摘 要： 随着信息化社会的快速发展，城市电网的智能化运维水平要求越来越高，变电站通信机房市是变电站智能化运维的神经中枢，但是通信机房的动力环境监测不足，站内空调运行监控空白，变电站机房空调长期运行，空调存在宕机和不制冷等故障隐患，一旦空调不能正常工作，轻则导致服务器过热宕机重则影响电力网络的正常运行。本文通过分析变电站空调的运行需求的基础上，研制一种基于游离态技术的变电站空调智能控制终端，实时监控变电站机房空调运行状态，保障无人值守变电站的安全运行。
1.背景
由于目前大部分变电站为无人职守的变电站，站内机房空调运行监测空白，巡检人员不能及时获取到站内空调异常的告警信息。因此给变电站站内空调维护带来了难度，变电站机房空调长期运行，空调存在宕机和不制冷等故障隐患，一旦空调不能正常工作，轻则导致服务器过热宕机，重则影响电力网络的正常运行。2017年8月份乐视服务器大面积宕机，导致乐视网上传的资料都无法看到，2018年7月某IDC服务商机房宕机，导致某事业银行服务中段；以上两起事故其主要原因是机房内电力负荷过高，造成配电柜开关跳闸，供电中断，空调停止运行，生产机房温度升高导致服务器大面积宕机；据不完全统计，110~220kV变电站每年夏季空调宕机次数高达5%，导致空调宕机的原因主要是滤网异物堵塞、空调运行时间过长等。
传统预防空调宕机依靠人工定期巡视，由于人工巡视属于被动防护，再加上变电站覆盖面积广泛，无法时刻做到人工巡视全覆盖，所以，变电站空调宕机事件不能避免，而且在空调宕机后很难立即发现。
2.国内对变电站机房的监控技术研究
通过调研大量的资料，国内目前对变电站空调的宕机防护没有较好的技术手段，大部分采取人工巡视，这种被动式、间歇式的管理模式无法应对当前变电站无人值守空调宕机的威胁。国内有相关技术在其他领域应用较为成熟，如果把这些先进技术通过技术深入研究、整合，应用在变电站空调智能控制领域，将取得非常完善的成果。
2.1.智能空调监控方法
目前主控中心机房和办公大楼机房采用，主要是在设计时将传感模块、通信模块、自动控制模块等与空调进行一体化集成应用，研制出智能空调，实现机房的智能化监控与管理。存在的问题：
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2.2.空调集成控制箱监控方法
目前有部分变电站机房安装了空调集成控制箱，实现远程对空调的开关。存在的问题：
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3.研究内容
原理阐述：基于游离态技术的空调智能控制终端采用自学习、自配置、自适应等技术部署在空调附近，实现单体空调的一对一控制，正常使用时可通过内置电池或者外接220V电源供电；提供网口、串口或其他通信方式，通过外接电脑或手机对其进行控制参数的设置或修改。完成设置后，空调智能控制终端能够独立运行，通过温度模块监测环境温度，当环境温度超过或者低于设定的范围，立即通过红外遥控器控制空调的开关，将空调重启并调节至设定温度。
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3.1.采用人工智能自学习方法和游离态技术，实现不同类型的空调一对一智能控制
将电网常见的20多种空调类型红外发射码内置到空调控制终端，建立空调匹配控制库，手动调整不同的空调型号的红外发射码按钮，匹配对应的空调型号，一旦匹配成功，人工智能自学习模块自动进行记忆储存，实现空调控制终端对空调的一对一点式控制，每个变电站的空调就形成游离态的终端，后台运维人员单独配置的专业手机就可以实现这些游离态空调的综合控制。
3.2. 基于智能处理技术，开展空调的智能监控研究
基于智能处理技术，研发智能模块，该模块主要由温度信息接收、温度判断、温度指令控制三部分。把用户预设的温度和当前实际温度做比较，根据模式识别和现场供电情况使用核心算法得出最终是否执行的结论。如需调整温度，将发出调整空调温度的执行指令。并实时跟踪环境温度变化。
3.3.基于蓝牙5.1技术，开展空调终端与电源模块的信息传输研究
在蓝牙5.0的基础上升级到蓝牙5.1，实现了短距离内空调控制终端与电源模块之间的智能信息交互，并基于蓝牙5.1双极定位技术，实现空调位置的智能化定位管理。第一步，当智能空调控制终端检测到机房内环境温度不在22~26℃时，即通过信号触发智能空调控制终端进行空调重启；第二步，5分钟后再进行检测发现环境温度依旧不在22~26℃时，通过短距离蓝牙通信技术实现空调控制终端到电源模块的通信，通知电源进行断电5分钟的操作；第三步，电源通电后，再进行机房环境温度的检测，如果依旧不在22~26℃时，电源模块内的无线发射模块将通过GPRS短信包的形式发送故障信息到运维人员手机，报告变电站空调异常。
3.4. 采用小电容储能模块，实现断电下的信号传输
采用小电容储能电路，实现在断电时空调控制终端能长时间工作，并将断电信号通过无线发射模块上传运维人员手机。
3.5. 预留蓝牙5.1通信接口，开展变电站机房新业务的扩展
变电站机房智能控制终端预留蓝牙5.1通信接口，后期可扩展站内UPS电源监测、运行环境（温湿度、水浸、烟感等）、风机的智能监控、以及设备的标识和定位管理等。
4.现场应用情况
在鹤壁供电公司110千伏淇滨和卫河进行应用，开展基于游离态技术的智能空调控制终端的研究与应用。转变了传统的人员巡视工作方式，减轻变电站运维人员工作量，及时预警空调预警隐患，减少变电站机房设备由于空调异常导致的风险。
5.总结
由于变电站机房的空调品牌不一，需要空调智能控制终端具有自学习功能，能够通过简单操作来实现对市面上常见品牌空调的控制。空调智能控制终端的安装方式需要灵活、稳定，反应需要及时、灵敏，在无电源供电的情况下具备长时间续航能力。空调智能控制终端需要长时间运行，为了保证其连续运行，在出现死机关机等故障时，需要具备自恢复功能，确保不影响对空调的控制。通过变电站空调控制终端进行实时监控，当机房空调出现异常情况时，智能空调控制终端进行实时操作，并将异常信息上报运维人员，实现变电站机房空调的稳定运行，为电网安全管理、可靠运行和量化管理提供保障；对项目工作成果提炼总结，形成鹤壁市地区变电站通信机房管理项目经验，可为省内其他地市的通信机房安全运行管理工作提供借鉴。
参考文献
[1] 刘翠风，BACnet空调控制终端设计，仪器仪表用户第24卷第五期，2017.
[2] 刘少强，现代传感器技术面向物联网应用，电子工业出版社，2010.
[3]段仲达，一种基于物联网的智能空调管理系统，世界科学，2015.
[4] HM-BT4501蓝牙（BLE）模块，http://www.hoperf.cn/modules/ble/HM-BT4501.html.
[5] 最新蓝牙5.1标准，https://download.csdn.net/download/wb2kxb78/10975759.