胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：本文針對電力系統運維過(guò)程中可能存在問(wèn)題提出高效、快捷、高質(zhì)量的解決方案，通過(guò)基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端設備的引入，解決運維中故障定位、遠程協(xié)助以及分析研判等問(wèn)題。從"受理為主的被動(dòng)運維“向"預防為主的主動(dòng)服務(wù)“模式轉變。 

關(guān)鍵詞：智能終端；運維；智慧 ；

 

    隨著(zhù)國內國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力供需矛盾的日益加大，對電力行業(yè)運維服務(wù)的可靠性提出了更加嚴格的要求，各級運維人員對現場(chǎng)運維的及時(shí)性和消缺率更加重視。如何提供快速、 高效、高質(zhì)量的服務(wù)，是擺在電力相關(guān)企業(yè)面前的“三座大山"。同時(shí)信息化作為推進(jìn)電力企業(yè)實(shí)現發(fā)展戰略目標的核心保障體系，作用日益突出，這其中更需要進(jìn)一步推動(dòng)運維綜合管理系統的深化應用工作。為此，不管從技術(shù)角度還是從應用角度上來(lái)說(shuō)，需要建立一套統一、直觀(guān)、智能化的運維管理系統，自動(dòng)實(shí)現資源整合，定位跟蹤，預測分析對于降低運維成文，提高運維響應速率都有深遠的意義，以期達到從“受理為主的被動(dòng)運維"向“預防為主的主動(dòng)服務(wù)"模式轉變。伴隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應用，給各行各業(yè)都帶來(lái)了新的變革。以物聯(lián)網(wǎng)智能終端為主導的邊緣化產(chǎn)品慢慢的在智慧運維中占據了重要的地位，結合高科技的智能化產(chǎn)品，不僅實(shí)現了遠程圖像、數據的高可靠性的采集和分析；同時(shí)基于流媒體技術(shù)的智能終端系列產(chǎn)品更是實(shí)現了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數據、圖像等高保真傳輸，為電力運維工作帶來(lái)新局面。

 

    基于手持可伸縮“智慧眼"智能裝置，有效避免現場(chǎng)作業(yè)時(shí)不必要的爬桿、登梯操作，解決夠不著(zhù)的尷尬，以及解決鏈路斷層監控難點(diǎn)。智能終端產(chǎn)品集成紅外抄表、圖像識別、無(wú)線(xiàn)通訊等技術(shù)模塊，滿(mǎn)足現場(chǎng)作業(yè)需求。 

1.1檢測裝置 + 絕緣伸縮桿

    “智慧眼"感知設備，采用“云 - 網(wǎng) - 邊 - 端"系統架構，整合現有的通信協(xié)議和軟硬件資源?！霸?端建立運維監控中心，集數據采集、視頻流媒體服務(wù)于一體；“終端"應用于現場(chǎng)低壓補抄表、現場(chǎng)抄表核對、故障排查與檢修，集成紅外抄表模塊，抄表核對一鍵直達，借助 4G/5G 等無(wú)線(xiàn)傳輸方式，實(shí)現數據云端共享，借助圖像識別、數據網(wǎng)格化、大數據檢索技術(shù)，實(shí)現故障現象預分析；絕緣伸縮桿采用絕緣玻璃鋼材質(zhì)，能夠更好的保護作業(yè)人員；內置電壓感應裝置，快速識別危險區域并告警提示；借助 4G/5G 及藍牙傳輸方式，依托視頻流媒體服務(wù)，實(shí)現現場(chǎng)與監控中心視覺(jué)同步，集成圖像識別技術(shù)，智能匹配數據庫，快速定位故障及解決辦法。 

1.2“云 - 網(wǎng) - 邊 - 端"遠程運維服務(wù)

    采用“云- 網(wǎng) - 邊 - 端"系統架構，整合現有的通信協(xié)議和軟硬件資源，通過(guò)建設運維監控中心，借助圖像識別、RTSP 實(shí)時(shí)視頻傳播技術(shù)，實(shí)現故障快速定位，以及遠程專(zhuān)家團隊視角輔助運維，提高現場(chǎng)作業(yè)效率。 

     一款基于多通信方式通用環(huán)境采集及視頻監控裝置，支持多種通信方式，可接入各類(lèi)智能設備，適用于多種復雜場(chǎng)景，提供完整的設備運行狀態(tài)及運行環(huán)境監控解決方案，同時(shí)對于老舊設備及場(chǎng)所，提供協(xié)議轉換模塊設備，減少現場(chǎng)布線(xiàn)工作量，易與安裝與維護。通過(guò) Wifi、ZigBee、RS485、RJ45 等多種通訊方式與數據采集網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊；數據網(wǎng)關(guān)對采集數據進(jìn)行整理，并根據預設閥值及場(chǎng)景進(jìn)行環(huán)境調節及告警；同時(shí)數據網(wǎng)關(guān)通過(guò)專(zhuān)網(wǎng)或公網(wǎng)，與前置機進(jìn)行通信，實(shí)現對目標場(chǎng)所的環(huán)境數據采集。對采集數據通過(guò)大數據分析及深度挖掘，基于事件驅 動(dòng)模型，實(shí)現對目標場(chǎng)所的風(fēng)險評估與異常預警。 

2.1 聯(lián)動(dòng)控制

    基于預設環(huán)境閥值及聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景，數據網(wǎng)關(guān)對環(huán)境數據、圖像數據的進(jìn)行采集與分析，實(shí)現環(huán)境自我調節功 能，當環(huán)境參數出現異常時(shí)，網(wǎng)關(guān)通過(guò) ZigBee3.0 通訊協(xié)議采現場(chǎng)環(huán)境數據，經(jīng)處理確認后，可自動(dòng)控制執行設備調節環(huán)境參數；根據預設聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景，實(shí)現對異常圖像視頻的及時(shí)告警。構建具備智能判斷與自適應調節能力的多通信方式入網(wǎng)和分布式管理的智能化監控系統。 

2.2 融合通信 

    與現有技術(shù)相比,集成環(huán)境采集與視頻監控與一體，方便現場(chǎng)部署，提高安裝效率；通過(guò) ZigBee 轉換模塊，降低老式 RS485、RJ45 等有線(xiàn)設備的接入難度，減少現場(chǎng)布線(xiàn)工作；采用事件驅動(dòng)模型，結合人員、設備、事件三維數據，構建高效的分析算法，實(shí)現對目標場(chǎng)所的風(fēng)險評估與異常預警；重構底層采集設備遙信及喚醒機制，實(shí)現設備低功耗穩定運行。 

 

    基于現場(chǎng)故障分析終端通過(guò) WIFI、藍牙、電力線(xiàn)載波通信和 RS485 總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現運維檢測自動(dòng)化管控，可通過(guò)該設備實(shí)現屏顯故障、數據異常、事件異常、通信故障、時(shí)鐘故障 5 類(lèi) 20種常見(jiàn)故障的檢測分析，通過(guò)移動(dòng)終端及手機實(shí)現運維一體化管控 APP 軟件實(shí)現現場(chǎng)運維管理工作的信息化和智能化，很好地解決了電力用電信息采集運維[2]、計量周轉柜和其他智能設備相關(guān)運維時(shí)候，由于檢測工具檢測功能單一，不具備綜合檢測功能，不方便攜帶等原因導致的運維效率低等問(wèn)題?，F場(chǎng)故障分析終端可實(shí)現與運維服務(wù)系統無(wú)縫對接，解決了現場(chǎng)用電用戶(hù)來(lái)回奔波、或多設備儀器攜帶所帶來(lái)的人工和設備成本，有效的支撐了終端產(chǎn)品鏈路故障現場(chǎng)定位分析的空白。 

 

    基于構建故障工單智能派發(fā)模型、運維設備風(fēng)險評估[1]及預警模型和運維多維度質(zhì)量評價(jià)模型，通過(guò)安全通信模塊保證APP 通信安全，基于大數據分析工具，實(shí)現快速異常預分析，迅速判斷現場(chǎng)故障類(lèi)別和實(shí)時(shí)位置信息，實(shí)現工單智能派發(fā)，故障現象預分析、預告警和供應商評價(jià)管理。 

4.1 故障工單智能派發(fā)模型

    開(kāi)發(fā)針對大量運維數據、系統人員歷史數據、當前故障點(diǎn)位置及人員位置進(jìn)行多維度分析，甄別各類(lèi)異常的嚴重程度，輸出運維效用值模型，通過(guò)應用移動(dòng)作業(yè)終端下載數據模型，自動(dòng)判斷異常處理的先后次序，逐步提升異常工單處理的完成率和工作成效的可控性，從而進(jìn)一步提高系統設備可用率和數據完整性。對于單個(gè)產(chǎn)品運維效用值來(lái)說(shuō)，主要有：故障類(lèi)型、緊急程度、異常持續時(shí)間、人員位置和人員工作繁忙度等 5 個(gè)方面影響。 

4.2 運維設備風(fēng)險評估及預警模型

    通過(guò)對歷史工單進(jìn)行多維度、大批量數據分析，歸納數據規律，發(fā)現各維度下異常工單發(fā)生大概率的異常原因，并綜合考慮各維度下相同異常原因發(fā)生概率，輸出單個(gè)異常原因概率比值，對比各個(gè)異常原因比值的大小，從而對未來(lái)發(fā)生類(lèi)似故障現象起到預分析作用，提升運維效率。 

4.3 運維多維度質(zhì)量評價(jià)模型

    終端產(chǎn)品質(zhì)量評價(jià)模型:根據運維情況對各終端廠(chǎng)商的終端質(zhì)量進(jìn)行量化分析，利用各終端廠(chǎng)商的運行終端數、確認終端問(wèn)題數、異常終端占比、更換終端數、終端時(shí)鐘異常數等數據，建立終端產(chǎn)品質(zhì)量分析評價(jià)指標。

    供應商模塊質(zhì)量評價(jià):根據運維情況對運維產(chǎn)品配件進(jìn)行量化分析，利用各配件廠(chǎng)商的使用數、確認模塊問(wèn)題數、異常模塊占比、更換模塊數、異常數等數據，開(kāi)展各廠(chǎng)商的產(chǎn)品模塊質(zhì)量分析，建立供應商產(chǎn)品及配件質(zhì)量分析評價(jià)指標。 

    基于智能終端的物聯(lián)網(wǎng)智慧運維管理系統的研究，通過(guò)軟硬件結合的模式，引進(jìn)大數據技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、多模式通信技術(shù)等大大提升了運維人員現場(chǎng)多業(yè)務(wù)故障定位，預判、分析和解決的能力，有效提高了運維的效率，節約運維成本，大大提高了用戶(hù)滿(mǎn)意度，具有持續的可發(fā)展的市場(chǎng)前景。 

    安科瑞電氣深耕用戶(hù)側能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負荷）-儲（儲能）"各個(gè)環(huán)節加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺）-管（有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)物聯(lián)）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）"的生態(tài)系統，積極參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，為國家電網(wǎng)建設“三型兩網(wǎng)"提供解決方案，使用戶(hù)在任何時(shí)間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)現信息連接和交互，產(chǎn)生共享數據，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應商、用戶(hù)服務(wù)。

 

5.1 云

    安科瑞電氣近年來(lái)已經(jīng)陸續推出變電所運維云平臺、能源管理云平臺、智慧安全用電云平臺、環(huán)保用電監管云平臺、充電樁（電動(dòng)汽車(chē)/自行車(chē)）運營(yíng)管理云平臺、5G基站智慧用電解決方案、預付費管理云平臺等云平臺解決方案等解決方案，并已經(jīng)廣泛應用在多地國網(wǎng)公司用戶(hù)端業(yè)務(wù)、環(huán)保部門(mén)、安監部門(mén)、住建部門(mén)等。

5.1.1 變電所運維云平臺

    據統計全國高供高計的工商業(yè)用戶(hù)數量達到200多萬(wàn)戶(hù)，規模巨大，但是大部分日常的運行維護工作比較傳統，普遍存在人力成本高、工作效率低、故障搶修時(shí)間長(cháng)、風(fēng)險預防薄弱等問(wèn)題。國網(wǎng)公司和眾多電力運維公司正在搶占這塊巨大的市場(chǎng)，這是一個(gè)千億級別的市場(chǎng)。

 

    AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力儀表、無(wú)線(xiàn)通信、邊緣計算網(wǎng)關(guān)及大數據分析技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集現場(chǎng)數據并存儲在本地，再定時(shí)向云平臺推送數據。平臺可同時(shí)接入數以千計的用戶(hù)變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環(huán)境數據，包括電流電壓功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門(mén)禁等信息，有異常發(fā)生10S內通過(guò)短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過(guò)手機APP下發(fā)運維任務(wù)到Z定人員手機上，并通過(guò)GPS跟蹤運維執行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)，提高運維效率，即時(shí)發(fā)現運行缺陷并做消缺處理。

 

變電所運維云平臺功能一覽

5.1.2電動(dòng)汽車(chē)/電瓶車(chē)充電樁運營(yíng)管理云平臺

    電動(dòng)汽車(chē)現已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運營(yíng)管理云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警；而用戶(hù)通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)程。充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數據交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。

    電動(dòng)自行車(chē)數量越來(lái)越多，解決了老百姓短距離出行問(wèn)題，但是和電動(dòng)自行車(chē)相關(guān)的安全和火災事故新聞也屢見(jiàn)不鮮，有逐年增長(cháng)的趨勢，給社會(huì )帶來(lái)了很大的損失，成為人民生命和財產(chǎn)安全的一個(gè)隱患?；陔妱?dòng)自行車(chē)火災的危害和特點(diǎn)，各級政府部門(mén)發(fā)文對電動(dòng)自行車(chē)火災的整治重點(diǎn)都放在規范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運營(yíng)管理云平臺，針對電動(dòng)自行車(chē)火災治理提供充電安全管理、資產(chǎn)管理和交易管理的一攬子解決方案，解決充電難、管理難和收費難的問(wèn)題，可應用于商業(yè)樓宇、小區、學(xué)校、醫院等場(chǎng)所設置的電動(dòng)自行車(chē)充電場(chǎng)所的運營(yíng)管理。

5.2管

    安科瑞根據多年來(lái)的項目經(jīng)驗，結合用戶(hù)實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)了各類(lèi)有線(xiàn)、區域無(wú)線(xiàn)、廣域無(wú)線(xiàn)通訊產(chǎn)品，包括網(wǎng)關(guān)和終端設備。支持RS485、以太網(wǎng)、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多種通訊方式，隨著(zhù)5G建設步伐的加快，未來(lái)將會(huì )有越來(lái)越多的通訊方式融入產(chǎn)品，服務(wù)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設。

5.3邊

    安科瑞針對物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)了多款智能網(wǎng)關(guān)，采用嵌入式系統和邊緣計算技術(shù)，現場(chǎng)采集和存儲終端設備數據，并根據云平臺的需要，采用不同的協(xié)議和云平臺對接。所有數據采集、計算、異常報警觸發(fā)邏輯均在網(wǎng)關(guān)就地設置，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據存儲在本地，網(wǎng)絡(luò )恢復后補傳數據，斷點(diǎn)續傳，提高數據可靠性。

5.4端

    針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設，安科瑞陸續推出多款物聯(lián)網(wǎng)儀表，應用在不同場(chǎng)合以滿(mǎn)足不同需求，2019年全年各類(lèi)終端儀表出貨量超過(guò)185萬(wàn)臺。

 

 

參考文獻：

【1】李榕桂. 論基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端的智慧運維管理的研究

【2】李小莉,王長(cháng)勝.淺談?dòng)秒娦畔⒉杉到y運行維護及管理[J].科技創(chuàng )新與應用

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計及應用手冊.2020.06版