劉坤鵬

(深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518040)

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需求側(cè)變電站在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)

0引言

安全用電是每個(gè)用電企業(yè)都非常關(guān)注的問(wèn)題。目前，中小型企業(yè)很難自己把需求側(cè)變電站管理好，較流行的方式是外包和買(mǎi)服務(wù)。例如，當(dāng)客戶(hù)反饋供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，運(yùn)維人員會(huì)第一時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)處理，此外，運(yùn)維人員還會(huì)定期安排巡視，做設(shè)備例行檢查。隨著需求側(cè)變電站運(yùn)維業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展，客戶(hù)數(shù)量逐漸增多，對(duì)運(yùn)維人員數(shù)量的需求也同步增長(zhǎng)，由此帶來(lái)運(yùn)營(yíng)成本的增加。對(duì)于需求側(cè)變電站運(yùn)維服務(wù)提供商來(lái)說(shuō)，如何在業(yè)務(wù)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)不增加或少增加運(yùn)維人員，以及如何提高運(yùn)維人員的工作效率等都是亟待解決的問(wèn)題。電網(wǎng)公司的變電站無(wú)人值守及運(yùn)維一體化方面的實(shí)踐成效(包括人力資源更優(yōu)、應(yīng)急處置響應(yīng)更快、運(yùn)維質(zhì)量更高、日常管理更精)，都值得需求側(cè)變電站在進(jìn)行運(yùn)維管理時(shí)借鑒和參考。

1需求側(cè)變電站運(yùn)維現(xiàn)狀分析

1.1異常信息反饋滯后

當(dāng)需求側(cè)變電站出現(xiàn)供電異常時(shí)，運(yùn)維人員只有在客戶(hù)告知時(shí)才會(huì)知曉情況，這使得運(yùn)維工作非常被動(dòng)。

1.2變電站巡視手段原始

運(yùn)維人員只有親自到需求側(cè)變電站進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)時(shí)才能了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，且其每天巡視的需求側(cè)變電站數(shù)量也受到限制。

1.3依賴(lài)于運(yùn)維人員的經(jīng)驗(yàn)與責(zé)任心

需求側(cè)變電站的運(yùn)維缺少全面的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，全部依賴(lài)于運(yùn)維人員的經(jīng)驗(yàn)，這樣就無(wú)法避免由于工作人員的疏漏導(dǎo)致的隱患；當(dāng)運(yùn)維人員發(fā)生工作變動(dòng)時(shí)，相關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)也會(huì)流失，無(wú)法積淀。

1.4對(duì)運(yùn)維人員缺乏有效的管理手段

由于工作需要，一位運(yùn)維人員往往要負(fù)責(zé)某個(gè)區(qū)域多個(gè)不同分布的變電所，這對(duì)運(yùn)維人員的管理造成了一些障礙，例如，查詢(xún)?cè)撨\(yùn)維人員是否進(jìn)行了某個(gè)變電所巡檢、巡檢的時(shí)間是否足夠等都缺乏有效的管理手段。

2在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)概述

針對(duì)需求側(cè)變電站的運(yùn)維現(xiàn)狀，提出通過(guò)信息技術(shù)提升需求側(cè)變電站的運(yùn)維效率是服務(wù)提供商長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。具體來(lái)講，就是借助信息技術(shù)搭建一套集中管理的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，集中采集不同需求側(cè)變電站的運(yùn)行狀態(tài)信息，使運(yùn)維人員能夠借助該信息平臺(tái)提升運(yùn)維效率。

2.1實(shí)時(shí)推送預(yù)警信息和故障信息

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

平臺(tái)會(huì)自動(dòng)把相關(guān)預(yù)警信息和故障信息實(shí)時(shí)推送給一線(xiàn)的運(yùn)維人員和客戶(hù)相關(guān)人員，雙方可以同步獲得預(yù)警信息和故障信息，這使得運(yùn)維人員可以第一時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)處理問(wèn)題，避免了通過(guò)客戶(hù)通知一線(xiàn)運(yùn)維人員所帶來(lái)的信息滯后問(wèn)題，減少了供電異常給客戶(hù)帶來(lái)的損失，提升了客戶(hù)的滿(mǎn)意度。2.2隨時(shí)隨地查看運(yùn)行信息

一線(xiàn)的運(yùn)維人員借助移動(dòng)終端可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、實(shí)時(shí)監(jiān)視多個(gè)需求側(cè)變電站的運(yùn)行狀態(tài)，掌握各個(gè)需求側(cè)變電站的運(yùn)行情況，不僅提升了工作效率，還能拓展所監(jiān)視的需求側(cè)變電站的數(shù)量。

2.3借助數(shù)據(jù)減少對(duì)人的依賴(lài)

平臺(tái)可以實(shí)時(shí)在線(xiàn)采集變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，這樣不僅避免了運(yùn)維人員主觀判斷所帶來(lái)的問(wèn)題隱患，減少對(duì)運(yùn)維人員的依賴(lài)，還可以借助信息平臺(tái)記錄的數(shù)據(jù)以及每次相關(guān)的故障分析記錄，把運(yùn)維人員的經(jīng)驗(yàn)積淀下來(lái)形成知識(shí)傳承下去。此外，變電站的檢修計(jì)劃、維護(hù)計(jì)劃有了歷史數(shù)據(jù)做支撐，可確保相關(guān)計(jì)劃的有效性和合理性，而不僅僅只是依賴(lài)運(yùn)維人員的經(jīng)驗(yàn)。

2.4借助巡檢功能加強(qiáng)對(duì)運(yùn)維人員的管理

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)具有巡檢簽到功能，可以準(zhǔn)確記錄運(yùn)維人員每次開(kāi)始巡檢和結(jié)束巡檢的時(shí)間，確保每次巡檢都是真實(shí)有效的，從而加強(qiáng)了對(duì)運(yùn)維人員的管理。

3在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、監(jiān)控中心設(shè)備、遠(yuǎn)程訪問(wèn)終端三大部分組成。其中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要包括電流互感器、電壓互感器、智能數(shù)字電表、數(shù)據(jù)采集器、路由器或GRPS無(wú)線(xiàn)通信模塊；監(jiān)控中心設(shè)備包括采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器、監(jiān)視工作站、大屏幕、防火墻；遠(yuǎn)程訪問(wèn)終端包括手機(jī)、平板電腦等。

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.1智能數(shù)字電表

智能數(shù)字電表可監(jiān)視并記錄開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流、電壓、功率因數(shù)、頻率、電度，還可記錄產(chǎn)生的電壓越限、電流越限、功率越限、三相不平衡等事件，并保證掉電時(shí)數(shù)據(jù)不丟失。這些數(shù)據(jù)都可以通過(guò)數(shù)字電表的面板或通信方式獲取，并用于軟件報(bào)警。當(dāng)由數(shù)字電表完成所有的診斷、預(yù)警、記錄并與監(jiān)控平臺(tái)建立通信后，值班人員就可以迅速地查看到這些記錄數(shù)據(jù)以及事件發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間。

3.2數(shù)據(jù)采集器

所有智能數(shù)字電表都要通過(guò)RS-485總線(xiàn)接入到數(shù)據(jù)采集器中，該數(shù)據(jù)采集器自帶嵌入式操作系統(tǒng)，可以自主地與智能數(shù)字電表建立通信，實(shí)時(shí)讀取開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流、電壓、功率因數(shù)、頻率、電度等數(shù)據(jù)及事件記錄數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸至在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)。數(shù)據(jù)的傳輸可以借助客戶(hù)的有線(xiàn)寬帶或接入互聯(lián)網(wǎng)的GRPS無(wú)線(xiàn)通信模塊實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集器自帶存儲(chǔ)功能，即使與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信中斷，也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的完整性，在通信恢復(fù)時(shí)可以斷點(diǎn)續(xù)傳，保證數(shù)據(jù)完整。

3.3監(jiān)控中心設(shè)備

監(jiān)控中心設(shè)備包括采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器、監(jiān)視工作站、大屏幕和防火墻。采集服務(wù)器用于部署數(shù)據(jù)采集軟件模塊，負(fù)責(zé)與部署在需求側(cè)變電所內(nèi)部的通信管理機(jī)在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下通信，采集需求側(cè)變電所運(yùn)行的各種信息；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于部署關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，存儲(chǔ)整個(gè)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的軟件配置信息、歷史數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器用于部署Web服務(wù)軟件模塊和移動(dòng)終端發(fā)布軟件模塊，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)外提供Web訪問(wèn)及移動(dòng)終端訪問(wèn)服務(wù)；監(jiān)視工作站通過(guò)大屏幕監(jiān)視所有變電站的運(yùn)行狀態(tài)信息，當(dāng)有預(yù)警、故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)聲光報(bào)警提醒監(jiān)控中心的工作人員及時(shí)切換到相應(yīng)畫(huà)面查看異常情況。 3.4移動(dòng)訪問(wèn)終端

通過(guò)手機(jī)終端可以接收在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)自動(dòng)推送的實(shí)時(shí)預(yù)警和故障信息；還可通過(guò)在手機(jī)終端、平板電腦上安裝APP軟件或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問(wèn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的監(jiān)控中心，確?？呻S時(shí)隨地、實(shí)時(shí)查看變電站的運(yùn)行信息。

4建設(shè)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的相關(guān)事項(xiàng)

4.1系統(tǒng)對(duì)時(shí)

數(shù)字電表的時(shí)鐘是非常重要的，可以通過(guò)通信的方式對(duì)電表的時(shí)鐘進(jìn)行同步，具體的辦法是采集服務(wù)器通過(guò)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)鐘服務(wù)器來(lái)獲得時(shí)間并與本服務(wù)器進(jìn)行對(duì)時(shí)，同時(shí)通過(guò)通信報(bào)文的方式，對(duì)通信管理機(jī)進(jìn)行對(duì)時(shí)，再由通信管理機(jī)對(duì)掛接在RS-485總線(xiàn)上的數(shù)字電表進(jìn)行對(duì)時(shí)，對(duì)時(shí)周期為1h/次。通過(guò)對(duì)時(shí)可以確保數(shù)字電表的時(shí)鐘與系統(tǒng)保持一致，并確保同一時(shí)間記錄的事件記錄時(shí)標(biāo)是相同的。

4.2系統(tǒng)安全

為確保系統(tǒng)的信息安全，將通信管理機(jī)與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的信息進(jìn)行SSL加密，監(jiān)控中心的工作站與云端的服務(wù)器之間啟用VPN網(wǎng)絡(luò)建立私有網(wǎng)絡(luò)連接，并關(guān)閉數(shù)字電表的遠(yuǎn)程遙控功能；另外，還需在Web服務(wù)器建立防火墻。通過(guò)以上設(shè)置，所有數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過(guò)授權(quán)、輸入系統(tǒng)分配的用戶(hù)名和密碼才能訪問(wèn)指定變電站的數(shù)據(jù)，接收相應(yīng)的短信報(bào)警信息。

4.3數(shù)據(jù)中心的選擇

電能管理云平臺(tái)運(yùn)行所涉及的服務(wù)器及所在的數(shù)據(jù)中心，以及寬帶的選擇都是非常重要的。電能管理云平臺(tái)在進(jìn)行服務(wù)器選擇時(shí)，首先要考慮給服務(wù)器一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境，建設(shè)專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)中心會(huì)增加投資成本，可考慮租用IDC數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，以便獲得好的服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境和專(zhuān)業(yè)的服務(wù)器運(yùn)維服務(wù)；若租用實(shí)體服務(wù)器，則需要規(guī)劃好服務(wù)器配置，配置過(guò)高會(huì)導(dǎo)致初期投資過(guò)大，配置過(guò)低又滿(mǎn)足不了業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的需要。鑒于此，可以考慮租用云計(jì)算服務(wù)提供商提供的云服務(wù)器，這樣可以在初期選擇配置相對(duì)較低的云服務(wù)器配置，后期再根據(jù)業(yè)務(wù)需要擴(kuò)容服務(wù)器配置。

關(guān)于數(shù)據(jù)中心寬帶的選擇，如果自建數(shù)據(jù)中心，則需要自己申請(qǐng)寬帶，自行解決同時(shí)兼容中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通的訪問(wèn)速度問(wèn)題；而租用IDC數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器或購(gòu)買(mǎi)云計(jì)算服務(wù)提供商的云服務(wù)器，則可以直接購(gòu)買(mǎi)服務(wù)提供商的寬帶服務(wù)，相對(duì)前者較為便捷。

4.4外購(gòu)短信發(fā)送服務(wù)

平臺(tái)的短信發(fā)送服務(wù)開(kāi)發(fā)包可通過(guò)接入移動(dòng)商務(wù)，為軟件開(kāi)發(fā)商和系統(tǒng)集成商提供最佳的解決方案(可跨平臺(tái)、跨開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、穿透防火墻等)，適應(yīng)多種主流開(kāi)發(fā)語(yǔ)言及運(yùn)行環(huán)境的通信開(kāi)發(fā)接口以便企業(yè)的各種信息系統(tǒng)快速、輕松地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)商務(wù)。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)選擇通用性強(qiáng)、跨平臺(tái)的Web Service接口來(lái)實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警推送功能，把需求側(cè)變電站運(yùn)行中產(chǎn)生的各種預(yù)警信息、故障信息第一時(shí)間推送給一線(xiàn)的運(yùn)維人員。

4.5運(yùn)維人員巡檢管理

運(yùn)維人員需要按照計(jì)劃做需求側(cè)變電站的例行巡檢，傳統(tǒng)的方式都是用筆簽到，然后安排人員去檢查簽到表，而通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)可以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置巡檢開(kāi)關(guān)，將開(kāi)關(guān)接入到數(shù)字電表的開(kāi)關(guān)量輸入端子上，巡檢開(kāi)始時(shí)，把開(kāi)關(guān)撥動(dòng)到開(kāi)始巡檢的位置，電表本身會(huì)記錄一條帶時(shí)標(biāo)的事件記錄標(biāo)記開(kāi)始巡檢；當(dāng)巡檢結(jié)束時(shí)，把開(kāi)關(guān)撥動(dòng)到結(jié)束巡檢的位置，電表本身會(huì)記錄一條帶時(shí)標(biāo)的事件記錄標(biāo)記結(jié)束巡檢。這樣一來(lái)，在監(jiān)控中心值班的工作人員就可以實(shí)時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)巡檢情況，也可以根據(jù)這些事件記錄來(lái)生成巡檢記錄，包括巡檢的次數(shù)、每次巡檢的起止時(shí)間、巡檢時(shí)長(zhǎng)等,提升了運(yùn)維人員巡檢管理的效率。

5結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)需求側(cè)變電站運(yùn)維平臺(tái)如何提高運(yùn)維效率做了分析，實(shí)際上該需求側(cè)變電站運(yùn)維平臺(tái)還有其他功能，例如，該平臺(tái)可以通過(guò)持續(xù)不斷地運(yùn)行收集到多維度的運(yùn)維數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步的為終端客戶(hù)提供能效管理增值服務(wù)，包括幫助用戶(hù)分析選擇電費(fèi)繳費(fèi)的方案，并依據(jù)其用電情況為用戶(hù)推薦節(jié)電措施等。

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劉坤鵬

碩士，深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司軟件需求和價(jià)值中心負(fù)責(zé)人、信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師(高級(jí))，主要研發(fā)方向?yàn)殡娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等相關(guān)信息系統(tǒng)。

Online Monitoring System Platform for Demand Site Substation

Liu Kunpeng

劉坤鵬

(深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518040)

摘要需求側(cè)變電站運(yùn)維服務(wù)提供商為客戶(hù)提供需求側(cè)變電站運(yùn)維服務(wù)。通過(guò)借助信息技術(shù)搭建需求側(cè)變電站運(yùn)維的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，提升運(yùn)維人員的工作效率，確保在不增加運(yùn)維人員的情況下，極大地拓展所服務(wù)的需求側(cè)變電站數(shù)量。

關(guān)鍵詞需求側(cè)變電站在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)維人員效率

AbstractThe service provider provides operation services of demand site substation for its users. With building an online monitoring system platform by using information technology, the service provider can improve the efficiency of operation staffs and increase the number of substation without increasing operation staffs.

Keywordsdemand site substation, online monitoring system platform, operation staff, efficiency

作者簡(jiǎn)介