智慧燃气管网监控预警系统探析

关键词：智慧燃气、智能管网、智慧燃气系统、智能燃气、燃气监控、数据挖掘

“智慧城市”是我国当前城市发展的新理念，“智慧城市”离不开天然气等清洁能源的普及和发展，在这一理念的指引下，我国城市的燃气使用普及率和使用范围都得到了很大增长。工业、发电、空调、供暖、汽车燃料等很多行业都引入了天然气这一清洁燃料。在这一背景下，集团的运营安全、能源的利用效率和用户体验等都面临着新的课题。

在天然气的使用中，最需要引起运营公司重视的是安全管理问题。因为燃气管网遍布城市各个角落，管理和运营都相当复杂，燃气爆炸、爆燃时有发生，这不仅对燃气企业的声誉造成不良影响，而且还会造成大量人员伤亡和财产损失。城镇燃气管网中的调压箱、燃气闸井、调压站等管网基础设备数量庞大，分布在城市各个角落，依靠人工巡检对这些设备进行维护不但不能及时发现设备隐患，而且会消耗大量的人力资源。物联网技术的发展和应用，不但可以降低燃气网络的运营和维护成本，还可以提高运营效率。燃气管网的监控预警、应急抢险和巡检维护在物联网技术的参与下都向着智慧化方向发展。

燃气行业现状

目前燃气行业普遍应用的是基于PC机Windows平台的SCADA上位机系统，这些系统在功能上有自己明显的缺陷，归纳起来主要有以下几点:a.数据的采集速度较慢。b.没有GIS功能。c.缺乏高效能的控制任务调度算法的支持。d.与企业MIS系统的结合性能有待提高。e.追忆系统事故的能力较差。f.网络通信不透明，不能对接现代企业基于局域网的网状层次结构的监控管理系统。g.面对国内的需要，这些系统的性能有待提高。

系统简介

通过SCSDA系统对燃气管网进行智慧化监控、预警、调度及控制。不仅降低了企业的运营成本，燃气管网的安全系数和企业的运营能力也得到了加强。该系统的最大优势就是可以对燃气管网进行全方位监控。有专门的设备检测管道的压力、流量和温度。在重要的场所，也有专门的设备对红外、泄漏和金属进行检测，并有视频监控。另外也可以对阀门、电源等重要设备进行监控。

燃气SCADA系统为三级分部式数据采集系统，以计算机网络为核心，以调度主控中心、远程站(高/中压调压站、区域和专用调压站、调压箱、阀室)、高压输配门站为主要元素。

三级分部式控制系统:一级负责对系统进行管理控制，对数据进行处理和监控，与之相对应的是主控中心。二级负责对系统过程进行控制，对现场的数据进行采集，对现场设备进行监控，与之相对应的是带有本地站控系统的门站和高中压调压站。三级负责远程监控，与之相对应的是分布于各个管网端站的RTU。

有线或无线的通信网络把该系统有机地结合在一起，从而形成一个完整的数据采集和监控系统。系统通过有线或无线通信网络有机地结合在一起构成一个完整的数据采集和监控系统。公司的管网和场站的工艺流程、控制设备的数据、天然气的流量等工艺参数通过远程MOTOROLARTU进行采集，远程RTU将采集到的数据上传到调度中心，调度中心再对远程RTU下传数据并下达指令。

系统应用价值有:a.实时监控，监控方式多样，范围广泛。b.支持无线和有线数据传输;c.数据挖掘，预判预警。d.远程控制，提高安全系数。

SCADA实时监控

系统通过SCADA系统接入可以实时监控门站或者场站内所有设备的运行状况，并在设备发生异常(如压力超过预警值、温度超过预警值、流量超过预警值)时，系统自动闪烁报警，并伴随声音报警，通知监控中心。监控中心可以点击报警门站，系统展示门站内工艺流程图，同时在工艺流程图上展示所有设备的状态，如果有报警信息，则在设备显示红色报警，监控中心可以根据实际情况将报警信息推送给巡检员，通知巡检员到现场查看情况并反馈。

数据挖掘分析

历史数据的收集和整理不仅仅是系统运行历史的见证，更重要的是可以对历史数据进行深度挖掘和分析，为未来燃气管网的正常运作提供数据支持，同时对历史数据的分析和总结可以获取燃气管网在某一段时间的运行状况。

峰值计算:通过对一段时间内燃气的流量进行统计分析，可以总结出燃气用气的高峰期，调度人员可以据此更加合理地对整个管网进行管理，节约能源，减少不必要的浪费，增加经济效益。

历史报警信息查询:通过设置一定的条件，查询符合条件的历史报警信息，通过对这些历史报警信息的分析，可得出容易报警的设备，容易产生报警的时间，为设备养护维修工作提供科学的、数字化的依据。

视频实时监控

通过电子地图表现监控点的地理位置、周围重点建筑物、人口分布、商业建筑等，可将接收的监控视频及信号等信息表现于电子地图中，使用户清楚了解监控点的位置、周围环境及实时监控信息。

SCADA监控参数配置

为保证SCADA监控的正常运行，需要设置必要的数据参数，同时需要记录SCADA监控的设备信息、工艺流程图信息、检测项信息等，并在他们之间建立关系，相互作用，协同展示，提供人性化、智能化、数字化的监控界面。

结语

通过SCSDA系统对燃气管网进行智慧化监控、预警、调度及控制。有多种物联网设备对管道的压力、流量和温度进行检测。在重要的场所，也有专门的设备对红外、泄漏、和金属进行检测，并有视频监控。另外也可以对阀门、电源等重要设备进行监控。在降低企业的运营成本的同时，燃气管网的安全系数和企业的运营能力也得到了加强。

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文章来源：能源互联网时代-毕文文
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