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10kV變電所運(yùn)維平臺(tái)的現(xiàn)代化智能構(gòu)建方案

更新時(shí)間：2022-07-19

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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(hù)對(duì)10kV變電所的電力系統(tǒng)有了越來(lái)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(hù)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(lái)電力相關(guān)企業(yè)發(fā)展的要趨勢(shì)。而我司通過(guò)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(lèi)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(cè)、實(shí)時(shí)報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、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(jiǎn)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(cè)；

1 引言

電力是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力供應(yīng)和安全事關(guān)國(guó)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(lái)中國(guó)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(guó)能源消費(fèi)以持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)穩(wěn)定發(fā)展。由此可知，我國(guó)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(chǎng)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)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(wèn)題，各地開(kāi)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(lái)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(wèn)題就尤為突出。同時(shí)為了合理監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)整體分析，用戶(hù)缺乏對(duì)自己站點(diǎn)狀況的合理認(rèn)知。這些都是市場(chǎng)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(mǎn)足用戶(hù)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(hù)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(wú)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(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）。云服務(wù)器所需資源如下(推薦)：

自購(gòu)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(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(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(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)器須具備固定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問(wèn)平臺(tái)信息。

4 核心功能

用能月報(bào)

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

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、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

運(yùn)維展示當(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(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)

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、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(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。