NTP授时服务器应用中国石化电力监控与能耗监测系统
NTP授时服务器应用中国石化电力监控与能耗监测系统
京准电子科技官微——ahjzsz
加油站是为机动车油箱充装汽油、柴油的专门经营场所，属于安全防范重点单位，加油站内人员车辆流动频繁，为一级防火单位。由于防火措施不到位造成的火灾比比皆是。
现有的加油站安全管控主要采用定期检查和视频监控方式。定期检查时间间隔长，无法掌握加油站各设备和安全防护措施效果和实时状态，视频监控对站内安全防护的管控能力很弱，既没有对故障数据的记录分析能力，也无法实现对隐患事故的识别能力和报警功能。
此外，加油站的设备能耗、消防设施状态也长期处于未知状态，明显减弱了加油站的自我安全防护能力。
方案概述
针对中国石化各加油站管理现状，提出采用智能电力监控与能耗监测一体化管控系统。系统具备完备的加油站电气安全管控，智能化节能管理，电能质量管理、电弧监测管控，介损、漏电流与绝缘监控，故障告警与录波管理，能效综合管理（包括节能措施管理、节能效果评估等），消防、门禁与视频监管，防静电的接地措施评估，防雷安全措施效果等功能，可实现站内综合故障预警与紧急保护功能。
方案实施工程概述
1、硬件工程概况
建站工程计划对全站电气系统增加完备的电气监测管控设备和管理后台，同时将消防安全管控和资源安全管控并入系统，硬件主要工程如下
1）站内加装节能储能装置（储能电池、相应的控制装置）
2）对站内感性负载加装智能功率因数补偿装置
3）对站内电气供电体系的供电电压、负载电流线路加装互感器
4）对站内电气负荷重要节点加装温度传感器
5）对站内供电系统接地线路加装漏电流互感器
6）对站内接地网各点分布加装电压互感器、漏电流互感器（包括油罐、加油机等防静电、防雷击设备）
7）对站内重要空间点加装烟雾感应装置
2、软件工程概况
后台包括以下几类完整功能：
1）节能管理（站端）
2）能效评估（站端）
3）能效分析（主站）
4）告警与故障录波
5）电能质量管理
6）设备智能管理
7）电气网络（弧光、介损、绝缘）监测与保护
8）防静电措施效果监测与评估
9）防雷措施效果监测与评估
10）消防与门禁监测与评估
11）电气设备状态评估与预测
12）事故预测与预防管理
3、能效管理原理
系统通过母线电压和各分支电流数据，实时计算分项负载的时使用电数据，计算用电量、有功、无功等详细的能耗情况。
● 通过电气数据计算分项能耗情况，无需加装电能表，无需繁琐的抄表工作。
● 用电量异常报警，分析设备是否故障或存在供电线路用电异常方面的问题。
● 通过分析同类设备耗电量，可得到哪些设备效率高、更省电，为设备采购提供重要参考依据。
● 通过分析业务与用电关系，为节能降耗提供详细的决策数据。
● 对节能措施效果进行评估，为后期大规模推广和应用提供决策。
电力监控与能耗监测分向采集计算图
电力监控与能源管控系统架构图
方案功能与效果
系统具备完备的电气安全状态检修功能，同时可接入消防设备管控和视频监控系统。本次改造工作完成后预计达到以下效果：
1、节能管理
系统现有节能方式推荐有削峰填谷节能管理、功率补偿节能管理、天然能源发电并网节能管理、系统智能节能推介（包括智能状态控制和智能自动控制），根据加油站用能结构，本系统推荐使用削峰填谷、功率补偿、智能状态控制和智能自动控制等方式进行节能管理。各站点对本站进行节能管理和能效评估，数据上传至主站进行存储、综合分析、报表统计。
2、能效评估
各站端对各自站内节能降耗详情、用能数据详情进行分析总结，对各自节能降耗措施进行科学评估，分析当前站点能效与降耗潜力，能耗异常分析与告警，通过异常能耗信息进行设备状态分析，并综合各类信息生成能效评估报告。
能效评估包括对本站点总负荷、重要设备负荷的能耗、设备能效分析、评估报告，可根据用户需求增加分析模型，添加各类综合分析报表及统计功能。
3、主站能效分析
各站端通过4G猫将本地数据上送至主站服务器，主站对各站端能耗与节能数据综合分析管理，可实现全站能耗综合分析，包括能耗综合分析（同比、环比、综合对比查询、能耗详情、能耗排名）、综合成本分析（费用票据、电费信息、电费异常、电费综合查询）、节能改造分析（效果评估、节能分析、节能报告）
4、故障分析与告警管理
告警分析：对全站全部通用电气量进行实时在线监测与分析，可设定各监测量的告警阈值，系统根据告警阈值进行告警，同时设备分析、能耗管理、故障预测等产生的告警信息也会通过告警框自动弹出。
故障分析：可设定编辑故障触发录波条件，当达到触发条件时（一般为故障时），自动形成暂态数据波形文件，可进行波性文件下载查看，离线分析等。
长期数据：系统具备长录波功能，可查看近期任意时刻的暂态数据，用于分析非触发事故特性，丰富事故模型，弥补意外故障录波失败的缺陷。
故障建模：对全站故障数据进行暂态特征分析与建模，将事故发生特征、原因分析、处理措施、处理建议等综合信息汇总形成完整的事故分析报告。
安全评估：对全站电气安全管理进行评估并具备完整的报表输出、报告整理功能。
5、电能质量管理
具备对各设备供电电能质量实时分析功能，可随时随地查看各站、各负荷当前供电电能质量数据。记录与存储各设备供电电能历史数据，绘制电能质量数据曲线，直观查看电能质量优劣。
结合站内用电设备（尤其是加油机、空调等重要重点设备）对电能的要求，以及当前供电电能标准，评估当前供电电能质量优劣。包括当前供电标准数据与实际电能数据对比分析，电能事件汇总评估。
6、设备智能管理
按照设备类型分类对用电设备进行状态分析，包括设备已投运时间、损耗程度、时间寿命预期、机械寿命预期、当前状态、重点关注建议等。
通过设备数据实时分析、数据缓变分析、数据离群分析方法，结合同类设备数据横向对比，同一设备数据纵向对比，发现数据异常的设备。
对本月/本年，站内所有设备状态、更换、事故预警、维保等情况汇总分析，总结改造后的功能（设备分项管理、设备事故预警等）效果并与改造前数据对比。
7、电气网络（弧光、介损、漏电流、绝缘）监测与保护
对供电系统的弧光现象、介质损耗和绝缘性能进行实时监测与数据分析，即时发现线路中的电弧现场，并记录电弧发生时刻的线路暂态数据形成波形报告文件，建立电气故障数据模型。
对电弧现象进行准确定位，根据电弧发生频率、持续时间、发生位置等信息综合分析，精确提炼线路缘破损先兆、电气设备绝缘破坏先兆等电气安全异常并告警。
对电气网络介损、漏电流、绝缘情况进行实时监测，灵敏识别绝缘性能下降或征兆信息，实时告警。
8、防静电措施效果监测与评估
对油罐、卸油点、加油机油枪与胶管接地线路进行实时监测，对接地可靠性进行评估，对接地异常进行告警。
9、防雷措施效果监测与评估
对罩棚、营业室、油罐呼吸器接地状态进行实时监测，实时分析接地电阻，评估接地状态，对接地电阻进行高值告警。接入雷雨天气告警系统，雷雨天气时，自动切断电源，严格禁止营业。
10、消防与门禁监测与评估
对站内各分布点的烟雾状态进行实时监测，对烟雾状态进行识别和告警，按照烟雾状态位置敏感度进行报警或保护处理，防止火灾事故造成扩大事故。
对站内设备、室门状态进行实时监测和异常状态报警。
对油罐漏油状态进行实时监测与告警。
可接入视频监控。
11、电气设备状态评估与预测
对站内各电气设备状态进行实时监测，并建立完备的评估体系。结合异常数据、故障暂态波形等建立故障模型，综合评估设备状态。
12、事故预测与预防管理
综合各类监测数据和功能模块信息，提炼安全事故预测模型，对设备、线路等超前预测故障，保障充足的隐患处理时间，防止事故发生。
实时监测重要负荷的线路节点温度，实时分析温度变化，及时发现异常温升并告警，对超负荷现象严格监测并及时告警，对严重超负荷现象进行强制切除。
系统展示
系统采用B/S架构，通过web可访问可站点数据详情。
每个加油站按照各自配置配备硬件设备，并进行数据接入配置。站点数据通过4G路由器上送至主站服务器。
各站点可通过web登录系统，并访问本站监控后台操作界面。
主站系统通过web登录系统，可访问主站下所有子站的监控后台操作界面，可总览全部站点概况，主动推送告警信息和故障事件。