安科瑞 陳聰

【摘要】本文介紹了在社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的背景下，用戶對(duì)10kV變電所的電力系統(tǒng)有了越來越高的要求，系統(tǒng)的復(fù)雜度在不斷提高，而電網(wǎng)運(yùn)維管理的難度也在逐步加大，為了幫助用戶合理管理變電所和配電系統(tǒng)，自動(dòng)化、智能化、的電力運(yùn)維管理云平臺(tái)是未來電力相關(guān)企業(yè)發(fā)展的要趨勢(shì)。而我司通過提供現(xiàn)代化智能構(gòu)建方案——變電所運(yùn)維云平臺(tái)，在各類智能傳感器、儀表與設(shè)備的基礎(chǔ)上，以信息化手段實(shí)現(xiàn)了用能監(jiān)測、實(shí)時(shí)報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、月度報(bào)告、運(yùn)維管理、用電分析、設(shè)備控制等功能，切實(shí)解決了傳統(tǒng)運(yùn)維系統(tǒng)中存在的痛點(diǎn)和缺陷，降低了變電所的運(yùn)維成本、簡化了運(yùn)維流程、提升了運(yùn)維效率。

【關(guān)鍵詞】10kV變電所；電力運(yùn)維；云平臺(tái)；用電分析；環(huán)境監(jiān)測； 

1 引言

電力是關(guān)系國計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力供應(yīng)和安全事關(guān)國家安全戰(zhàn)略，事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局。“十三五”文件明確表示，十三五是深化改革的攻堅(jiān)期，也是電力工業(yè)加速轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要機(jī)遇期。同時(shí)，根據(jù)近年來中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)、電力設(shè)計(jì)規(guī)劃總院等發(fā)布的相關(guān)報(bào)告可知，我國能源消費(fèi)以持續(xù)增長態(tài)勢(shì)穩(wěn)定發(fā)展。由此可知，我國電力行業(yè)和電力系統(tǒng)是在不斷發(fā)展完善的，其規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，而配電相關(guān)設(shè)備又是電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，努力提高電網(wǎng)安全運(yùn)行能力、維護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定成為能源安全的然要求。龐大的電網(wǎng)規(guī)模和輸變電設(shè)備存量，使得電力系統(tǒng)智能運(yùn)維成為保證電力設(shè)備健康安全運(yùn)行的要手段。

2 市場現(xiàn)狀

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷提升與發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、合理性、易用性需求在不斷地攀升中，同時(shí)為了緩和日益突出的能源問題，各地開始重視起電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及節(jié)能增效管理工作，而變配電站的供電可靠性是企業(yè)正常運(yùn)作的重要保障，它的運(yùn)行維護(hù)工作也越來越受到重視。

但由于變電所站點(diǎn)分散，運(yùn)維企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)的統(tǒng)一管理需要投入大量資源，而運(yùn)維人員的人工成本又較高，合理調(diào)度人力資源的問題就尤為突出。同時(shí)為了合理監(jiān)測變電所的運(yùn)行情況，變電所內(nèi)通常安裝了各種電氣設(shè)備，這些設(shè)備的品牌多、型號(hào)雜、維護(hù)難。而且很多變電所安裝的設(shè)備老舊，對(duì)運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，對(duì)于一些傳統(tǒng)的機(jī)械式表計(jì)還需要人工完成抄表工作，人員的工作量龐大。后變電所的各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)整體分析，用戶缺乏對(duì)自己站點(diǎn)狀況的合理認(rèn)知。這些都是市場的傳統(tǒng)運(yùn)維中存在的種種不便，為了解決以上缺陷，提升變電所運(yùn)維的智能化程度，切實(shí)滿足用戶對(duì)于現(xiàn)代化運(yùn)維方式的需求，我司提供了安全、可靠、的現(xiàn)代化智能運(yùn)維平臺(tái)構(gòu)建方案。

3 產(chǎn)品方案

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提供安全的變電所線上線下運(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/無線的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式上傳到云服務(wù)器統(tǒng)一存儲(chǔ)。通過平臺(tái)提供的電能實(shí)時(shí)監(jiān)測、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)可以部署在用戶購買的硬件服務(wù)器上，也可以部署在用戶租賃的云服務(wù)器（如阿里云、騰訊云、華為云等）。云服務(wù)器所需資源如下(推薦)：

自購服務(wù)器架設(shè)私有云推薦配置：

系統(tǒng)拓撲結(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；通訊管理單元與廠內(nèi)局域網(wǎng)連接，把數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)處理端。

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)測裝置、攝像頭、開關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設(shè)備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

傳輸層：包含現(xiàn)場智能網(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)，并通過交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至相應(yīng)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)庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器須具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過來的數(shù)據(jù)。

展示層：用戶通過手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺(tái)信息。

4 核心功能

用能月報(bào)

用能月報(bào)支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號(hào)等查詢所管理站所的用電量，大查詢跨度為月。

站點(diǎn)監(jiān)測

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

運(yùn)維展示當(dāng)前用戶管理的有關(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。

視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面（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)備各回路相應(yīng)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。

用戶報(bào)告

用戶報(bào)告頁面主要用于對(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)的各類缺陷及處理情況。

APP監(jiān)測

    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“用戶報(bào)告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。

5 適用產(chǎn)品

參考文獻(xiàn)：

[1] 張國兵, 馮明利, 管霄. 我國變電站設(shè)計(jì)的研究與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 科技與生活, 2011(17):210-210.

[2] 李斌. 智能變電站技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 華北電力大學(xué)(北京), 2011

[3] 李江輝. 10kV變電所自動(dòng)構(gòu)建研究[D]. 華東交通大學(xué).