10kV变电所运维平台的现代化智能构建方案
王兰
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定
【摘要】本文介绍了在社会经济水平不断提升的背景下，用户对10kV变电所的电力系统有了越来越高的要求，系统的复杂度在不断提高，而电网运维管理的难度也在逐步加大，为了帮助用户有效管理变电所和配电系统，自动化、智能化、的电力运维管理云平台是未来电力相关企业发展的要趋势。而我司通过提供现代化智能构建方案——变电所运维云平台，在各类智能传感器、仪表与设备的基础上，以信息化手段实现了用能监测、实时报警、环境监测、视频监控、月度报告、运维管理、用电分析、设备控制等功能，切实解决了传统运维系统中存在的痛点和缺陷，降低了变电所的运维成本、简化了运维流程、提升了运维效率。
【关键词】10kV变电所；电力运维；云平台；用电分析；环境监测；
1引言
电力是关系国计民生的基础产业，电力供应和安全事关国家安全战略，事关经济社会发展全局。“十三五”文件明确表示，十三五是深化改革的攻坚期，也是电力工业加快转型发展的重要机遇期。同时，根据近年来中国电力企业联合会、电力设计规划总院等发布的相关报告可知，我国能源消费以持续增长态势稳定发展。由此可知，我国电力行业和电力系统是在不断发展完善的，其规模也在不断扩大，而配电相关设备又是电网稳定可靠运行的关键，努力提高电网安全运行能力、维护电力系统安全稳定成为能源安全的然要求。庞大的电网规模和输变电设备存量，使得电力系统智能运维成为保证电力设备健康安全运行的要手段。
2 市场现状
随着我国社会经济的不断提升与发展，各行各业对电力系统的稳定性、安全性、合理性、易用性需求在不断地攀升中，同时为了缓和日益突出的能源问题，各地开始重视起电力系统的稳定运行及节能增效管理工作，而变配电站的供电可靠性是企业正常运作的重要保障，它的运行维护工作也越来越受到重视。
但由于变电所站点分散，运维企业为了实现站点的统一管理需要投入大量资源，而专业运维人员的人工成本又较高，合理调度人力资源的问题就尤为突出。同时为了有效监测变电所的运行情况，变电所内通常安装了各种电气设备，这些设备的品牌多、型号杂、维护难。而且很多变电所安装的设备老旧，对运行环境的监测量远远不够，对于一些传统的机械式表计还需要人工完成抄表工作，人员的工作量庞大。后变电所的各项监测数据不能实现整体分析，用户缺乏对自己站点状况的有效认知。这些都是市场的传统运维中存在的种种不便，为了解决以上缺陷，提升变电所运维的智能化程度，切实满足用户对于现代化运维方式的需求，我司提供了安全、可靠、的现代化智能运维平台构建方案。
3 产品方案
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）。
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，把数据传至数据处理端。
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指定的服务器端口，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。服务器须具备固定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，大查询跨度为月。
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
运维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指定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
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、、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。
参考文献：
[1] 张国兵, 冯明利, 管霄. 我国变电站设计的研究与发展趋势[J]. 科技与生活, 2011(17):210-210.
[2] 李斌. 智能变电站技术及其应用研究[D]. 华北电力大学(北京), 2011
[3] 李江辉. 10kV变电所自动构建研究[D]. 华东交通大学.
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