智能改造技术

********配电智能运维管理平台方案业业业业业业业业

个个个个个个个个20**年**月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 项目背景 1\o"CurrentDocument"二、 项目概述 1\o"CurrentDocument"2.1配电系统现状分析 1\o"CurrentDocument"2.2存在问题 3\o"CurrentDocument"三、 智能运维方案 3\o"CurrentDocument"3.1解决方案 33.2系统设计 4\o"CurrentDocument"3.2.1智能运维管理平台介绍 4\o"CurrentDocument"3.2.2智能运维管理平台设计 5\o"CurrentDocument"3.2.3智能运维管理平台全站网络拓扑 63.2.4智能运维管理平台软件设计 6\o"CurrentDocument"3.2.5远程运维及APP软件介绍 8\o"CurrentDocument"3.3配置方案 8\o"CurrentDocument"四、 配置清单 9五、 附件一、项目背景伴随社会经济的持续发展，电力依然是制约生产等相关产业发展的重要因素之一，电力设备的远程监控是近年来变电站综合自动化技术发展的重点，对电力系统的安全有效运行有着重要意义。同时，为促进电力领域安全平稳发展，在2017年11月23日，国家发展改革委、国家能源局在《关于推进电力安全生产领域改革发展的实施意见》中明确要求国家机关和企事业单位严格落实电力安全生产责任、创新安全发展机制、建立健全安全生产预控体系、加强电力应急管理和运营保障能力建设国家。与此同时，发改委提出能源互联网概念，明确近中期发展目标及重点任务，要求能源企业、单位、教科研机构、院校深入研究、试点、推广能源和信息深度融合。在此背景下，****利用“物联网”建立远程监控平台，结合线上+线下服务，实现配电系统“无人值班，有人值守”的电力运维新模式，达到“集中监控、事故预防、应急保电、快速抢修、经济运行”的配电系统深度管理要求。二、项目概述2.1配电系统现状分析********，本项目需改造的配电室共计***个，分为***个中心配电室和***个低压配电室。分别为****配电室、****#1配电室、****#2配电室、****配电室、*******。*****配电室共计*****面高压开关柜，为*******生产的*****开关柜，配电室采用双电源双母供电方式，****馈线***回，分别给****个低压配电室提供电源，公用设备有***面PT柜、***面计量柜、***面所用变柜、***面母联开关柜及***面母联隔离柜，保护装置及******系统为******提供，保护装置为****年生产的*****，*****系统高压部分运行正常。****#1低压配电室共计***台*****的干式变压器，其采用****面*****生产的******高压开关柜供电，电源来自*****配电室，GGD低压柜共计****面，生产于****年***月，配电室采用双电源双母供电方式，出线柜****面、电容补偿柜****面，母联柜****面，电容补偿柜安装的****台多功能仪表为*****，生产于*****年2月具备*****接口，馈线柜使用*****的IDM30生产于****年****月具备RS485及开关量采集接口，共计****台。****#2低压配电室共计****台******生产的干式变压器，其采用***面****生产的****高压开关柜供电，电源来自****配电室，GGD低压柜共计***面，生产于***年***月，配电室采用双电源双母供电方式，出线柜***面、电容补偿柜****面，母联柜****面，电容补偿柜安装的****台多功能仪表为*****，生产于*****年****月具备*****接口，馈线柜使用*****的IDM30生产于*****年***月具备RS485及开关量采集接口，共计****台。“““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““*************************************************************现场低压配电室共计安装*****多功能仪表***台，****的PZ80L多功能仪表***台，两种仪表均带开关量输入但现场未接线，无法实现远程监控。需增加远程遥控的低压断路器共计****台，其余机械式断路器，暂不在此次改造范围，原*****系统数据取自主控室*****通讯管理机，但观察发现部分通讯灯不闪，判断为通讯中断。2.2存在问题根据现场配电室实际勘察及资料梳理评估如下：1） 低压配电室数量较多，分布较广，缺少有效的信息化监管手段；目前人员配备无法及时了解设备运行状态，在出线故障或跳闸时无法快速定位和及时处理。2） 低压监控系统通讯中断，无法正常运行，运行人员巡检记录数据离散，不能准确说明设备运行状况，无法查询历史数据。3） 监控后台无法查看低压开关合分闸状态（多功能仪表未采集），运行人员不能及时了解设备运行情况，无远端遥控。4） 变压器温控器有远端通信接口，但未接入监控系统，无法及时了解变压器运行状态。5） 各配电室环境温度监测靠人工测量，并依照温度情况开关风机，效率低且不够及时。6） 无视频监控系统，无法实现远端监控，出现异常无法追忆。三、智能运维方案3.1解决方案为了保障配电系统的安全运行及可靠用电，我们建议采用智能化的运行维护方式对现有系统进行优化。（1）针对各分配电室无智能化监控系统，部署一套智能运维管理云平台，集成****配电室和****个分配电室的运行数据，实现厂内所有配电室远程实时监控、环境监控、事故预警、能耗分析、并支持浏览器和手机APP访问。（2） 对于低压后台监控系统故障问题，在部署智能运维管理平台后彻底解决。（3） 在具备电动操作功能的断路器柜增加测控仪表，使其具备远控功能，对于无电动操作的断路器后期改造完成后再增加远控功能。（4） 低压断路器采集通过多回路采集单元，并通过LoRa转发智能网关。（5） 各变压器直接通过温度巡检仪采集并上传智能运维管理云平台。（6） 各配电室增加智能辅助监控系统一套，实现对配电室内温湿度、水浸、门禁、红外双鉴、视频等实时监控，并实现风机、水泵等智能联动。3.2系统设计3.2.1智能运维管理平台介绍智能运维管理平台是为解决工业用户存在的一些缺陷问题而研发的一款物联网服务管理平台，其主要特点在于：（1） 利用现代物联网技术，实现对电力专变客户的配电设备运行状态、异常报警、报表分析及7X24小时远程监控。“““““““““*********图3-1：监控大厅展示（2） 应用“互联网+”的业务形态，贯彻先进的“管理理念”和完善的“管理体系”用“技术+经验”的手段使“被动抢修”彻底转变为“主动运维”。（3） 在提升配电运行管理效率，消除人工运维盲区，实现配电室的专业化、智能化、可视化的同时大量节约人员及维护成本。服务模式如图3-2：“““““““个******图3-2：服务模式图示3.2.2智能运维管理平台设计数据上行方案设计根据*******配电室分布较分散的现状，首先在现有开闭所值班室搭建一套智能运维管理平台，主要包含一台通讯管理机及一套*****监控系统。通讯管理机直接与原******通讯管理机通讯，采集数据并转发Scada系统及智能网关。低压配电室各增加一套智能采集终端，主要包括多功能电力监控仪表、多回路电压采集模块、智能网关及配套网络传输设备，配电室通过原有光纤通道利用光电转换器将数据发送至中心配电室通讯管理机，由通讯管理机处理后转发*****系统及智能网关。****系统收到的高低压数据直接在系统展示，实现站端监控。智能网关收到数据后再将数据转发云平台，云平台对配电系统数据进行处理，通过监控平台对配电室的运行状况进行实时监控，同时也为APP端提供数据支撑。数据下行方案设计高压部分利用****配电室*****系统下达操作指令至中心通讯管理机，处理后下发*****通讯管理机，再由*****通讯管理机下发至高压柜对应测控装置。由于低压柜多功能仪表自带遥控功能，配电室****系统下达操作指令至中心通讯管理机，处理后下发各低压配电室智能网关，智能网关将数据处理后下达给对应多功能仪表。同时考虑远方就地切换功能，在每个需改造的断路器操作回路中，加入远方就地切换把手。辅助系统方案设计智能辅助系统综合监控平台以“智能控制”为核心，对全站主要电气设备、关键设备安装地点周围环境，进行全天候的状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产的要求，同时，该系统可满足变电站安全警卫的要求，为配电室安全运行提供技术保障。辅助系统安装设备包含：温湿度变送器、水浸控制器、红外双鉴、摄像头、门禁设备、开关量输入输出单元以及一台辅助系统主机。各底层监测设备通过RS485将信号采集到辅助系统主机，辅助系统主机将数据分析后通过智能网关转发至智能服务云平台及****系统，可实现温湿度监测、人员出入监测、水浸状态监测、视频监控、门禁控制等功能，各子系统之间可进行联动，并根据配电室现场需求，完成自动的闭环控制和告警，如自动启动/关闭风机、排水系统等。3.2.3智能运维管理平台全站网络拓扑根据****方案设计，通过智能网关内置的物联网卡或宽带（建议使用宽带）将数据发送至云平台，平台对数据进行处理后实现WEB及手机客户端的实时查看。网络拓扑如下图3-3所示：““““““

******图3-3：智能运维管理平台网络拓扑图3.2.4智能运维管理平台软件设计智能运维管理云平台接收网关传输的数据信息，统一处理后在系统侧搭建运维管理界面。界面主要包括首页能耗分析、实时监控、工单管理、报表管理、报警/SOE、案例库、配置管理等功能界面，示例如下：（1） 首页：主要展示对系统用电量的基础分析。如图3-4：“““““““

个******图3-4:软件首页界面展示（2） 实时监控：包括电气一次系统、视频监控及辅助监控的展示界面。如图3-5：“““““““

个******图3-5:实时监控界面展示（3） 工单管理：通过调度派发工单，实现线上+线下的管理模式。如图3-6：““““““

******图3-6：工单界面展示（4） 报表管理：用于对运行数据及报表进行展示存储，如图3-7：“““““““

个******图3-7:报表管理界面展示（6） 报警/SOE:用于对现场报警越限的展示记录。如图3-8：“““““““

个******图3-8：报警/SOE界面展示（7） 案例库：用于对相关案例的记录，可谓后续工作提供资料支持。如图3-9：““““““““

*个******图3-9：案例库界面展示配置管理：用于对用户人员信息进行配置。如图3-10：““““““““

*个******图3-10:案例库界面展示3.2.5远程运维及APP软件介绍远程运维APP是******为******量身定制的高级应用，主要提供智能手机，智能平板等移动终端的定制软件服务，APP依托与运维平台服务器，为其提供的实时监控、报警事件、告警推送、历史事件查询、视频监控等数据，使现场人员不管处于任何有网络覆盖的区域都可查看设备运行情况。“““““““

*******图3-11:远程运维APP功能示意图3.3配置方案配电室及其它*****配电室各安装一个控制箱，******配电室箱内增加一台交换机、一台通讯管理机、辅助系统主机、智能网关及配套通讯模块。其它****个控制箱增加一台交换机、智能网关，辅助系统主机及配套通讯模块。控制箱安装在配电室墙壁上，内部安装三相导轨式智能网关，底层采集仪表的数据通过****通信方式发送至配电室控制箱的智能网关，智能网关采用*****型导轨式智能网关，此网关基于成熟的嵌入式平台，具备实时可靠的特点，该型网关在此项目上的主要通信方式包括对各*****仪表的****通信方式，工作频段在470-510MHZ，灵敏度-136dbm，极限通信距离：空旷条件3000米。智能网关的传输方式还包括串行通信，附带****个485通信接口，可用于本地其他仪表的串行通信。通信方式如下图3-17所示：*个***图3-17:智能网关通信模式智能网关的安装效果如图3-18：*个***图3-18:智能网关安装效果配电室加装***个摄像头，对配电室进行实时监控，视频信号接入智能运维管理云平台进行展示。摄像头采用海康威视的*****型网络球机，内置128G数据存储卡，用于对视频进行循环存储。安装效果如图3-19：*****图3-19:摄像