10kV變電所運維平臺的現代化智能構建方案

安科瑞任心怡

技術支持：安科瑞彭峰

【摘要】本文介紹了在社會經濟水平不斷提升的背景下，用戶對10kV變電所的電力系統(tǒng)有了越來越高的要求，系統(tǒng)的復雜度在不斷提高，而電網運維管理的難度也在逐步加大，為了幫助用戶合理管理變電所和配電系統(tǒng)，自動化、智能化、的電力運維管理云平臺是未來電力相關企業(yè)發(fā)展的要趨勢。而我司通過提供現代化智能構建方案——變電所運維云平臺，在各類智能傳感器、儀表與設備的基礎上，以信息化手段實現了用能監(jiān)測、實時報警、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、月度報告、運維管理、用電分析、設備控制等功能，切實解決了傳統(tǒng)運維系統(tǒng)中存在的痛點和缺陷，降低了變電所的運維成本、簡化了運維流程、提升了運維效率。

【關鍵詞】10kV變電所；電力運維；云平臺；用電分析；環(huán)境監(jiān)測；

咨詢：Acrel-RXY

1 引言

電力是關系國計民生的基礎產業(yè)，電力供應和安全事關國家安全戰(zhàn)略，事關經濟社會發(fā)展全局?！笆濉蔽募鞔_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，根據近年來中國電力企業(yè)聯合會、電力設計規(guī)劃總院等發(fā)布的相關報告可知，我國能源消費以持續(xù)增長態(tài)勢穩(wěn)定發(fā)展。由此可知，我國電力行業(yè)和電力系統(tǒng)是在不斷發(fā)展完善的，其規(guī)模也在不斷擴大，而配電相關設備又是電網穩(wěn)定可靠運行的關鍵，努力提高電網安全運行能力、維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定成為能源安全的然要求。龐大的電網規(guī)模和輸變電設備存量，使得電力系統(tǒng)智能運維成為保證電力設備健康安全運行的要手段。

2 市場現狀

隨著我國社會經濟的不斷提升與發(fā)展，各行各業(yè)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、合理性、易用性需求在不斷地攀升中，同時為了緩和日益突出的能源問題，各地開始重視起電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及節(jié)能增效管理工作，而變配電站的供電可靠性是企業(yè)正常運作的重要保障，它的運行維護工作也越來越受到重視。

但由于變電所站點分散，運維企業(yè)為了實現站點的統(tǒng)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題就尤為突出。同時為了合理監(jiān)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(jiān)測量遠遠不夠，對于一些傳統(tǒng)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(jiān)測數據不能實現整體分析，用戶缺乏對自己站點狀況的合理認知。這些都是市場的傳統(tǒng)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，切實滿足用戶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 產品方案

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(jiān)控服務。

平臺使用高算力邊緣計算網關將智能儀表與傳感器采集的數據進行統(tǒng)一化、標準化處理后以有線/無線的網絡傳輸模式上傳到云服務器統(tǒng)一存儲。通過平臺提供的電能實時監(jiān)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(huán)境視頻監(jiān)控等功能，可協(xié)助用戶達到分析變電所運行環(huán)境、減少故障停電時間、保障電網穩(wěn)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）。云服務器所需資源如下(推薦)：

自購服務器架設私有云推薦配置：

系統(tǒng)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(xié)議轉換、壓縮加密后定時上傳或觸發(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，能實時監(jiān)測變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的運行狀態(tài)；實時監(jiān)測變配電室內各回路的運行數據及環(huán)境溫度等數字量；通訊管理單元與廠內局域網連接，把數據傳至數據處理端。

系統(tǒng)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(jiān)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(guī)約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳至指定的服務器端口，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(xù)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。服務器須具備固定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。

4 核心功能

用能月報

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

站點監(jiān)測

站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)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(tài)數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

運維

運維展示當前用戶管理的有關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關狀態(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。

視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，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指定采集間隔運行參數和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。

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(fā)布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態(tài)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(tǒng)計分析，并列出在該周期內巡檢時發(fā)現的各類缺陷及處理情況。

APP監(jiān)測

電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“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、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)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。

5 適用產品

參考文獻：

[1] 張國兵, 馮明利, 管霄. 我國變電站設計的研究與發(fā)展趨勢[J]. 科技與生活, 2011(17):210-210.

[2] 李斌. 智能變電站技術及其應用研究[D]. 華北電力大學(北京), 2011

[3] 李江輝. 10kV變電所自動構建研究[D]. 華東交通大學.

審核編輯 黃昊宇