10kV變電所運維平臺的現代化智能構建方案

【摘要】本文介紹了在社會(huì )經(jīng)濟水平不斷提升的背景下，用戶(hù)對10kV變電所的電力系統有了越來(lái)越高的要求，系統的復雜度在不斷提高，而電網(wǎng)運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，自動(dòng)化、智能化、的電力運維管理云平臺是未來(lái)電力相關(guān)企業(yè)發(fā)展的要趨勢。而我司通過(guò)提供現代化智能構建方案——變電所運維云平臺，在各類(lèi)智能傳感器、儀表與設備的基礎上，以信息化手段實(shí)現了用能監測、實(shí)時(shí)報警、環(huán)境監測、視頻監控、月度報告、運維管理、用電分析、設備控制等功能，切實(shí)解決了傳統運維系統中存在的痛點(diǎn)和缺陷，降低了變電所的運維成本、簡(jiǎn)化了運維流程、提升了運維效率。

【關(guān)鍵詞】10kV變電所；電力運維；云平臺；用電分析；環(huán)境監測； 

1 引言

    電力是關(guān)系國計民生的基礎產(chǎn)業(yè)，電力供應和安全事關(guān)國家安全戰略，事關(guān)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全局?！笆?文件明確表示，十三五是深化改革的攻堅期，也是電力工業(yè)加速轉型發(fā)展的重要機遇期。同時(shí)，根據近年來(lái)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )、電力設計規劃總院等發(fā)布的相關(guān)報告可知，我國能源消費以持續增長(cháng)態(tài)勢穩定發(fā)展。由此可知，我國電力行業(yè)和電力系統是在不斷發(fā)展完善的，其規模也在不斷擴大，而配電相關(guān)設備又是電網(wǎng)穩定可靠運行的關(guān)鍵，努力提高電網(wǎng)安全運行能力、維護電力系統安全穩定成為能源安全的然要求。龐大的電網(wǎng)規模和輸變電設備存量，使得電力系統智能運維成為保證電力設備健康安全運行的要手段。

2 市場(chǎng)現狀

    隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的不斷提升與發(fā)展，各行各業(yè)對電力系統的穩定性、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)始重視起電力系統的穩定運行及節能增效管理工作，而變配電站的供電可靠性是企業(yè)正常運作的重要保障，它的運行維護工作也越來(lái)越受到重視。

    但由于變電所站點(diǎn)分散，運維企業(yè)為了實(shí)現站點(diǎn)的統一管理需要投入大量資源，而運維人員的人工成本又較高，合理調度人力資源的問(wèn)題就尤為突出。同時(shí)為了合理監測變電所的運行情況，變電所內通常安裝了各種電氣設備，這些設備的品牌多、型號雜、維護難。而且很多變電所安裝的設備老舊，對運行環(huán)境的監測量遠遠不夠，對于一些傳統的機械式表計還需要人工完成抄表工作，人員的工作量龐大。后變電所的各項監測數據不能實(shí)現整體分析，用戶(hù)缺乏對自己站點(diǎn)狀況的合理認知。這些都是市場(chǎng)的傳統運維中存在的種種不便，為了解決以上缺陷，提升變電所運維的智能化程度，切實(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)對于現代化運維方式的需求，我司提供了安全、可靠、的現代化智能運維平臺構建方案。

3 產(chǎn)品方案

    AcrelCloud-1000變電所運維云平臺，利用現代互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、云計算、大數據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)下運維監控服務(wù)。

    平臺使用高算力邊緣計算網(wǎng)關(guān)將智能儀表與傳感器采集的數據進(jìn)行統一化、標準化處理后以有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )傳輸模式上傳到云服務(wù)器統一存儲。通過(guò)平臺提供的電能實(shí)時(shí)監測、用能情況分析、設備精益管理、任務(wù)運維調度、月度報表展示、環(huán)境視頻監控等功能，可協(xié)助用戶(hù)達到分析變電所運行環(huán)境、減少故障停電時(shí)間、保障電網(wǎng)穩定供電與設備安全運行的目的。

    AcrelCloud-1000變電所運維平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，平臺可以部署在用戶(hù)購買(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)：  

自購服務(wù)器架設私有云推薦配置：

系統拓撲結構如下： 

    變配電室裝設一套智能網(wǎng)關(guān)，采集變電室智能設備的數據，經(jīng)過(guò)協(xié)議轉換、壓縮加密后定時(shí)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據交換，能實(shí)時(shí)監測變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的運行狀態(tài)；實(shí)時(shí)監測變配電室內各回路的運行數據及環(huán)境溫度等數字量；通訊管理單元與廠(chǎng)內局域網(wǎng)連接，把數據傳至數據處理端。

    系統可分為四層：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、溫濕度監測裝置、攝像頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

    傳輸層：包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據，并可進(jìn)行規約轉換，數據存儲，并通過(guò)交換機把數據上傳至服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據可存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

    應用層：包含應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器，若變電所數量小于30個(gè)則應用服務(wù)器和數據庫服務(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(guò)來(lái)的數據。

    展示層：用戶(hù)通過(guò)手機、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺信息。

4 核心功能

    用能月報

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

    站點(diǎn)監測

    站點(diǎn)監測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時(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、負荷率、等運行狀態(tài)數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

    運維

    運維展示當前用戶(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)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率、等詳細運行參數查詢(xún)。

    視頻監控

    視頻監控展示了當前實(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和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統計。

    報警信息

    對平臺所有報警信息進(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)報告

    用戶(hù)報告頁(yè)面主要用于對選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進(jìn)行統計分析，并列出在該周期內巡檢時(shí)發(fā)現的各類(lèi)缺陷及處理情況。

    APP監測

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

5 適用產(chǎn)品

編輯：安科瑞 孫斌

公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司