變電所運(yùn)維云平臺(tái)解決方案

【摘要】：隨著電力行業(yè)信息化的迅速發(fā)展，電力運(yùn)維涉及的信息系統(tǒng)越來越多，為了保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，需要建立一套智能的、適應(yīng)時(shí)代變化發(fā)展的運(yùn)維管理系統(tǒng)。AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，為電力運(yùn)維公司和售配電公司提供變電所運(yùn)維云平臺(tái)。該平臺(tái)采用B/S架構(gòu)可在不同電腦端進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，同時(shí)也可在手機(jī)APP端進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控。該系統(tǒng)可完整的實(shí)時(shí)監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)，為用戶提供更好的運(yùn)維服務(wù)。平臺(tái)提供用戶概況、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電分析、日/月/年用能數(shù)據(jù)報(bào)表、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)維派單等功能，并支持多平臺(tái)、多終端數(shù)據(jù)訪問。

1 引言

電改的主題是“三放開一獨(dú)立三強(qiáng)化”：輸配以外的經(jīng)營(yíng)性電價(jià)放開、售電業(yè)務(wù)放開、配電業(yè)務(wù)放開、公益性和調(diào)節(jié)性以外的發(fā)供電計(jì)劃放開，交易平臺(tái)要獨(dú)立。本次電改將有利于還原電力的商品屬性，實(shí)現(xiàn)電力交易市場(chǎng)化，從而激發(fā)電力企業(yè)的市場(chǎng)，塑造電力工業(yè)價(jià)值鏈，并將帶動(dòng)售電、運(yùn)維、用能管理、新能源接入等業(yè)務(wù)的發(fā)展。

安科瑞電氣股份有限公司AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)正是基于這樣的背景而研發(fā)，為電力運(yùn)維公司和售配電公司提供與用戶變電所連接互動(dòng)的平臺(tái)，便于運(yùn)維和售電公司為用戶提供更好的服務(wù)。

2 項(xiàng)目概況

浙江固特成套設(shè)備有限公司針對(duì)其所負(fù)責(zé)運(yùn)維服務(wù)用戶的配電工程進(jìn)行變電所改造，并對(duì)其高低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行變電所遠(yuǎn)程運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房電氣參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、視頻、煙感、溫濕度、門狀態(tài)24小時(shí)不間斷監(jiān)視，并可以通過APP系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。

系統(tǒng)采用AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)，運(yùn)維平臺(tái)服務(wù)器采用租界阿里云服務(wù)器方式，軟件部署于云服務(wù)器，浙江固特成套設(shè)備有限公司以及其所服務(wù)的用戶通過客戶端電腦或者移動(dòng)終端遠(yuǎn)程登錄使用。每個(gè)用戶根據(jù)登錄賬號(hào)權(quán)限設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域、不同功能的區(qū)分;變電所現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置數(shù)據(jù)采集箱，通過4G路由器發(fā)送到運(yùn)維平臺(tái)服務(wù)器?，F(xiàn)場(chǎng)所有配電回路根據(jù)所負(fù)責(zé)運(yùn)維用戶的性質(zhì)，配備多功能儀溫濕度檢測(cè)、門狀態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，整體架構(gòu)如下：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：運(yùn)維云平臺(tái)包含站控管理層(運(yùn)維軟件)及網(wǎng)絡(luò)通信層(變電所數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān))，現(xiàn)場(chǎng)安裝多功能電力儀表及無線測(cè)溫系統(tǒng)。

網(wǎng)關(guān)安裝于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集箱，采用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)不間斷采集數(shù)據(jù)并現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后按照約定協(xié)議壓縮上傳云平臺(tái)。網(wǎng)關(guān)可設(shè)置觸發(fā)式報(bào)警、觸發(fā)式主動(dòng)上傳，具備斷點(diǎn)續(xù)傳功能。網(wǎng)關(guān)自帶內(nèi)存可存儲(chǔ)15天左右現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后從斷點(diǎn)繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)不丟失。為節(jié)省流量，正常波動(dòng)數(shù)據(jù)可選擇5分鐘間隔上傳，異常數(shù)據(jù)(變位、越限等)5秒內(nèi)上傳并推送短信和手機(jī)APP。

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(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)中心。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：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(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：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)，并通過交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至指定的服務(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。

ANet智能通信管理機(jī)系列是一款采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺(tái)，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺(tái)系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺(tái)系統(tǒng)。

ANet智能通信管理機(jī)支持接收上級(jí)主站系統(tǒng)下達(dá)的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元，完成對(duì)廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達(dá)到遠(yuǎn)動(dòng)輸出調(diào)度命令的目標(biāo)。

ANet智能通信管理機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的通信接口設(shè)備，提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算等多項(xiàng)功能。

ANet智能通信管理機(jī)實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并可多鏈路上送平臺(tái)數(shù)據(jù)。通過專門的配置管理軟件，可為通道選擇各自不同的通信協(xié)議，并可通過更改配置文件來改變通信管理機(jī)所連接儀表設(shè)備的數(shù)量及數(shù)據(jù)信息，而不需更改軟件程序。

平臺(tái)管理層：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)。

4 系統(tǒng)軟件模塊

平臺(tái)登錄界面

用瀏覽器打開云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

平臺(tái)首頁

平臺(tái)首頁為變電所概況，包括變電所狀態(tài)、地圖導(dǎo)航和用能月報(bào)。變電所狀態(tài)包括：變電所概況、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。

地圖導(dǎo)航展示當(dāng)前用戶所管理的變電所在地圖上位置等信息。

電力數(shù)據(jù)

電力監(jiān)測(cè)包括電力數(shù)據(jù)、變壓器監(jiān)測(cè)、運(yùn)行報(bào)表、配電圖、電力值表、運(yùn)行日?qǐng)?bào)、平均功率因數(shù)監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)頁面。

電力數(shù)據(jù)顯示選定變電所選定回路的電力數(shù)據(jù)和曲線，包括電流、相電壓、線電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率、電壓、電流不平衡度等參數(shù)，曲線顯示統(tǒng)計(jì)期內(nèi)大、小、平均值，并支持導(dǎo)出圖表;并支持支持逐日值統(tǒng)計(jì)，方便用戶通過用戶通過表格查詢數(shù)據(jù)。

電力數(shù)據(jù)顯示變電所各回路的電力數(shù)據(jù)和曲線，包括電流、相電壓、線電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率等參數(shù)，并可導(dǎo)出圖表。

電力運(yùn)行報(bào)表

電力運(yùn)行報(bào)表顯示各回路分時(shí)段的電力參數(shù)和電能的實(shí)時(shí)值，如下圖所示：

用電分析

用電分析包括用能報(bào)表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計(jì)量及線路損耗。

手機(jī)APP界面

手機(jī)APP主要顯示地圖導(dǎo)航、變電站概況、電力參數(shù)、視頻直播等。

事件記錄

方便運(yùn)維人員查看分析設(shè)備如斷路器合分、門開門關(guān)、電流電壓越限告警、故障告警、短信志、平臺(tái)運(yùn)行日志等記錄。

遙信事件

遙信事件展示遙信量的變化狀態(tài)，可查看該時(shí)間段內(nèi)的遙信事件，包含遙信事件發(fā)生的時(shí)間，儀表編號(hào)，儀表名稱，參數(shù)名稱，參數(shù)名稱，值，類型，描述等。(注：遙信事件功能需現(xiàn)場(chǎng)安裝有相關(guān)遙信監(jiān)控裝置，且可與網(wǎng)關(guān)通訊正常)

運(yùn)維管理

運(yùn)維管理包括任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄三部分，其中任務(wù)管理可以完成任務(wù)的創(chuàng)建、發(fā)布、任務(wù)完成情況查詢;巡檢記錄是巡檢任務(wù)的執(zhí)行情況和執(zhí)行明細(xì)，缺陷記錄是消缺任務(wù)創(chuàng)建、發(fā)布、完成狀態(tài)情況查詢。

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。

5 前景展望

根據(jù)運(yùn)維云平臺(tái)運(yùn)行效果分析，AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)具備優(yōu)勢(shì)：

為電力運(yùn)維公司提供變電所運(yùn)維云平臺(tái)。該平臺(tái)作為連接運(yùn)維單位和用電企業(yè)的紐帶，可以實(shí)時(shí)完整的監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)，省時(shí)省力，為用戶提供更好的運(yùn)維服務(wù)。

通過手機(jī)APP、短信報(bào)警，讓用戶更及時(shí)的了解配電系統(tǒng)運(yùn)行隱患和異常情況，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全和生產(chǎn)安全。

平臺(tái)提供用戶概況、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電分析、日/月/年用能數(shù)據(jù)報(bào)表、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)維派單等功能，并支持多平臺(tái)、多終端數(shù)據(jù)訪問。滿足客戶多方面需求。

集合了電力監(jiān)控，安全用電，能耗管理等系統(tǒng)的特點(diǎn)。不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電所用電情況，同時(shí)具備能耗分析功能，監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)剩余電流和線纜溫度，環(huán)境監(jiān)測(cè)顯示當(dāng)前環(huán)境狀況包括溫度、濕度、水浸、煙霧等。

6 結(jié)束語

AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，提供實(shí)時(shí)完整的監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)，為用戶提供更便捷、更完整的運(yùn)維服務(wù)。

審核編輯：湯梓紅