多站融合变电站内数据中心智能消防联动系统设计

多站融合变电站内数据中心智能消防联动系统设计

杨芳芳

内蒙古电力(集团)有限责任公司鄂尔多斯供电分公司

摘要：电力系统安全稳定运行关系到人们的正常工作和生活，经济的快速发展让人们对电力的需求更高。2019年，国家电网提出一种全新业务发展模式——以变电站资源为基础建设发展储能电站与数据中心，凭此完成多站融合的布局。随着储能电站与数据中心在多站融合模式中发挥的价值作用越来越高，其消防安全防护亦显得尤为重要。目前，大部分数据中心对于火情探测只针对一种火灾特征参量进行火情判断，且需要监控室值班人员启动灭火开关才开始灭火动作，这种方式的缺点在于无法第一时间对发生火情空间进行初步灭火、遏制火情发展，且当监控室无人管理、无人值守、无人处理时，消防主机一直处于关闭状态，消防设备无法起到有效的灭火功能。本文主要对多站融合变电站内数据中心智能消防联动系统设计做论述，详情如下。

关键词：多站融合变电站；数据中心；智能消防联动系统

引言

传统智能辅助控制系统受限于技术和理念的影响，一次设备在线监测系统、火灾报警系统、安防系统、消防系统相互独立、通信规约不统一，形成孤岛，无法实现设备之间的联动、配合，不但增加设备费用及调试成本，而且后期难以满足运维要求。且近年来系统内新投运110kV及以上变电站采用GIS设备占比已超过90％，但针对GIS设备的一次设备在线监测系统并未及时更新，不能满足GIS设备在线监测要求，GIS设备状态不能实时上传至监控、运维部门。针对以上提出的问题本文通过优化变电站辅助设备智能监控系统构架、搭建统一平台、打破信息孤岛，简化各子系统前端设备通信方式，实现信息共享；合理安全分区、规范各子系统安全分区部署，强化网络安全防护；完善一次设备在线监测子系统，规范监测内容及参量配置，实现主变压器、GIS设备关键监测量数字化远传；新增智能锁控子系统，实现开锁权限、记录、流程的智能化管控，全面提升辅助设备管控能力。

1智能消防联动系统整体设计

智能消防联动系统采用LoRa技术进行组网和通信传输，前端探测区域数据经LoRa技术快速稳定地传至消防报警集中控制器进行处理，再通过LoRa将处理后的数据信息统一传输给上位机。上位机通过阈值比较法和斜率判定法构造智能火灾报警判定综合算法，对各种火灾特征参数数据进行多种修正、补偿和判定。当算法判断数据中心发生了火灾，则对消防联动集中控制器发出启动指令，开启各个消防联动设备，控制火灾蔓延区域。同时，利用GPRS/4G/NB-IOT等无线传输模块将相关报警信息及数据上传到专用的云服务器，进行集中存储与共享，以便进行数据的深度挖掘。

2智能联动

智能联动含主辅联动、子系统间联动及子系统内部联动功能。需满足以下要求：（1）支持监控主机、综合应用服务器及智能巡视主机之间联动控制，在智能巡视主机进行巡视期间，支持向监控主机、综合应用服务器发送联动任务功能。（2）当智能巡视主机接到联动信号时，支持根据配置的联动信号和巡视点位的对应关系，自动生成巡视任务，对需要复核的点位进行巡视。（3）发生火灾时，联动报警设备所在区域的摄像机跟踪拍摄火灾情况、自动解锁房间门禁，自动切断风机、电暖气、空调及除湿机电源。（4）发生非法入侵时，打开报警防区的灯光照明、联动报警设备所在区域的摄像机，并启动报警功能。（5）当配电装置室SF6气体浓度超标时，自动启动相应的风机并启动报警功能，必要时可联动相应区域的摄像机。

3LoRa技术

LoRa（Long Range Radio,远距离无线电）技术是一种能够做到传输距离长、信息传输量大、传输功率损耗低的无线通信技术。各点直接与网关中心进行传输,节省了传输时间,提升了传输的准确性,能够实现与网关中心点实现快速连接,具有网络结构简单、传输低延时等优点。扩频调制是一种基于高频宽的通信方式,传输信息所用的带宽远远小于信号占用的带宽。其大致的流程如下：信号首先通过调制解调器将其由模拟信号转化为数字信号,扩频码发生器在接收到数字信号将去进行扩频,即对信号的频谱按照扩频码序列进行展宽,展宽后的信号将会进入载频调制环节,信号通过载频调制后由天线将信号发送出去。信息接收端通过天线等设备对射频信号进行捕获,射频发生器会将捕获到的射频信号调至为中频信号,最后对中频信号进行解调,从而对发出的原始信息进行还原输出。

4基于物联网的智能化消防系统

感知层主要包括视频监控、火灾自动报警、烟感探测、裂解质监测分析、电缆温度监测、蓄水池水位监测等子系统。裂解质检测分析系统针对燃烧前产物（裂解质）进行探测。实现火灾极早期高灵敏度、高可靠性的感知。能于火灾第一阶段（热分解期）报警，争取最长的反应时间，将生命及财物损失降到最低点。智能化消防系统服务层主要提供算法模型服务和数据管理服务。可以提供消防设备状态识别模型、消防提前预警模型、消防报警模型、消防安全评估模型；可提供数据治理、数据监督、数据结构化处理以及数据分类等功能。在消防物联网主机部署信息采集装置，利用物联网动态感知技术，获取各设备的运行参数。并自动实时传输到消防管理系统。消防管理系统对收集的信息进行处理分析，得出各设备设施的运行状况，当被监测消防设施发生故障或状态不正常时，消防管理系统发出故障告警指令，同时联动视频监控系统。方便管理人员远程确认故障状况并及时处理，节约故障恢复时间。构建火灾提前预警模型，消防物联网主机实时接收来消防系统收集的被监测环境消防指标数据。当被监测区域环境指标超出正常范围时候。向监控中心提前发起预警,以弹窗的形式进行告警。告警的同时可联动告警位置关联的安防视频。方便管理人员远程查看现场情况、进一步采取相应措施。火灾提前预警机制可帮助管理人员有效消除火灾发生的各种隐患，很大程度减少火灾带来的损失。构建火灾报警模型，当被监测区域发生火灾时，消防系统将信息发动到报警装置。报警装置发起火灾警报，联动自动灭火装置，同时将报警信息发送给物联网主机，物联网主机根据报警的具体情况将告警信息发动到消防监控中心，同时联动发生火灾的安防视频。方便管理人员远程掌握火灾情况，为消防时间远程指挥、实施远程灭火提供的智慧化方案。构建消防安全评估模型消，通过收集设备运行状态、监测环境消防指标等数据，多层次、多维度综合评价消防安全水平，评价的维度包括：设备运行状况、巡检完成情况、隐患整改情况等多个方面。

结语

针对多站融合模式下数据中心的智慧消防联动系统进行了软硬件设计，以LoRa无线通信作为整个系统的通信方式，简化了传统消防的布线任务。该系统通过探测部分以及消防控制部分的有效联动，对数据中心的消防安全保障具有重要意义。

参考文献

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