如何實現(xiàn)更、智能的配電房運維

劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

【摘要】本文結合當今宏觀經(jīng)濟局勢與用戶側電力需求發(fā)展前景的趨勢研判，簡明闡述未來配電房運維的智能化發(fā)展趨勢并分析了傳統(tǒng)配電房運維中普遍存在的問題與缺陷。為了給用戶提供一個更、穩(wěn)定、經(jīng)濟、智能的配電房管理系統(tǒng)， 解決配電房運維中存在的問題，我司提供了智慧電力運維管理云平臺方案，云平臺采用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信技術、云計算、大數(shù)據(jù)分析等流行技術開發(fā)。云平臺通過高算力邊緣計算網(wǎng)關將智能儀表與傳感器采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化、標準化處理后以有線/無線的網(wǎng)絡傳輸模式上傳到云服務器統(tǒng)一存儲，并通過平臺實現(xiàn)對電能在線實時監(jiān)測、用能情況分析、設備的精益管理、任務的合理調度、月度報表展示等功能，以此來達到幫助用戶分析變電所運行環(huán)境，減少故障停電時間，保障電網(wǎng)穩(wěn)定供電與設備運行的目的。
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

【關鍵詞】配電房運維；云平臺；邊緣計算網(wǎng)關；智能化；運維管理；

1 引言
       改革開放以來，中國全社會用電量伴隨經(jīng)濟社會發(fā)展實現(xiàn)了快速增長，用電總量位居世界前列，人均用電水平也實現(xiàn)了大幅跨越。十四五規(guī)劃將堅持供給側結構性改革，堅持實施擴大內需戰(zhàn)略，推動形成以國內大循環(huán)為主體、國內國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局，同時，在近年來環(huán)保、資源等因素約束下，中國電能替代電量也呈逐年上升態(tài)勢，對全社會用電量產(chǎn)生了較大的拉動作用。種種跡象都在表明未來電力需求的不斷提升，為此，做好電力運維工作和維護好配電房設備的穩(wěn)定運行就顯得非常重要。

2 市場現(xiàn)狀
       隨著電力系統(tǒng)需求的不斷升級與政策的不斷優(yōu)化,為了提前事故隱患,防止配電房事故發(fā)生,減少因此而造成的非計劃停電及電量損失,供電企業(yè)正在不斷規(guī)范加強監(jiān)測配電房內的設備穩(wěn)定運行與用電檢查。而配電房的管理水平大多受制于客戶本身的電氣設備專業(yè)能力、生產(chǎn)過程需求或特殊保障需求,也需要質量、服務及價格相匹配的專業(yè)力量來支撐,在開放的市場環(huán)境下?lián)碛信潆姺繖嘞薜目蛻舻姆阵w驗（選擇度、滿意度）至關重要。目前,除了個別商業(yè)樓宇及大規(guī)模工商企業(yè)會有專門的維護電工值班之外,大部分工商企業(yè)受飛漲的人力成本影響,其配電房的運維工作都十分薄弱,甚至有很多的用戶數(shù)年都未對其配電房進行過任何巡檢,隱患叢生、設備損耗導致用電成本增加,同時也產(chǎn)生了各種隱患。
       為提高配電房的智能運維水平,實現(xiàn)智能運維、多端監(jiān)測、遠程控制、用電分析和異常告警等功能, 我司提供了配電房運維和智能運維平臺相結合的AcrelCloud-1000變電所運維云平臺方案。協(xié)助用戶監(jiān)測配電房內的設備運行狀態(tài)、實現(xiàn)故障實時報警及無人值守,人工運維盲區(qū),保障設備運行,降低運維管理成本。同時,通過故障告警信息分析,結合遠程巡檢等工作流程及作業(yè)表單,一方面實現(xiàn)了故障及時感知、故障快速處理,另一方面實現(xiàn)了故障的提前預警,提高專變電房運維工作效率,并降低因故障停電造成的損失,實現(xiàn)了變配電房運行管理的專業(yè)化、智能化、可視化。

3 安科瑞變電所運維云平臺整體方案
       AcrelCloud-1000變電所運維云平臺，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信技術、云計算、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提供的變電所線上線下運維監(jiān)控服務。
       平臺使用高算力邊緣計算網(wǎng)關將智能儀表與傳感器采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化、標準化處理后以有線/無線的網(wǎng)絡傳輸模式上傳到云服務器統(tǒng)一存儲。通過平臺提供的電能實時監(jiān)測、用能情況分析、設備精益管理、任務運維調度、月度報表展示、環(huán)境視頻監(jiān)控等功能，可協(xié)助用戶達到分析變電所運行環(huán)境、減少故障停電時間、保障電網(wǎng)穩(wěn)定供電與設備運行的目的。
       AcrelCloud-1000變電所運維平臺采用分層分布式結構進行設計，平臺可以部署在用戶購買的硬件服務器上，也可以部署在用戶租賃的云服務器（如阿里云、騰訊云、華為云等）。

系統(tǒng)拓撲結構如下：

       變配電室裝設一套智能網(wǎng)關，采集變電室智能設備的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉換、壓縮加密后定時上傳或觸發(fā)式上傳平臺，平臺可完成對變配電室內所有智能設備完成數(shù)據(jù)交換，能實時監(jiān)測變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的運行狀態(tài)；實時監(jiān)測變配電室內各回路的運行數(shù)據(jù)及環(huán)境溫度等數(shù)字量；通訊管理單元與廠內局域網(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)測裝置、攝像頭、開關量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)關RS485端口。
       傳輸層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關和交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據(jù)存儲，并通過交換機把數(shù)據(jù)上傳至對應的服務器端口，網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)可存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。
       應用層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，若變電所數(shù)量小于30個則應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器可以合一配置。服務器要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關主動傳送過來的數(shù)據(jù)。
        展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。

           

站點監(jiān)測
        站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

變壓器狀態(tài)
        變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

運維界面
        運維界面展示當前用戶管理的有關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關狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數(shù)查詢。

視頻監(jiān)控
        視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。

電力運行報表
        電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數(shù)和電能抄表的實時值及、平均值行統(tǒng)計。

報警信息
        對平臺所有報警信息進行分析。

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

用戶報告
        用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報警事件等進行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。

APP監(jiān)測
      3.12 APP支  電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊，支持一次圖、需量、值、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。

5 適用產(chǎn)品

參考文獻：

[1]鄧波. 配電網(wǎng)專變電房智能運維技術平臺研究[D].廣東工業(yè)大學,2020.DOI:10.27029/d.cnki.ggdgu.2020.001859.

[2]龔魁武,聞成勝,趙正軍. 配電智能運維在用電服務中的探索與實踐[C]//.智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展報告（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"期間中國電力需求增長趨勢研判[J].中國電力,2022,55(01):214-219.

作者介紹：
劉細鳳，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。