務(wù)院安委辦召開(kāi)電氣火災綜合治理工作視頻會(huì )議，要求扎實(shí)開(kāi)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……決定在全國范圍內組織開(kāi)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主要針對以下幾點(diǎn)：

• ◇ 設備管理：可接入不同類(lèi)型的設備，并查看基本信息，位置信息，數據流信息

• ◇ 報警監測：實(shí)現消防一張網(wǎng)，可查看報警設備信息及周邊相關(guān)聯(lián)動(dòng)設施信息

• ◇ 告警復核：告警信息復核反饋，通過(guò)文字、語(yǔ)音、圖片、視頻的方式進(jìn)行復核反饋

• ◇ 巡查管理：根據規范制定巡查計劃

• ◇ 隱患管理：對上報的隱患進(jìn)行集中管理，通過(guò)監督上報、巡查上報、社會(huì )上報不同的方式；通過(guò)火知眼在線(xiàn)APP可以提交隱患的整改進(jìn)度及結果。

• ◇ 統計分析：聯(lián)網(wǎng)單位的各項消防數據分析

• ◇ 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、設備情況、隱患情況不同的維度進(jìn)行匯總。

現狀及需求

現狀：

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

• 2、民用建筑人口密度大，存在用電設備多、設備殘舊、電線(xiàn)私拉亂接、安全距離不足等多個(gè)問(wèn)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(chǎng)所違規用電現象多，電線(xiàn)亂接亂拉，超負荷用電、電線(xiàn)不穿阻燃套管等現象比比皆是，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(shí)時(shí)監測，讓隱患無(wú)所遁形

  實(shí)時(shí)采集火災隱患數據，包括溫度、剩余電流、電流等，秒級上傳數據并實(shí)時(shí)彈出異常通知。

• ? 及時(shí)告警，通知到人

  實(shí)時(shí)處理分析數據，及時(shí)告警，并通過(guò)掌上用電APP秒級推送，并可根據現場(chǎng)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，結合專(zhuān)家建議

  可查看所有設備數據的運行趨勢，包括日曲線(xiàn)和月曲線(xiàn)，可以輔助發(fā)現設備運行的安全隱患，結合專(zhuān)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(dòng)互聯(lián)、云計算技術(shù)及大數據等現代信息技術(shù)，智慧用電系統由智能感知終端、無(wú)線(xiàn)傳輸設備、用電安全監管服務(wù)平臺組成，智能感知終端將線(xiàn)路電氣狀態(tài)數據（線(xiàn)纜溫度、電流、剩余電流、故障電?。┻M(jìn)行實(shí)時(shí)監測，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊方式將數據傳送至用電安全監管服務(wù)平臺。

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

用電安全隱患監管云平臺的設計采用三層架構，感知層是通過(guò)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（涵蓋了電氣火災監控探測器功能）等采集設備；實(shí)時(shí)監測用電全部數據并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)通訊層布置的智能網(wǎng)關(guān)上傳到監管云平臺；經(jīng)過(guò)大數據比對分析（以日、周、月、年同時(shí)期用電情況），對引發(fā)電氣火災的主要因素( 線(xiàn)纜溫度、電壓、電流、漏電流、電弧危害）進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計預測，實(shí)時(shí)發(fā)現電氣線(xiàn)路和用電設備存在的安全隱患（如線(xiàn)纜溫度異常、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓及漏電、電弧光等），及時(shí)向安全管理人員發(fā)送預警信息，進(jìn)行隱患排查，達到消除潛在的電氣火災危險，實(shí)現“防患于未燃”的目的，真正地做到智慧用電安全，促進(jìn)智慧城市建設與和諧發(fā)展。

系統架構

智能設備負責采集數據、執行指令。網(wǎng)關(guān)負責上下傳送數據。

物聯(lián)網(wǎng)云平臺連接所有網(wǎng)關(guān)，并接收網(wǎng)關(guān)上傳的數據、轉發(fā)和存儲數據。

應用端將實(shí)時(shí)數據、歷史數據可視化，并提供用戶(hù)與設備、網(wǎng)關(guān)交互的界面。

方案優(yōu)勢

• 1) 數據可視化展示

  用電安全監管服務(wù)平臺將用電感知終端采集的供電側、用電測用電參數進(jìn)行存儲、處理、分析，并以組態(tài)、大屏等形式動(dòng)態(tài)展示。用戶(hù)可隨時(shí)、隨地通過(guò)手機APP或者Web客戶(hù)端實(shí)時(shí)了解企業(yè)用電安全情況。

• 2) 智能分析

  用電安全監管服務(wù)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(xiàn)纜溫度、負荷電流、電能、故障電弧等參數進(jìn)行統計分析，并與電氣故障特性進(jìn)行比對，及時(shí)掌握線(xiàn)路動(dòng)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

  監測數據可根據現場(chǎng)情況設定限制，一旦發(fā)生異常越限，現場(chǎng)報警器發(fā)出聲、光報警，綜合管理平臺向手機APP、Web客戶(hù)端同步發(fā)出報警提示，并以短信及語(yǔ)音等方式告知相關(guān)負責人。

• 4) 智能化監控

  用戶(hù)用電可靠性至關(guān)重要，為了避免系統誤報造成設備誤動(dòng)作，系統采用“人防+技防”的監控手段，值班人員在通過(guò)多因素分析確認線(xiàn)路存在隱患，需要及時(shí)斷電時(shí)，可遠程控制相關(guān)線(xiàn)路斷電，將斷電影響控制在較少范圍內。

• 5) 能耗統計

  對每條監測線(xiàn)路進(jìn)行電量統計，并形成圖或表的形式展示，方便用戶(hù)隨時(shí)查看。

平臺功能展示

1、首頁(yè)顯示用電安全系統的整體運行情況概覽

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

2、系統支持實(shí)時(shí)顯示設備上報的電氣數據，及故障事件

支持用戶(hù)查看設備運行參數，包括剩余電流、過(guò)載、過(guò)欠壓、過(guò)溫、漏電、功率等參數。

3、歷史數據

• ◇ 系統支持將時(shí)間序列數據以曲線(xiàn)圖、面積圖等形式顯示，方便用戶(hù)了解設備的運行情況。

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

• ◇ 支持不同時(shí)間長(cháng)度統計（今天、本周、當月、本年度和用戶(hù)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(xiàn)平移、縮放等操作。

4、能耗統計

• ◇ 系統支持按天、按周、按月、按季度和按年度統計用電量。

• ◇ 支持按柱狀圖可視化電量數據、支持不同用電單位對比。

• ◇ 支持用電數據導出到excel。

5、設備操控

• ◇ 支持用戶(hù)通過(guò)手機APP端界面操作設備，進(jìn)行設備參數的修改，包括過(guò)壓值、過(guò)欠壓、過(guò)載電流、過(guò)載超時(shí)告警時(shí)長(cháng)等參數。

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

• ◇ 支持用戶(hù)通過(guò)手機APP端界面進(jìn)行設備安裝場(chǎng)所的修改。

6、操作日志

• ◇ 系統支持操作日志查詢(xún)。

• ◇ 日志類(lèi)型包括，用戶(hù)開(kāi)關(guān)設備、遠程漏電試跳、修改運行參數等等。

• ◇ 所有日志支持導出到Excel。

行業(yè)應用

智慧用電系統可以有效解決各類(lèi)人員密集場(chǎng)所中線(xiàn)路老化、無(wú)專(zhuān)業(yè)電工排查，無(wú)法實(shí)時(shí)監管等問(wèn)題，提前發(fā)現線(xiàn)路隱患，真正保障用電安全。該系統可部署在廠(chǎng)礦企業(yè)、化工企業(yè)、商城、醫院、學(xué)校、酒店、住宅區等場(chǎng)所交流低壓配電系統。

適用場(chǎng)所

• 1) 電力運行維護企業(yè)

• 2) 連鎖商業(yè)、門(mén)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