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當前位置：江蘇安科瑞電器制造有限公司>>技術文章>>如何實現安全、智能的配電房運維
【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。云平臺通過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一存儲，并通過平臺實現對電能在線實時監測、用能情況分析、設備的精益管理、任務的合理調度、月度報表展示等功能，以此來達到幫助用戶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。
【關鍵詞】配電房運維；云平臺；邊緣計算網關；智能化；運維管理；
改革開放以來，中國全社會用電量伴隨經濟社會發展實現了快速增長，用電總量位居世界前列，人均用電水平也實現了大幅跨越。十四五規劃將堅持供給側結構性改革，堅持實施擴大內需戰略，推動形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促使的新發展格局，同時，在近年來環保、資源等因素約束下，中國電能替代電量也呈逐年上升態勢，對全社會用電量產生了較大的拉動作用。種種跡象都在表明未來電力需求的不斷提升，為此，做好電力運維工作和維護好配電房設備的穩定運行就顯得非常重要。
隨著電力系統需求的不斷升級與政策的不斷優化,為了提前消滅事故隱患,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。目前,除了個別商業樓宇及大規模工商企業會有專門的維護電工值班之外,大部分工商企業受飛漲的人力成本影響,其配電房的安全運維工作都十分薄弱,甚至有很多的用戶數年都未對其配電房進行過任何巡檢,安全隱患叢生、設備損耗導致用電成本增加,同時也產生了各種安全隱患。
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,消滅人工運維盲區,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。
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。
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一存儲。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。
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，查詢跨度為月。
站點監測包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。
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、電流等運行狀態及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。
視頻監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。
電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數和電能抄表的實時值及、平均值行統計。
對平臺所有報警信息進行分析。
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。
| 序號 | 名稱 | 外觀圖 | 型號、規格 |
|---|---|---|---|
| 1 | 智能邊緣計算網關ANet-2E4SM | 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 | |
| 擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
| 擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網通 | ||
| 2 | 微機保護裝置AM5系列 | 三段式過流保護（帶諧波閉鎖）、兩段式I01過流保護、兩段式I02過流保護、反時限貨流保護、過負荷保護（告警、跳閘）、控故障告警、PT斷線告警、三相一次重合閘、低頻減載、后加速過流、逆功率保護、FC閉鎖；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
| 3 | 網絡電力儀表APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及大需量；本月和上月值；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DORS485/Modbus；LCD顯示； | |
| 4 | 多功能電能計量AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級；工作溫度：-10℃～+55℃；相對濕度：≤95不結露 | |
| 5 | 無線計量儀表ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能 、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目推薦） | |
| 6 | 無線測溫顯示終端ARTM-Pn | 可多配套60個ATE400測溫傳感器，無線溫度傳感器 ATE400 適用于手車式動觸頭，電纜與母排搭接處，隔離刀閘搭接處等電氣搭接點的溫度測量，采用捆綁式安裝?？墒褂肁TC-400無線測溫接收器接收數據。該終端可單獨安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內。 | |
| 7 | 導軌式電能計量表DTSD-1352 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 | |
| 8 | WHD系列溫濕度控制器 | WHD溫濕度控制器產品主要用于中高壓開關 柜、端子箱、環網柜、箱變等設備內部溫度和 濕度調節控制。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0RH～99RH |
[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）
[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,2022,55(01):214-219.
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