王晶晶
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

【摘要】本文結(jié)合當(dāng)今宏觀經(jīng)濟(jì)局勢(shì)與用戶(hù)側(cè)電力需求發(fā)展前景的趨勢(shì)研判，簡(jiǎn)明闡述未來(lái)配電房運(yùn)維的智能化發(fā)展趨勢(shì)并分析了傳統(tǒng)配電房運(yùn)維中普遍存在的問(wèn)題與缺陷。為了給用戶(hù)提供一個(gè)更安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、智能的配電房管理系統(tǒng)， 解決配電房運(yùn)維中存在的問(wèn)題，我司提供了智慧電力運(yùn)維管理云平臺(tái)方案，云平臺(tái)采用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等流行技術(shù)開(kāi)發(fā)。云平臺(tái)通過(guò)高算力邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)將智能儀表與傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化處理后以有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式上傳到云服務(wù)器統(tǒng)一存儲(chǔ)，并通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用能情況分析、設(shè)備的精益管理、任務(wù)的合理調(diào)度、月度報(bào)表展示等功能，以此來(lái)達(dá)到幫助用戶(hù)分析變電所運(yùn)行環(huán)境，減少故障停電時(shí)間，保障電網(wǎng)穩(wěn)定供電與設(shè)備安全運(yùn)行的目的。
                                                                                                                                                                                                                                      【關(guān)鍵詞】配電房運(yùn)維；云平臺(tái)；邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)；智能化；運(yùn)維管理；

1 引言
       改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)全社會(huì)用電量伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，用電總量位居世界前列，人均用電水平也實(shí)現(xiàn)了大幅跨越。十四五規(guī)劃將堅(jiān)持供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，堅(jiān)持實(shí)施擴(kuò)大內(nèi)需戰(zhàn)略，推動(dòng)形成以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局，同時(shí)，在近年來(lái)環(huán)保、資源等因素約束下，中國(guó)電能替代電量也呈逐年上升態(tài)勢(shì)，對(duì)全社會(huì)用電量產(chǎn)生了較大的拉動(dòng)作用。種種跡象都在表明未來(lái)電力需求的不斷提升，為此，做好電力運(yùn)維工作和維護(hù)好配電房設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行就顯得非常重要。

2 市場(chǎng)現(xiàn)狀
       隨著電力系統(tǒng)需求的不斷升級(jí)與政策的不斷優(yōu)化,為了提前消除事故隱患,防止配電房事故發(fā)生,減少因此而造成的非計(jì)劃停電及電量損失,供電企業(yè)正在不斷規(guī)范加強(qiáng)監(jiān)測(cè)配電房?jī)?nèi)的設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行與用電檢查。而配電房的管理水平大多受制于客戶(hù)本身的電氣設(shè)備專(zhuān)業(yè)能力、生產(chǎn)過(guò)程需求或特殊保障需求,也需要質(zhì)量、服務(wù)及價(jià)格相匹配的專(zhuān)業(yè)力量來(lái)支撐,在開(kāi)放的市場(chǎng)環(huán)境下?lián)碛信潆姺繖?quán)限的客戶(hù)的服務(wù)體驗(yàn)（選擇度、滿(mǎn)意度）至關(guān)重要。目前,除了個(gè)別商業(yè)樓宇及大規(guī)模工商企業(yè)會(huì)有專(zhuān)門(mén)的維護(hù)電工值班之外,大部分工商企業(yè)受飛漲的人力成本影響,其配電房的安全運(yùn)維工作都十分薄弱,甚至有很多的用戶(hù)數(shù)年都未對(duì)其配電房進(jìn)行過(guò)任何巡檢,安全隱患叢生、設(shè)備損耗導(dǎo)致用電成本增加,同時(shí)也產(chǎn)生了各種安全隱患。
       為提高配電房的智能運(yùn)維水平,實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維、多端監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、用電分析和異常告警等功能, 我司提供了配電房運(yùn)維和智能運(yùn)維平臺(tái)相結(jié)合的AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)方案。協(xié)助用戶(hù)監(jiān)測(cè)配電房?jī)?nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)故障實(shí)時(shí)報(bào)警及無(wú)人值守,消除人工運(yùn)維盲區(qū),保障設(shè)備運(yùn)行安全,降低運(yùn)維管理成本。同時(shí),通過(guò)故障告警信息分析,結(jié)合遠(yuǎn)程巡檢等工作流程及作業(yè)表單,一方面實(shí)現(xiàn)了故障及時(shí)感知、故障快速處理,另一方面實(shí)現(xiàn)了故障的提前預(yù)警,提高專(zhuān)變電房運(yùn)維工作效率,并降低因故障停電造成的損失,實(shí)現(xiàn)了變配電房運(yùn)行管理的專(zhuān)業(yè)化、智能化、可視化。

3 安科瑞變電所運(yùn)維云平臺(tái)整體方案
       AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等多種信息化手段和綜合管理策略為用戶(hù)提供安全的變電所線(xiàn)上線(xiàn)下運(yùn)維監(jiān)控服務(wù)。
       平臺(tái)使用高算力邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)將智能儀表與傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化處理后以有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式上傳到云服務(wù)器統(tǒng)一存儲(chǔ)。通過(guò)平臺(tái)提供的電能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用能情況分析、設(shè)備精益管理、任務(wù)運(yùn)維調(diào)度、月度報(bào)表展示、環(huán)境視頻監(jiān)控等功能，可協(xié)助用戶(hù)達(dá)到分析變電所運(yùn)行環(huán)境、減少故障停電時(shí)間、保障電網(wǎng)穩(wěn)定供電與設(shè)備安全運(yùn)行的目的。
       AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，平臺(tái)可以部署在用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)的硬件服務(wù)器上，也可以部署在用戶(hù)租賃的云服務(wù)器（如阿里云、騰訊云、華為云等）。

系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

       變配電室裝設(shè)一套智能網(wǎng)關(guān)，采集變電室智能設(shè)備的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換、壓縮加密后定時(shí)上傳或觸發(fā)式上傳平臺(tái)，平臺(tái)可完成對(duì)變配電室內(nèi)所有智能設(shè)備完成數(shù)據(jù)交換，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站內(nèi)變壓器、斷路器等重要運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變配電室內(nèi)各回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)及環(huán)境溫度等數(shù)字量；通訊管理單元與廠(chǎng)內(nèi)局域網(wǎng)連接，把數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)界面。
       系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。
       感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測(cè)裝置、攝像頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設(shè)備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。
       傳輸層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至指/定的服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
       應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個(gè)則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。
        展示層：用戶(hù)通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)信息。

           

站點(diǎn)監(jiān)測(cè)
        站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。

變壓器狀態(tài)
        變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

運(yùn)維界面
        運(yùn)維界面展示當(dāng)前用戶(hù)管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

配電圖
        配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢(xún)。

視頻監(jiān)控
        視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視頻直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

電力運(yùn)行報(bào)表

        電力運(yùn)行報(bào)表顯示選定站所選定設(shè)備各回路指/定采集間隔運(yùn)行參數(shù)和電能抄表的實(shí)時(shí)值及、平均值行統(tǒng)計(jì)。

報(bào)警信息
        對(duì)平臺(tái)所有報(bào)警信息進(jìn)行分析。

任務(wù)管理
        任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

用戶(hù)報(bào)告
        用戶(hù)報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報(bào)警事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)缺陷及處理情況。

APP監(jiān)測(cè)
      3.12 APP支  電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶(hù)報(bào)告"七大模塊，支持一次圖、需量、值、用電量、視頻、曲線(xiàn)、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢(xún)，設(shè)備檔案查詢(xún)、待辦事件處理、巡檢記錄查詢(xún)、用戶(hù)報(bào)告、文檔管理等。

5 適用產(chǎn)品

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧波. 配電網(wǎng)專(zhuān)變電房智能運(yùn)維技術(shù)平臺(tái)研究[D].廣東工業(yè)大學(xué),2020.DOI:10.27029/d.cnki.ggdgu.2020.001859.

[2]龔魁武,聞成勝,趙正軍. 配電智能運(yùn)維在用電服務(wù)中的探索與實(shí)踐[C]//.智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展報(bào)告（2018）.,2018:418-431+477-478.DOI:10.26914/c.cnkihy.2018.016130.

[3]劉青,張莉莉,李江濤,張成龍,譚顯東,張凱,郭威.“十四五"期間中國(guó)電力需求增長(zhǎng)趨勢(shì)研判[J].中國(guó)電力,2022,55(01):214-219.