2.昆明迪森电气有限公司 云南省昆明市 650106）
摘要：针对区域配电网络的要求，介绍智能运维管理技术和配电室相结合，以BIM技术为基础的配电室智能运维管理系统。详细阐述了本系统的总体架构和各个子模块主要功能，对BIM技术在配电室管理中的应用进行分析和建模，实现配电室的数字化和智能化，并在实际工程中实践。
关键词：配电室；智能运维管理系统；BIM技术；在线监测
0 引言
配电室是电力系统末端，是整个电网系统的重要组成部分。如果配电室中出现故障又不能被及时发现和检修，影响着用户正常用电，给生产生活带来极大不便。如今，单一的配电室供电逐渐被配电室集群供电所取代，城市综合体的供电系统呈现出由一个或多个开闭所带几个甚至几十个配电室的方式，形成了区域性的用户配电网络，单纯的微机综自系统和配网自动化系统的相关技术和设备已经难以保障配电室群集的安全、可靠、高效运行。
由于用户配电室集群的运行具有统一的电源、统一的运行方式和控制策略、统一的保护体系的特征，从而需要新型智能电网技术，将智能配电室技术和智能配网技术有机整合，构成智能配电室的相关技术和设备，实现配电室的智能化，才能满足不断提高的供电可靠性和供电效率的要求。未来各类新能源的应用，如分布于社区的微型太阳能发电、微型风力发电、以及电动汽车充电等等，都对配电室智能化提出了更高的要求，配电室的智能化不仅是现实的需要，也将成为未来发展的方向。
目前，我国配电室的工程建设普遍以二维设计图纸为核心，数据与图纸分离的设计手段。由于二维图纸的直观性较差，数据与图纸信息表达不一致，从而易导致配电室数据的错误或不完整展现。而BIM技术的应用使配电室的三维模型与工程数据产生关联，数据可以不断的进行更新和完善，保证了数据信息的继承性，BIM技术的应用很大程度上提升了配电室建设中存储数据的质量。
1.配电室智能运维管理系统的功能要求
配电室智能运维管理系统主要由配电室测量装置和运维管理软件平台两部分组成，利用BIM技术、硬件处理技术、网络传输技术、通讯技术、物联网相关技术实现对配电室的远程监测和控制。系统功能的要求主要是以下几个方面：
数据接入—综合环境信息、配电室电力计量信息、配电室用电保护信息等。
实时在线监测—24小时在线监测，短信、语音、冒泡报警，真正实现无人值守。
准确监控以及定位—系统监测数据误差均符合电力行业标准，故障视频定位准确。
灵活实用—系统监控主机能自由适配各种传感器，监控平台也能更具监测设备进行自由组态。
2.基于BIM技术的配电室智能运维管理系统的构架
基于BIM模型（Building Information Modeling）的配电室智能运维管理系统是建立在配电室的BIM模型之上，BIM模型中包括了配电室主要设备的位置信息和布局信息。管理系统实时获取配电室主要设备的运行数据（室内空气环境、温度、开关数据等），通过系统的关联程序将监测数据与BIM模型进行关联，然后基于正常状况下的历史数据作为建模数据的训练集，利用BIM模型的丰富可视化方式来确定各类配电网设备的工作状态。整套系统包括获取配电室的系统结构信息，以此在服务器端建立配电室BIM模型，BIM模型中包含有配电室中各设备的位置信息，服务器获取配电室作业系统中运行的电子表单信息，根据电子表单信息从BIM模型中确定出待作业设备以及待作业设备区域，根据待作业设备以及待作业设备区域生成一作业指令，下发作业指令至对应的终端；终端解析服务器下发的作业指令，得到待作业设备以及待作业设备区域，并在终端显示待作业设备以及待作业设备区域，以指引作业人员前往待作业的设备区域进行设备维护，从而提高配电室设备维护的安全性。
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本系统采用模块化设计，监测端口模块式堆叠，无缝扩容，满足各种大小型配电室的数据监测。对配电室的监控采用分散监控，统一管理符合电力规范，一个监控中心可监测管辖范围内的所有配电室数据，当监控中心与配电室通信中断时检测主机依然按照之前设定的逻辑关系进行联动控制及存储监测数据，通信恢复时自动上传历史数据。系统软件为B/S架构，支持无线终端访问，通过监控中心可设置数据服务器，利用数据加密及授权控制方式来支持无线终端采用浏览器直接查看配电室运行情况及报警信息。
2.1 系统信息接入
BIM模型：建设配电室土建、电缆、设备模型、监测仪器等。
环境信息：通过自主研发的传感器接入扩展设备，接入：六氟化硫（SF6）监测、摄像机、红外入侵探测、水浸监测、温湿度监测、门禁控制、烟感监测。
电气信息：通过数据解析程序，接入：远动设备、计量设备的遥信、遥测数据。
2.2 系统前端主要设备
1）采用嵌入式检测主机，多参量统一监测。嵌入式设计，稳定可靠，断电后再来电时可自动运行，检测主机设置多种数据接口。
主要接入设备：免提对讲功能 通过本机实现与集中监控主站的语音通信，温度探测器、烟感探测器、门禁控制主机、电控锁、温湿度传感器、水浸传感器、红外入侵探测器、摄像机、六氟化硫（SF6）气体检测仪。
2.3 系统后台基于BIM模型的配电室运维管理业务
BIM的理论基础主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）理念和基于设备数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。配电室运维工作需要的BIM模型中包含了大量的设备信息、结构参数、关联信息、项目数据等资料，这些资料通过数据库与配电室的BIM模型融合在一起，能够实现设计结构的成果以数字化形式进行移交，为后期的运维提供数据信息参考。
对配电室内所有设备进行BIM模型与监测数据关联的构建是配电室运维管理系统应用的首要工作，也是整个BIM应用过程中最为复杂，难度最高的部分。模型的建立是BIM技术应用的基础，BIM模型中集成了大量的实际设施信息，这些信息随着模型的完善而不断扩充，设施模型参数的精确性对配电室运维的后续工作起着重要的作用，模型库的建立给后续工程建设中BIM的应用也带来了极大的便利。
3.应用探讨
基于BIM模型的配电室在线监测系统。监控内容已经包括了：水灾、火灾、电气故障的报警功能。并建立相关的应用流程。
目前考虑到监测数据的实时性，终端按照以太网方式与中心连接。系统自动判断设备在线情况。
监测措施：
1）当监测到报警后终端自动连拍3张不同位置的监测照片。
2）监测系统将显示红外监测、外力破坏监测数据。
3）提供查询检查状态功能，可以查询终端什么时刻发生红外报警，什么时刻发生外力破坏报警。
4）提供终端发送报警时刻前后4张监测照片的查询功能。
4.结语
配电室的运行情况及设备状态监测在电力安全生产及运行中起着重要作用。系统通过将前端的监控数据进行汇总后，实时了解配电室运行情况的环境状况，对超出指标值的进行自动告警和记录，并通过BIM建模并关联监测数据的展示方式，将方便、直观的展示给管理人员，不仅减少了运维人员对电脑技术的掌握，也为减少配电事故、设备安全运行等奠定了基础。
参考文献：
[1]裴冲.浅谈配电自动化的现状和发展趋势[J].科技经济导刊.2017（02）：77.
论文作者:杨爱璜1,陈继忠1,海龙1,陈霍兴2,李志2*
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/17
标签：配电室论文; 设备论文; 数据论文; 作业论文; 模型论文; 信息论文; 管理系统论文; 《电力设备》2018年第14期论文;