当前位置:网站首页技术文章 > 如何实现安全、智能的配电房运维

如何实现安全、智能的配电房运维

发布时间:2022-09-21 点击量:26

【摘要】本文结合当今宏观经济局势与用户侧电力需求发展前景的趋势研判,简明阐述未来配电房运维的智能化发展趋势并分析了传统配电房运维中普遍存在的问题与缺陷。为了给用户提供一个安全、稳定、经济、智能的配电房管理系统, 解决配电房运维中存在的问题,我司提供了智慧电力运维管理云平台方案,云平台采用现代互联网通信技术、云计算、大数据分析等流行技术开发。云平台通过高算力边缘计算网关将智能仪表与传感器采集的数据进行统一化、标准化处理后以有线/无线的网络传输模式上传到云服务器统一存储,并通过平台实现对电能在线实时监测、用能情况分析、设备的精益管理、任务的合理调度、月度报表展示等功能,以此来达到帮助用户分析变电所运行环境,减少故障停电时间,保障电网稳定供电与设备安全运行的目的。

【关键词】配电房运维;云平台;边缘计算网关;智能化;运维管理;

1引言

改革开放以来,中国全社会用电量伴随经济社会发展实现了快速增长,用电总量位居世界前列,人均用电水平也实现了大幅跨越。十四五规划将坚持供给侧结构性改革,坚持实施扩大内需战略,推动形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促使的新发展格局,同时,在近年来环保、资源等因素约束下,中国电能替代电量也呈逐年上升态势,对全社会用电量产生了较大的拉动作用。种种迹象都在表明未来电力需求的不断提升,为此,做好电力运维工作和维护好配电房设备的稳定运行就显得非常重要。

2 市场现状

随着电力系统需求的不断升级与政策的不断优化,为了提前消灭事故隐患,防止配电房事故发生,减少因此而造成的非计划停电及电量损失,供电企业正在不断规范加强监测配电房内的设备稳定运行与用电检查。而配电房的管理水平大多受制于客户本身的电气设备能力、生产过程需求或特殊保障需求,也需要质量、服务及价格相匹配的力量来支撑,在开放的市场环境下拥有配电房权限的客户的服务体验(选择度、满意度)至关重要。目前,除了个别商业楼宇及大规模工商企业会有专门的维护电工值班之外,大部分工商企业受飞涨的人力成本影响,其配电房的安全运维工作都十分薄弱,甚至有很多的用户数年都未对其配电房进行过任何巡检,安全隐患丛生、设备损耗导致用电成本增加,同时也产生了各种安全隐患。

为提高配电房的智能运维水平,实现智能运维、多端监测、远程控制、用电分析和异常告警等功能, 我司提供了配电房运维和智能运维平台相结合的AcrelCloud-1000变电所运维云平台方案。协助用户监测配电房内的设备运行状态、实现故障实时报警及无人值守,消灭人工运维盲区,保障设备运行安全,降低运维管理成本。同时,通过故障告警信息分析,结合远程巡检等工作流程及作业表单,一方面实现了故障及时感知、故障快速处理,另一方面实现了故障的提前预警,提高专变电房运维工作效率,并降低因故障停电造成的损失,实现了变配电房运行管理的专业化、智能化、可视化。

3 安科瑞变电所运维云平台整体方案

AcrelCloud-1000变电所运维云平台,利用现代互联网通信技术、云计算、大数据分析等多种信息化手段和综合管理策略为用户提供安全的变电所线上线下运维监控服务。

平台使用高算力边缘计算网关将智能仪表与传感器采集的数据进行统一化、标准化处理后以有线/无线的网络传输模式上传到云服务器统一存储。通过平台提供的电能实时监测、用能情况分析、设备精益管理、任务运维调度、月度报表展示、环境视频监控等功能,可协助用户达到分析变电所运行环境、减少故障停电时间、保障电网稳定供电与设备安全运行的目的。

AcrelCloud-1000变电所运维平台采用分层分布式结构进行设计,平台可以部署在用户购买的硬件服务器上,也可以部署在用户租赁的云服务器(如阿里云、腾讯云、华为云等)。

系统拓扑结构如下:



变配电室装设一套智能网关,采集变电室智能设备的数据,经过协议转换、压缩加密后定时上传或触发式上传平台,平台可完成对变配电室内所有智能设备完成数据交换,能实时监测变电站内变压器、断路器等重要运行设备的运行状态;实时监测变配电室内各回路的运行数据及环境温度等数字量;通讯管理单元与厂内局域网连接,把数据传至数据界面。

系统可分为四层:即感知层、传输层、应用层和展示层。

感知层:包含变电所安装的多功能仪表、温湿度监测装置、摄像头、开关量采集装置等。除摄像头外,其它设备通过RS485总线接入现场智能网关RS485端口。

传输层:包含现场智能网关和交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据,并可进行规约转换,数据存储,并通过交换机把数据上传至服务器端口,网络故障时数据可存储在本地,待网络恢复时从中断的位置继续上传数据,保证服务器端数据不丢失。

应用层:包含应用服务器和数据库服务器,若变电所数量小于30个则应用服务器和数据库服务器可以合一配置。服务器要具备固定IP地址,以接收各智能网关主动传送过来的数据。

展示层:用户通过手机、平板、电脑等多终端的方式访问平台信息。

4 核心功能

用能月报

用能月报支持用户按总用电量、变电站名称、变电站编号等查询所管理站所的用电量,查询跨度为月。



站点监测

站点监测包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。



变压器状态

变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据,支持按负荷率、功率等升、降序排名。



运维界面

运维界面展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及总量信息。



配电图

配电图展示被选中的变电所的配电信息,配电图显示各回路的开关状态、电流等运行状态及信息,支持电压、电流、功率等详细运行参数查询。



视频监控

视频监控展示了当前实时画面(视频直播),选中某一个变配电站,即可查看该变配电站内视频信息。



电力运行报表

电力运行报表显示选定站所选定设备各回路采集间隔运行参数和电能抄表的实时值及、平均值行统计。



报警信息

对平台所有报警信息进行分析。



任务管理

任务管理页面可以发布巡检或消缺任务,查看巡检或消缺任务的状态和完成情况,可以点击查看任务查看具体的巡检信息。



用户报告

用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据,对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析,并列出在该周期内巡检时发现的各类缺陷及处理情况。



APP监测

3.12 APP支电力运维手机支持“监控系统"、“设备档案"、“待办事项"、“巡检记录"、“缺陷记录"、“文档管理"和“用户报告"七大模块,支持一次图、需量、值、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询,设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。



5.适用产品

序号名称外观图型号、规格
1智能边缘计算网关ANet-2E4SM
4路RS485 串口,光耦隔离,2路以太网接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP(主、从)、104(主、从)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模块)输入电源:DC 12 V ~36 V 。支持4G扩展模块,485扩展模块。
扩展模块ANet-485M485模块:4路光耦隔离RS485

扩展模块ANet-M4GM4G模块:支持4G全网通

2微机保护装置AM5系列
三段式过流保护(带谐波闭锁)、两段式I01过流保护、两段式I02过流保护、反时限货流保护、过负荷保护(告警、跳闸)、控故障告警、PT断线告警、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流、逆功率保护、FC闭锁;断路器遥控分/合闸操作;故障录波;U、I、P、Q、Ep、Eq等电参量测量。
3网络电力仪表APM810
三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;实时及大需量;本月和上月值;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DORS485/Modbus;LCD显示;
4多功能电能计量AEM96
三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级;工作温度:-10℃~+55℃;相对湿度:≤95不结露
5无线计量仪表ADW300
三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,有功电能计量(正、反向)、四象限无功电能 、总谐波含量、分次谐波含量(2~31次) ;A、B、C、N四路测温;1路剩余电流测量;支持RS485/LoRa/2G/4G/NB;LCD显示;有功电能精度:0.5S级(改造项目推荐)
6无线测温显示终端ARTM-Pn
可多配套60个ATE400测温传感器,无线温度传感器 ATE400 适用于手车式动触头,电缆与母排搭接处,隔离刀闸搭接处等电气搭接点的温度测量,采用捆绑式安装。可使用ATC-400无线测温接收器接收数据。该终端可单独安装在高压柜、低压抽屉柜内。
7导轨式电能计量表DTSD-1352
三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,分相总有功电能,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;红外通讯;电流规格:经互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级
8WHD系列温湿度控制器
WHD温湿度控制器产品主要用于中高压开关 柜、端子箱、环网柜、箱变等设备内部温度和 湿度调节控制。工作电源:AC/DC 85~265V 工作温度:-40.0℃~99.9℃ 工作湿度:0RH~99RH

参考文献:

[1]邓波. 配电网专变电房智能运维技术平台研究[D].广东工业大学,2020

[2]龚魁武,闻成胜,赵正军. 配电智能运维在用电服务中的探索与实践[C]//.智慧能源产业创新发展报告(2018)

[3]刘青,张莉莉,李江涛,张成龙,谭显东,张凯,郭威.“十四五"期间中国电力需求增长趋势研判[J].中国电力,2022,55(01):214-219.