工業4.0大環境下的配電房運維

王蘭
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濟局勢與用戶側電力需求發展前景的趨勢研判，簡明闡述未來配電房運維的智能化發展趨勢并分析了傳統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安全、穩定、經濟、智能的配電房管理系統， 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，云平臺采用現代互聯網通信技術、云計算、大數據分析等流行技術開發。                                                                                                                                                                                                            

【關鍵詞】配電房運維；云平臺；邊緣計算網關；智能化；運維管理；

1 市場現狀
       隨著電力系統需求的不斷升級與政策的不斷優化,為了提前消除事故隱患,防止配電房事故發生,減少因此而造成的非計劃停電及電量損失,供電企業正在不斷規范加強監測配電房內的設備穩定運行與用電檢查。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能力、生產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力量來支撐,在開放的市場環境下擁有配電房權限的客戶的服務體驗（選擇度、滿意度）至關重要。
     為提高配電房的智能運維水平,實現智能運維、多端監測、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。協助用戶監測配電房內的設備運行狀態、實現故障實時報警及無人值守,消除人工運維盲區,保障設備運行安全,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表單,一方面實現了故障及時感知、故障快速處理,另一方面實現了故障的提前預警,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,實現了變配電房運行管理的專業化、智能化、可視化。

2 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，利用現代互聯網通信技術、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提供安全的變電所線上線下運維監控服務。
       通過平臺提供的電能實時監測、用能情況分析、設備精益管理、任務運維調度、月度報表展示、環境視頻監控等功能，可協助用戶達到分析變電所運行環境、減少故障停電時間、保障電網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）。

系統拓撲結構如下：

        變配電室裝設一套智能網關，采集變電室智能設備的數據，經過協議轉換、壓縮加密后定時上傳或觸發式上傳平臺，平臺可完成對變配電室內所有智能設備完成數據交換，能實時監測變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的運行狀態；實時監測變配電室內各回路的運行數據及環境溫度等數字量；通訊管理單元與廠內局域網連接，把數據傳至數據界面。
      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、開關量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關RS485端口。
      傳輸層：包含現場智能網關和交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳至固定的服務器端口，網絡故障時數據可存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。
      應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小于30個則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器要具備固定IP地址，以接收各智能網關主動傳送過來的數據。
      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。

   變壓器狀態
       變壓器狀態支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，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。

   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布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態和完成情況，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據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統計分析，并列出在該周期內巡檢時發現的各類缺陷及處理情況。

   APP監測
     3.12 APP支  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。

4 適用產品

參考文獻：

[1]鄧波. 配電網專變電房智能運維技術平臺研究[D].廣東工業大學,2020.

[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]//.智慧能源產業創新發展報告（2018）.,2018

[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,