智能電力運(yùn)維管理云平臺(tái)

龐宏源

(山西省信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，山西 太原 030012)

1 背景概述

2015年國(guó)務(wù)院在發(fā)布關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)中就提出了深化電力體制改革的重點(diǎn)和路徑是“三放開(kāi)一獨(dú)立三強(qiáng)化”：輸配以外的競(jìng)爭(zhēng)性電價(jià)放開(kāi)、售電業(yè)務(wù)放開(kāi)、公益性和調(diào)節(jié)性以外的發(fā)用電計(jì)劃放開(kāi)，交易機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)行……強(qiáng)化電力安全高效運(yùn)行和可靠供應(yīng)。

2016年國(guó)務(wù)院在電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃中又提出大力提高電力需求側(cè)響應(yīng)能力。完善推廣電力需求側(cè)管理，整合系統(tǒng)運(yùn)行、市場(chǎng)交易和用戶用電數(shù)據(jù)，提高負(fù)荷側(cè)大數(shù)據(jù)分析能力，增強(qiáng)負(fù)荷側(cè)響應(yīng)能力。構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”電力運(yùn)營(yíng)模式，推廣雙向互動(dòng)智能計(jì)量技術(shù)應(yīng)用。加快電能服務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)全覆蓋。全面推廣智能調(diào)度控制系統(tǒng)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升信息平臺(tái)承載能力和業(yè)務(wù)應(yīng)用水平。

2016年國(guó)家發(fā)改委、能源局、工信部在關(guān)于推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)中提出發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在變革能源產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)作用，推動(dòng)能源基礎(chǔ)設(shè)施合理開(kāi)放，促進(jìn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)融合，提升大眾參與程度，加快形成以開(kāi)放、共享為主的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)。

2 傳統(tǒng)電力運(yùn)維弊端及系統(tǒng)的局限性

傳統(tǒng)電力設(shè)備經(jīng)常負(fù)荷超標(biāo)，變電站設(shè)施長(zhǎng)期帶病運(yùn)行；電力設(shè)備故障經(jīng)常無(wú)法及時(shí)解決，影響持續(xù)擴(kuò)大；電工團(tuán)隊(duì)無(wú)法滿足專業(yè)需求，人力資源成本大幅攀升；用電不科學(xué)，電力用戶電費(fèi)支出居高不下；需要手抄才能進(jìn)行記錄，查詢及其不方便、信息也不完善、還容易丟失；因此現(xiàn)有的運(yùn)維模式制約了電力業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的速度和空間。

底層數(shù)據(jù)采集力度不夠，采集裝置不支持云端數(shù)據(jù)傳輸，傳統(tǒng)的人工管理模式運(yùn)維成本高，運(yùn)維人員水平參差不齊，缺乏行之有效的管理工具；本地化系統(tǒng)對(duì)歷史數(shù)據(jù)重視不足，數(shù)據(jù)價(jià)值沒(méi)能深入挖掘；本地化系統(tǒng)接口各異，功能單一；系統(tǒng)間無(wú)法交互數(shù)據(jù)，造成信息孤島；本地化系統(tǒng)功能、容量有限，軟硬件升級(jí)成本高[1]。

3 電力運(yùn)維發(fā)展趨勢(shì)

◆需要專人值守才能運(yùn)維情況下：軟硬件配置需要有專用值守中心配置服務(wù)器和軟件，人員配置至少3班輪換，值守管理需要訂立管理制度來(lái)執(zhí)行。

◆需要有人值守并請(qǐng)專人代為維護(hù)的情況下：軟硬件配置要求比較低，人員配置相對(duì)減少，激活了代為維護(hù)市場(chǎng)，運(yùn)維效率和質(zhì)量得以提高。

◆需要線上值守和線下運(yùn)行維護(hù)同步進(jìn)行的情況下：線上進(jìn)行集中運(yùn)維所有項(xiàng)目，線下通過(guò)專業(yè)運(yùn)維技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)，運(yùn)維質(zhì)量和效率得到保證，運(yùn)維投入成本進(jìn)一步降低[2]。

因此電力運(yùn)維將由勞動(dòng)密集型、機(jī)械式線下巡檢模式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型、賦能式平臺(tái)模式。

3.1 創(chuàng)新服務(wù)模式,打造賦能式運(yùn)維平臺(tái)

借助智能電力運(yùn)維云平臺(tái)，運(yùn)維服務(wù)單位能全面掌握用戶用電設(shè)備運(yùn)行情況，使運(yùn)維資源配置有的放矢；還能分析挖掘用能特征，幫助用戶節(jié)能降耗；另通過(guò)大數(shù)據(jù)深入分析，釋放數(shù)據(jù)潛力，精準(zhǔn)匹配用戶需求并提供個(gè)性化服務(wù)，節(jié)省資源投入、科學(xué)高效運(yùn)維、創(chuàng)造更大價(jià)值。依據(jù)電力大數(shù)據(jù)，運(yùn)維管理服務(wù)單位進(jìn)行集中監(jiān)控與運(yùn)行管理，并對(duì)云平臺(tái)指導(dǎo)科學(xué)有序運(yùn)維，對(duì)專業(yè)值班調(diào)度和巡檢搶修團(tuán)隊(duì)進(jìn)行管理。云處理中心對(duì)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析處理，深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，科學(xué)指導(dǎo)運(yùn)維服務(wù)，為多種業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)提供保障。運(yùn)行維護(hù)托管給專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行，這樣用電就更加無(wú)憂了，電力運(yùn)維模式對(duì)比如表1所示。

表1 電力運(yùn)維模式對(duì)比

3.2 智能電力運(yùn)維云平臺(tái)的功能分布

1) 變電站業(yè)主主要是負(fù)責(zé)用電，所以他關(guān)心的是用電的安全、用電的可靠、用電的經(jīng)濟(jì)、用電的環(huán)保。主要涉及的內(nèi)容有：工單評(píng)價(jià)、在線客服、設(shè)備管理、能效分析。

2) 值班調(diào)度人員主要是負(fù)責(zé)全局監(jiān)控和調(diào)度，他需要實(shí)時(shí)監(jiān)控各托管變電站運(yùn)行情況，使發(fā)生異常狀況時(shí)得以及時(shí)有序處理，主要涉及的內(nèi)容有：實(shí)時(shí)監(jiān)控、工單管理、視頻監(jiān)控、設(shè)備管理、事件報(bào)警、趨勢(shì)曲線、運(yùn)行報(bào)表、用戶管理。

3) 巡檢運(yùn)維人員主要是負(fù)責(zé)變電站巡檢與搶修，他們希望巡檢記錄方便快捷，能及時(shí)排查并消除隱患，并又快又好地處理故障，確保用電無(wú)憂。主要涉及的內(nèi)容有：視頻監(jiān)控、事件報(bào)警、負(fù)荷率、巡檢管理、檢修管理、設(shè)備管理、知識(shí)庫(kù)管理。

4 智能電力運(yùn)維平臺(tái)的功能概述

4.1 全局監(jiān)控管理

1) 集中監(jiān)控中心采用互聯(lián)網(wǎng)+的方式，多途徑全面監(jiān)控站點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，采用基于地圖的站點(diǎn)全信息展示[3]，展示內(nèi)容包括各項(xiàng)目變壓器數(shù)目與容量、安全運(yùn)行天數(shù)、報(bào)警信息與事件列表、工單及運(yùn)維人員/車輛狀態(tài)與分配等。

2) 實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)視各變電站運(yùn)行狀態(tài)、主要電力參數(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)展示，支持遙控、遙調(diào)和置數(shù)，實(shí)時(shí)上報(bào)故障、越限、通信事件、動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)等，如溫濕度、煙感、水浸、紅外、明火探測(cè)等。

3) 巡檢管理是通過(guò)移動(dòng)客戶端的巡視簽到，系統(tǒng)自動(dòng)記錄簽到時(shí)間和地點(diǎn)，巡視結(jié)果提交，若遇故障則進(jìn)入待處理任務(wù)工單列表，并自動(dòng)推送給檢修人員。

4) 工單管理是運(yùn)維人員通過(guò)手機(jī)端可查詢到工單信息，支持快速篩查。運(yùn)維人員通過(guò)手機(jī)APP接單、提交檢修記錄；在自由接單時(shí)段內(nèi)未處理的工單，將由調(diào)度人員統(tǒng)一派單。

5) 設(shè)備管理是建立設(shè)備臺(tái)賬管理及維護(hù)檔案。設(shè)備維護(hù)檢修管理，可為不同設(shè)備設(shè)定定期檢修計(jì)劃，并提供設(shè)備檢修提醒、逾期檢修告警并生成設(shè)備對(duì)應(yīng)的二維碼，用于檢修記錄和故障上報(bào)，當(dāng)設(shè)備過(guò)了啟用時(shí)間和巡檢周期，系統(tǒng)將自動(dòng)推送巡檢工單，巡檢后提交記錄并形成閉環(huán)。

6) 知識(shí)庫(kù)管理是系統(tǒng)提供一套獨(dú)立于問(wèn)題記錄的知識(shí)庫(kù)，運(yùn)行維護(hù)人員可上傳并修正巡檢經(jīng)驗(yàn)，支持附件上傳。

7) 能效管理是多維度能耗數(shù)據(jù)將直觀展示與分析對(duì)比，定期生成節(jié)能診斷數(shù)據(jù)及運(yùn)行管理分析報(bào)告，統(tǒng)計(jì)異常用能情況，分析超標(biāo)原因，給出調(diào)整完善建議。

8) 能源平衡分析是各變壓器損耗率以及同比、環(huán)比分析，判斷當(dāng)前電力損耗是否正常，可為對(duì)應(yīng)的分析對(duì)象設(shè)定損耗率限值。

9) 設(shè)備能效指標(biāo)是通過(guò)能源利用效率的計(jì)算和歷史變化趨勢(shì)分析，基于設(shè)備對(duì)象和時(shí)間維度的設(shè)備能效指標(biāo)，對(duì)比分析主要耗能設(shè)備的用能效率、負(fù)荷趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)分析，識(shí)別是否合理用能，并根據(jù)設(shè)備屬性配置設(shè)備關(guān)鍵能效指標(biāo)(如空調(diào)系統(tǒng)的COP、EERs等)。

4.2 趨勢(shì)曲線查詢及分析運(yùn)行報(bào)表

1) 項(xiàng)目分析報(bào)告是通過(guò)報(bào)告周期內(nèi)跳閘的次數(shù)、各類報(bào)警次數(shù)及維護(hù)次數(shù)，同比、環(huán)比分析結(jié)果說(shuō)明并提供問(wèn)題分析原因、改進(jìn)優(yōu)化建議。

2) 需量監(jiān)測(cè)預(yù)警是圖形化需量趨勢(shì)展示和預(yù)警，全面直觀了解負(fù)荷變化趨勢(shì)，為制定調(diào)整節(jié)能改造方案提供依據(jù)，制定合理的負(fù)荷平衡、削峰填谷措施歷史最大需量分析，為用戶申報(bào)最大需量提供支撐數(shù)據(jù)。

3) 第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互可通過(guò)OPC互聯(lián)、WebService或其他雙方約定的接口方式，與環(huán)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等第三方系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)共享。

5 總結(jié)

基于移動(dòng)終端APP可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地在線監(jiān)視、報(bào)警事件、推送、關(guān)鍵參數(shù)趨勢(shì)曲線查詢項(xiàng)目、變電站發(fā)生變壓器跳閘、溫度/煙感報(bào)警等事件時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)推送報(bào)警信息到運(yùn)維人員手機(jī)端，并生成任務(wù)工單巡檢人員進(jìn)行巡視簽到；巡視中如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)提交生成任務(wù)工單；巡視結(jié)果提交變電站，業(yè)主可通過(guò)移動(dòng)端評(píng)價(jià)檢修人員服務(wù)質(zhì)量，運(yùn)維人員可通過(guò)移動(dòng)端接到任務(wù)工單；查詢已處理和未處理的工單信息；檢修后將檢修記錄及時(shí)上傳。

模式創(chuàng)新帶來(lái)更高效的用能服務(wù)，通過(guò)“現(xiàn)場(chǎng)巡檢+集控中心+APP”的O2O運(yùn)維服務(wù)支撐體系進(jìn)行全方位、全天候用能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警后系統(tǒng)自動(dòng)生成巡視計(jì)劃，科學(xué)指導(dǎo)巡檢并上報(bào)調(diào)度中心，調(diào)度中心結(jié)合APP任務(wù)工單指導(dǎo)快速搶修。云架構(gòu)兼容未來(lái)的需求，擴(kuò)展使用云平臺(tái)架構(gòu)后容量和配置擴(kuò)展更方便，功能模塊化,平臺(tái)功能擴(kuò)展更便捷，這樣更多的增值服務(wù)滿足了電力用戶不斷增長(zhǎng)的需求。電力用戶將運(yùn)維服務(wù)進(jìn)行全托管后不但減少故障次數(shù)還縮短搶修時(shí)間，使電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、排除隱患方面更可靠、更安全；在能效管理和節(jié)能方面變得更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保，節(jié)約了資源，使運(yùn)維成本達(dá)到更低。運(yùn)維巡檢科學(xué)有效，搶修調(diào)度機(jī)制健全，節(jié)約時(shí)間并減少了人力、物力的投入，同時(shí)結(jié)合運(yùn)維服務(wù)商自身情況，可以選擇多種合作模式。

數(shù)據(jù)云托管平臺(tái)提供、協(xié)助用戶完成智能終端設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試，用戶將數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)方的云平臺(tái)，由平臺(tái)方負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)。大幅度降低了巡檢搶修成本和人力成本，提高了運(yùn)行效率，提升了服務(wù)能力。深挖了存量市場(chǎng)，擴(kuò)展了能源服務(wù)、電力需求側(cè)管理、智慧安全用電等的應(yīng)用。