電力運維系統(電力運維系統與云平臺廠(chǎng)家)

　　一、運維系統與云平臺研發(fā)背景

     1、電力運維背景

　　電力系統為人們提供生活用電,保障著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,變電工作是電力系統運行的重要內容之一。變電設備比較復雜,容易出現問(wèn)題,檢修工作難度較大,一旦出現故障將會(huì )嚴重影響供電質(zhì)量。因此,電力系統變電運維安全管理與設備維護顯得尤為重要,只有加強運維安全管理,保證設備維護工作的有序進(jìn)行,才能減少故障,提高供電效率。

　　近年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的持續高速發(fā)展，能源問(wèn)題也日益突出，而與此同時(shí)，在市場(chǎng)競爭加劇、整個(gè)經(jīng)濟的發(fā)展趨勢及國家政策的推動(dòng)下，越來(lái)越多的政府機關(guān)開(kāi)始重視變電所節能增效管理工作。

　　據權威部門(mén)統計，目前很多政府機關(guān)在變電所電力系統運行方面都存在不少困難，比如缺乏完善的變電所信息管理工具，沒(méi)有統一有效的能源統計方法，變電所實(shí)際運行情況記錄缺失，無(wú)法對變電所現狀做出匯總分析等。

　　2、項目現狀及存在問(wèn)題

　　現狀：

　　現場(chǎng)變電所400V低壓柜饋線(xiàn)回路為傳統模擬指針表或未帶通訊的數顯儀表，無(wú)法滿(mǎn)足各饋線(xiàn)回路電力參數查看。變電所內未設置煙霧報警、溫濕度報警、水浸報警、視頻監控等，變電所安全隱患高且不能及時(shí)了解變電所內信息。變電所低壓柜饋線(xiàn)回路及所內信息沒(méi)有統一平臺監測，需要人員定時(shí)抄表記錄，脫離國家推出的節能減排政策。

　　存在問(wèn)題：

　　根據現場(chǎng)勘查實(shí)際情況及眾多現場(chǎng)經(jīng)驗分析，預估政府機關(guān)變電所電力運維問(wèn)題如下：

　　變電所未安裝電力儀表導致運維人員對各饋線(xiàn)回路電力參數(電壓、電流、功率、功率因數等)信息不了解，無(wú)法確定電力系統是否正常運行。

　　現有的變電所值班人員都為人工抄表，有以下幾點(diǎn)弊端：

　　1、人工抄表工作量大，首先人工紙質(zhì)記錄，其次出現安全隱患后電話(huà)溝通，缺乏智能化的手段;

　　2、人員巡視頻率低、巡檢任務(wù)無(wú)法定位、巡檢過(guò)程不標準規范;

　　3、工作人員人身安全得不到保障，在工作過(guò)程中發(fā)現漏電、漏水、大火花等問(wèn)題時(shí)如人員逃離不及時(shí)或者處理不當會(huì )直接危及到生命。

　　變電所內安全隱患高缺少所內安全運行信息，如不及時(shí)發(fā)現和處理，會(huì )導致故障范圍擴大，影響整個(gè)政府機關(guān)用電情況。如：線(xiàn)纜溫度檢測、煙霧檢測、斷路器合分閘狀態(tài)檢測、溫濕度檢測、水浸檢測、門(mén)狀態(tài)檢測、視頻監控等。

　　人工運維成本高。目前，一個(gè)變電所配備5-6個(gè)電工維護人員，造成好多電工日常巡檢外無(wú)事可做，既造成人力資源的浪費，同時(shí)造成不必要的費用支出。

　　設備老化導致供電不正常，嚴重影響維護人員工作。例如：線(xiàn)纜老化，刀閘輔助接點(diǎn)不能準確到位，接線(xiàn)端子接觸不良等。這些問(wèn)題有的是設備本身質(zhì)量和工藝方面的原因，有的則是施工、維護變電站設備不到位引起的，特別是在很多設備還不能通過(guò)在線(xiàn)監測裝置獲取運行數據的情況下，極易造成供電故障。

　　現場(chǎng)沒(méi)有統一監測平臺，領(lǐng)導層無(wú)法及時(shí)準確的了解系統運行狀態(tài)，無(wú)法及時(shí)掌握能源消耗成本，不能及時(shí)有效的對變電所問(wèn)題進(jìn)行分析與指導，經(jīng)常導致底層長(cháng)期盲目浪費而無(wú)法自查，上層無(wú)法管理指導。

　　因此，對變電所供電情況和用電安全的實(shí)時(shí)監視就顯得十分重要，同時(shí)建立和完善一體化的計量、監控、分析和管理的系統，能及時(shí)、迅速、準確的獲取變電所內各詳細數據，掌握能耗成本，監控電力系統的運行動(dòng)態(tài)，及時(shí)發(fā)現故障隱患，定期分析各類(lèi)數據報表、對整個(gè)系統的安全性、能源利用率能及時(shí)掌握，制定科學(xué)、合理的電力系統運維流程。

　　二、方案建議

　　針對以上現狀及問(wèn)題建議方案如下

　　本項目建議方案為3部分：1、設備層;2、網(wǎng)絡(luò )層;3、平臺層;具體說(shuō)明如下：

　　1、設備層

　　變電所進(jìn)/出線(xiàn)柜內加裝電力儀表(帶通訊)，儀表實(shí)時(shí)采集饋線(xiàn)回路電力參數(電壓、電流、功率、斷路器分合信號等)。

　　在線(xiàn)纜溝內加裝水浸傳感器;在門(mén)上加裝開(kāi)關(guān)監測模塊(實(shí)時(shí)監測門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài));在配電柜上方加裝煙霧傳感器(如煙霧產(chǎn)生后模塊會(huì )聲音報警);在重要配電柜附近加裝視頻監控，從而實(shí)時(shí)監測配電柜狀態(tài)(是否有人在操作、是否冒火花等)

　　2、網(wǎng)絡(luò )層

　　網(wǎng)絡(luò )層也為采集部分，在每個(gè)變電所內安裝采集箱(包含無(wú)線(xiàn)采集器、開(kāi)關(guān)電源、交換機等)，采集器采集所內電力儀表、煙霧報警器、溫濕度變送器、水浸傳感器等，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )把相關(guān)數據及視頻內容上傳至電力運維平臺。

　　3、平臺層

　　前面所有的設備加裝以及采集器的安裝都是為了平臺統一采集變電所內數據，電力運維平臺將變電站電表運行狀態(tài)及數據、變電站溫濕度狀況、門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、高壓綜保狀態(tài)位置報警、視頻監控、煙霧報警等數據統一匯總至云平臺，進(jìn)行統一監管。當所內有異常狀態(tài)發(fā)生時(shí)，及時(shí)接收到云平臺報警信息，通過(guò)現場(chǎng)安裝的攝像頭觀(guān)看現場(chǎng)運行情況，及時(shí)安排相關(guān)人員去現場(chǎng)查看問(wèn)題并分析原因。

　　三、技術(shù)標準

　　本報告遵循的國家標準有：

　　DL/T 5430-2009 《無(wú)人值班變電站遠方監控中心設計技術(shù)規程》

　　GB/T 2887-2011 《計算機場(chǎng)地通用規范》

　　GB50054-2011 《低壓配電設計規范》

　　Q/GDW 231-2008 《無(wú)人值守變電站及監控 中心技術(shù)導則》

　　GB/T 32893-2016 10kV及以上電力用戶(hù)變電站運行管理規范

　　Q/GDW11 浙江省電力公司企業(yè)標準 變電站運維管理規范

　　GB/T 13462-2008電力變壓器經(jīng)濟運行

　　GB/T 19862-2005電能質(zhì)量監測設備通用要求

　　GB/T 14549-93 電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波

　　GB/T 5623-2008 產(chǎn)品電耗定額制定和管理導則

　　GB/T 156-2007 標準電壓

　　GB/T 23331-2009 能源管理體系要求

　　GB/T 15316-2009 節能檢測技術(shù)通則

　　GB/T 17166 企業(yè)能源審計技術(shù)通則

　　GB/T 15587-2008 工業(yè)企業(yè)能源管理導則

　　DL/T 645-1997 多功能電能表通信規約

　　DL/T 645-2007 多功能電能表通信規約

　　CJ/T 188-2004 戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件

　　GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )規范

　　四、實(shí)現效果

　　1、拓撲結構

　　電力運維平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，詳細拓撲結構如下：

　　現場(chǎng)可通過(guò)4G互聯(lián)網(wǎng)和平臺通訊，平臺側需要具備固定IP地址的寬帶接入。

　　系統可分為三層：即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和平臺管理層。

　　現場(chǎng)設備層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、漏水監測裝置、煙霧探測器、攝像頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置、門(mén)磁開(kāi)關(guān)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。

　　網(wǎng)絡(luò )通訊層：包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和4G路由器等設備。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)4G路由器把數據上傳至指定的服務(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。4G路由器需要當地運營(yíng)商的SIM卡支持，流量根據接入儀表數量和是否接入視頻信號而定。

　　平臺管理層：包含應用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數據庫服務(wù)器。

　　2、平臺功能

　　2.1平臺登錄

　　用瀏覽器打開(kāi)云平臺鏈接、輸入賬戶(hù)名和權限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權人員瀏覽有關(guān)信息。

　　2.2平臺首頁(yè)

　　平臺首頁(yè)能描述變電所概況，包括變電所狀態(tài)、地圖導航和用能月報。變電所狀態(tài)包括：變電所概況、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。

　　2.3電力監控

　　電力監控包含變電所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運行狀態(tài)及信息，顯示變壓器溫度、電流、功率因數、負荷率等曲線(xiàn)，電力數據顯示變電所各回路的電力數據和曲線(xiàn)，包括電流、相電壓、線(xiàn)電壓、頻率、功率因數、有功功率、無(wú)功功率、視在功率等參數，并可導出圖表。

　　2.4用電分析

　　用電分析包括用能報表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計量及線(xiàn)路損耗。用能報表顯示各回路的用能數據，包括日報、月報、年報，日報顯示分時(shí)用能，月報顯示分日用能，年報顯示分月用能，報表可以導出。同比分析顯示各回路以月為單位的同比用能情況，有柱狀圖和表格兩種表現形式。計量及損耗分析顯示各變電所的用能損耗，包括進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)每月的用能，并計算差值和損耗。

　　2.5安全用電

　　平臺能記錄斷路器合分、門(mén)開(kāi)門(mén)關(guān)、電流電壓越限告警、短信日志、平臺運行日志。平臺統計查看報警狀態(tài)，提醒運維人員及時(shí)處理隱患。

　　2.6運行環(huán)境

　　平臺具有環(huán)境監測顯示當前環(huán)境狀況，包括溫度、濕度、水浸、煙霧，視頻監控展示了變電所內的實(shí)時(shí)視頻畫(huà)面。

　　2.7設備管理

　　平臺可配置每個(gè)變電所內變壓器、進(jìn)線(xiàn)柜、出線(xiàn)柜、計量柜、高壓電纜等設備信息，記錄設備的廠(chǎng)家、型號、投運日期等，并可靈活定義設備的巡檢項、缺陷類(lèi)別等信息。

　　2.8用戶(hù)報告

　　系統自動(dòng)匯總變電所一個(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。

　　2.9運維管理

　　運維管理顯示維護、檢查和巡視計劃的制定、審批和分配，以及巡視組的創(chuàng )建，包括巡視檢修和系統設置。

　　3、解決問(wèn)題

　　通過(guò)手機APP下發(fā)運維任務(wù)到指定人員手機上，并通過(guò)GPS跟蹤運維執行過(guò)程，提高運維效率，即時(shí)發(fā)現運行缺陷并做消缺處理。

　　通過(guò)線(xiàn)纜溫度檢測、煙霧檢測、斷路器合分閘狀態(tài)檢測、溫濕度檢測、水浸檢測、門(mén)狀態(tài)檢測、視頻監控等。減少變電所安全隱患，及時(shí)發(fā)現和處理問(wèn)題。

　　人工運維成本低，變電所電工維護人員能從以前的5-6人減少為1-2人，且工作效率高，工作人員能統計分析整個(gè)電力系統運行狀況。

　　平臺提供詳盡的能耗統計、對比分析數據報表、圖表，及時(shí)掌握政府機關(guān)變電所電力系統情況，管理者提供直觀(guān)的了解供配電信息。

　　人身安全得到保障，平臺能實(shí)時(shí)采集電流電壓越限告警、非電量告警(煙霧、水浸、溫濕度、視頻監控等)，并及時(shí)提醒運維人員及時(shí)處理隱患，人員能針對性提前做好預防工作，而不是盲目去現場(chǎng)查看(安全隱患高)。

　　平臺可一鍵打印用戶(hù)分析報告(運行狀況、報警匯總、巡檢信息)。

　　五、結論

　　電力運維平臺能幫助政府機構建立和完善一體化的計量、監測、分析和管理系統，及時(shí)、準確、快速、獲取變電所相關(guān)數據，監控電力系統的運行態(tài)勢、及時(shí)發(fā)現故障隱患、保證供電安全、穩定。

　　詳盡的能耗統計、對比分析數據報表、圖表，及時(shí)掌握政府機關(guān)能耗水平及能源分布情況，對比同機關(guān)部門(mén)先進(jìn)能效水平，幫助企業(yè)制定科學(xué)、合理的節能目標。能耗診斷和需求預測，評估能耗現狀，挖掘節能潛力，提供節能建議。綜合運行狀態(tài)監測與耗能統計數據進(jìn)行關(guān)聯(lián)性診斷分析，評估重要耗能負荷和環(huán)節的能源利用效率，提供原因分析和改進(jìn)建議，輔助用戶(hù)實(shí)施主動(dòng)的能源管理與節能改進(jìn)。

　　為管理者提供直觀(guān)的供配電能源報表和能源審計及報告服務(wù)，更加方便管理者對政府機關(guān)的日常的能源管理及未來(lái)能源規劃 。