電氣變配電智能運維方案
第一部分 智能運維系統(tǒng)方案
一、背景
目前商業(yè)樓宇、工業(yè)園區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、工廠、等配電房內(nèi)電氣運行維護(hù)通常由傳統(tǒng)人工巡檢方式進(jìn)行，由于運維人員專業(yè)能力及檢測手段有限，配電房內(nèi)電氣設(shè)備的異常情況無法及時發(fā)現(xiàn)。即使在配置了綜自系統(tǒng)的配電房內(nèi)，因為測量設(shè)備監(jiān)測范圍的局限性，對于開關(guān)柜及變壓器運行過程中的安全隱患也無法預(yù)警和干預(yù)。
隨著傳感器技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，配電智能化運維系統(tǒng)通過對配電室內(nèi)電氣設(shè)備及用電環(huán)境的全面監(jiān)測，利用大數(shù)據(jù)、云計算和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對配電室設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測服務(wù)，通過對設(shè)備運行狀態(tài)和用電負(fù)荷的實時監(jiān)測，對設(shè)備實行“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”管理和維護(hù)，實現(xiàn)從人工維護(hù)向智能代維轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)檢修向狀態(tài)檢修轉(zhuǎn)變。
二、目標(biāo)要求
為此提出以下要求：
目前采用傳統(tǒng)運維模式,處置能力不強(qiáng),希望整體智能托管；
維修電工技能水平不足,希望能有專業(yè)性更強(qiáng)的維保團(tuán)隊支持；
希望通過物聯(lián)網(wǎng)+云計算手段,提高企業(yè)電力安全運行整體水平；
對電費支出有嚴(yán)格考核,希望通過能源系統(tǒng)進(jìn)行管控；
預(yù)防設(shè)備故障發(fā)生用電事故,希望能提高設(shè)備安全性和可靠性；
目前維保成本較高,希望有所降低；
用戶較多,希望增加電量集抄系統(tǒng),做到電費收支平衡;
因停電困難的設(shè)備和區(qū)域，提供不停電檢測手段;
三、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
1 GB 2423.10-89 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程
2 GB 26860-2011 電力安全工作規(guī)程
3 GB 31989-2015 高壓電力用戶用電安全規(guī)范
4 GL/T 596-2005 電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程
5 GB 50150 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)
6 DL/T 860 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)
四、項目建設(shè)方案
基于現(xiàn)有的條件，本運維項目是在中心站、配電房、箱式變內(nèi)各配一面能源在線測控站，通過本地通信方式（有線、無線）采集高壓開關(guān)柜內(nèi)測量及運行狀態(tài)、直流柜內(nèi)測量及運行狀態(tài)、高壓計量柜內(nèi)用電量、環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)開關(guān)狀態(tài)、低壓柜內(nèi)測量及斷路器狀態(tài)、電容器柜內(nèi)測量及電容器投切狀態(tài)等。在低壓柜內(nèi)增加溫度、煙感采集功能，在配電室內(nèi)增加溫濕度及水浸等環(huán)境監(jiān)測。在線測控站將數(shù)據(jù)統(tǒng)一送至電力智能運維云平臺。
運維系統(tǒng)采用站云端一體化平臺架構(gòu),將電力用戶所屬高、低壓變電所實時運行參數(shù)及狀態(tài)傳送至云數(shù)據(jù)平臺，用戶通過WEB 或手機(jī) 公眾號訪問變電所內(nèi)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)平臺同時導(dǎo)入電力安全運行管理流程及運行規(guī)范,對變電所內(nèi)設(shè)備運行異常及時預(yù)警，結(jié)合電力用戶駐站值班人員及區(qū)域線下服務(wù)人員提供現(xiàn)場服務(wù)或技術(shù)支持。實現(xiàn)變電所的無人值守或者少人值守，實現(xiàn)對配電運營情況的實時監(jiān)控、運營數(shù)據(jù)的分析和故障信息的報警提示，最終達(dá)到安全可靠、集中監(jiān)控、定期巡檢、現(xiàn)場缺陷處置、事故搶修、定期預(yù)防性試驗的電力智能運維管理模式。
1.對110KV以下開關(guān)站智能化改造具體內(nèi)容有：
對高壓多路進(jìn)線的電能參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
對高壓各路出線的電能參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
對高壓各回路的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
對開關(guān)站內(nèi)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集采集；
2.低壓配電房智能化改造具體內(nèi)容有：
對高壓總進(jìn)線的電能參數(shù)采集和開關(guān)狀態(tài)采集；
對變壓器總出線的電能參數(shù)采集和開關(guān)狀態(tài)采集；
對低壓各出線的電能參數(shù)采集和開關(guān)狀態(tài)采集；
對無功補(bǔ)償控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
對變壓器溫控裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
對配電房環(huán)境參數(shù)采集；
根據(jù)現(xiàn)場實際情況更換或加裝監(jiān)測儀表和電流互感器；
3.通信方式選擇：
在配電站室內(nèi)，能源信息基站到配電柜內(nèi)各種電力監(jiān)測儀表通信方式，優(yōu)先選擇RS485布線，在條件不允許是采用無線方式；
配電站室中能源信息基站與云平臺的上行通信方式優(yōu)先接入企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，在條件不允許時采用4G無線公網(wǎng)的方式。
4.采集和監(jiān)測的數(shù)據(jù)指標(biāo)：
電量參數(shù)：有功電量、有功電度、無功電量、無功電度、峰谷平電量等；
電力參數(shù)：相電壓、線電壓、相電流、線電流、有功功率、無功功率、需量、功率因數(shù)、頻率等；
電能質(zhì)量參數(shù)：諧波電壓（2-32次）、諧波電流（2-32次）、三相不平衡度、電壓偏差、頻率偏差、零線電流等；
用電異常事件主要包括：過流、過壓、短路、失壓、缺相、跳閘、溫升、停電等。
配電房環(huán)境參數(shù)：溫度、濕度等；
5.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：
6.配電監(jiān)控設(shè)備
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一級菜單 |
二級菜單 |
備注 |
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站電概況 |
變配電站狀態(tài) |
包括電壓等級、變壓器容量測控裝置等等 |
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電力監(jiān)測 |
配電圖 |
高壓圖和低壓圖可以互相切換 |
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光子牌 |
綜保直流屏的遙信值正常顯示黃色，異常顯示紅色 |
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變壓器監(jiān)測 |
變壓器容量，有功、無功、功率因數(shù)、符合率、最大需量 |
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日原始數(shù)據(jù) |
每個設(shè)備的用電情況 |
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逐日極值數(shù)據(jù) |
曲線展示 |
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歷史電量 |
日報、月報、年報 |
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用電分析 |
用能報表 |
有日報，月報，年報 |
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峰谷平尖 |
監(jiān)測用電時段 |
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三相不平衡 |
相與相之間的功耗平衡度 |
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功率因數(shù) |
0-1 |
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主變負(fù)載率 |
負(fù)載占比 |
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需量分析 |
負(fù)荷占比 |
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事件記錄 |
遙信事件 |
按時間和編號查詢 |
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越限事件 |
按時間和編號查詢 |
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網(wǎng)關(guān)儀表日志 |
按時間和編號查詢 |
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網(wǎng)關(guān)儀表日志 |
按時間和編號查詢 |
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遙控事件 |
按時間和編號查詢 |
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故障事件 |
按時間和編號查詢 |
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專項設(shè)備 |
觸頭溫度 |
按時間和編號查詢 |
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直流屏 |
合母和控母參數(shù) |
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電容柜 |
電容補(bǔ)償參數(shù) |
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微機(jī)綜保 |
里面有遙信、遙測 |
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運行環(huán)境 |
環(huán)境監(jiān)測 |
溫濕度、水浸 |
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儀表通訊狀態(tài) |
看設(shè)備通許狀態(tài) |
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網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài) |
看網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài) |
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企業(yè)檔案 |
配置企業(yè)和監(jiān)控點的檔案信息，包括企業(yè)類別、合同容量、地址、名稱等 |
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站電管理 |
管理員設(shè)置 |
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峰谷平尖設(shè)置 |
設(shè)置不同的時段 |
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月度報告 |
可以以報表形式導(dǎo)出用電分析情況 |
四、平臺指標(biāo)和接口
1、性能指標(biāo)
響應(yīng)時間：100萬級數(shù)據(jù)，頁面平均響應(yīng)時間 <3秒；
吞吐量：每秒鐘請求事務(wù)的數(shù)量150；
并發(fā)用戶數(shù)：用戶并發(fā)數(shù) <= 1000次/秒。
2、容量指標(biāo)
WEB平臺的接入量是無限制的，只需要提供相應(yīng)的硬件支撐。一般性能的服務(wù)器，如：CPU(E5-2640)，內(nèi)存（16G），帶寬4M，可接入200站點。
3、數(shù)據(jù)采集接口
通訊管理機(jī)內(nèi)置組態(tài)軟件，與各傳感器、智能儀表、控制器通過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)約進(jìn)行通訊，包括：modbusRTU、DLT645、IEC60870-101/103/104，完全滿足各類設(shè)備的數(shù)據(jù)接入。
4、數(shù)據(jù)上傳接口
智能通訊管理機(jī)數(shù)上傳云平臺采用上海沈電平臺私有協(xié)議，該協(xié)議提供如下功能：身份認(rèn)證、心跳檢測（校時）、事件上報、能效數(shù)據(jù)等功能。所有數(shù)據(jù)均以主動觸發(fā)式上報為主，充分發(fā)揮通訊管理機(jī)邊緣計算的功能。
5、第三方數(shù)據(jù)訪問接口
智能通訊管理機(jī)支持多路數(shù)據(jù)上傳，即可向上海沈電平臺上傳數(shù)據(jù)，亦可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其它云平臺。其上傳協(xié)議包括：住建部XML上傳協(xié)議、IEC60870-104協(xié)議、GW376.1協(xié)議、KEASI上報協(xié)議等。
五、系統(tǒng)功能界面
1、在線監(jiān)測
在線監(jiān)測分為三大模塊顯示，分別為系統(tǒng)概覽、分路監(jiān)測、監(jiān)控點對比分析
系統(tǒng)概覽
一次接線圖
實時數(shù)據(jù)
監(jiān)測點對比
2、能效分析
能效管理主要通過對站點用電信息進(jìn)行分析，通過對歷史數(shù)據(jù)的集中分析、多維度分析，使站點用戶對自身用電質(zhì)量有一個全面了解。能效管理主要分為：電量分析、負(fù)荷分析、用電能效排名、監(jiān)測點對比分析。
電量分析
負(fù)荷分析
3、統(tǒng)計報表
統(tǒng)計報表包括電量、負(fù)荷、原始值數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可以將各類數(shù)據(jù)查詢并導(dǎo)出Excel文件
電量統(tǒng)計報表
4、檔案管理
檔案管理提供對企業(yè)信息的管理、監(jiān)控子站的管理、子站內(nèi)設(shè)備信息的管理、電價管理和電費單管理
5、系統(tǒng)設(shè)置
系統(tǒng)設(shè)置主要系統(tǒng)管理員所具備的 權(quán)限，分為：系統(tǒng)菜單管理、角色管理和用戶賬戶管理
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