需求側(cè)變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺

0背景安全用電是每個用電企業(yè)非常關(guān)注的問題。對于目前的中小型企業(yè)，很難自己把需求側(cè)變電站管理好。交流行的方式是外包和買服務(wù)。例如，當(dāng)客戶反饋供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，運維人員會第一時間到現(xiàn)場處理，此外，運維人員還會定期安排巡視，做設(shè)備例行檢查。隨著需求側(cè)變電站運維業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展，客戶數(shù)量逐漸增多，對運維人員數(shù)量的需求也同步增長，同時帶來運營成本的增加。對于需求側(cè)變電站運維服務(wù)提供商來說，如何在業(yè)務(wù)規(guī)模擴大的同時不增加或少增加運維人員，以及如何提高運維人員的工作效率等都是亟待解決的問題。電網(wǎng)公司的變電站無人值守及運維一體化的實踐成效（包括人力資源更優(yōu)、應(yīng)急處置響應(yīng)更快、運維質(zhì)量更高、日常管理更精），都值得需求側(cè)變電站在運維管理上借鑒和參考的。1

需求側(cè)變電站運維現(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，運維人員只有在客戶電話聯(lián)系時才會知曉情況，這使得運維工作非常被動。1.2變電站巡視手段原始運維人員只有親自到需求側(cè)變電站進(jìn)行實地監(jiān)測時才能了解現(xiàn)場的實際運行狀態(tài)。每天巡視的需求側(cè)變電站數(shù)量也受到限制。1.3

依賴于運維人員的經(jīng)驗與責(zé)任心需求側(cè)變電站的運維缺少全面的運行數(shù)據(jù)記錄，全部依賴于運維人員的經(jīng)驗，這樣就無法避免工作人員的疏漏和隱患。而且，當(dāng)運維人員發(fā)生工作變動時，相關(guān)的知識和經(jīng)驗也會隨之帶走，沒有形成積淀。1.4

對運維人員缺乏有效管理手段由于工作需要，一位運維人員往往要負(fù)責(zé)某個區(qū)域不同分布的多個變電所，這對運維人員的管理造成了一些障礙。例如，查詢該運維人員是否到某個變電所巡檢，巡檢的時間是否足夠等都缺乏有效的管理手段。2

在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺概述針對需求側(cè)變電站的運維現(xiàn)狀，提出通過信息技術(shù)來提升需求側(cè)變電站的運維效率是服務(wù)提供商長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。具體來講，就是借助信息技術(shù)搭建一套集中管理的在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺，集中采集不同需求側(cè)變電站的運行狀態(tài)信息，使運維人員能夠借助該信息平臺提升運維效率。2.1

實時推送預(yù)警信息和故障信息平臺會自動把相關(guān)預(yù)警信息和故障信息實時推送給一線的運維人員和客戶相關(guān)人員，雙方可以同步獲得預(yù)警信息和故障信息，這使得運維人員可以第一時間到現(xiàn)場處理問題，避免了客戶通過電話通知一線運維人員所帶來的信息滯后問題，減少了供電異常對客戶帶來的損失，大大提升了客戶的滿意度。2.2

隨時隨地查看運行信息一線的運維人員借助移動終端可實現(xiàn)隨時隨地、實時監(jiān)視多個需求側(cè)變電站的運行狀態(tài)，掌握各個需求側(cè)變電站的運行情況，大大提升了工作效率，并拓展了需求側(cè)變電站的數(shù)量。2.3

借助數(shù)據(jù)減少對人的依賴平臺可以實時在線采集變電站運行數(shù)據(jù)，并存儲歷史數(shù)據(jù)，不僅避免了運維人員主觀方面帶來的問題隱患，減少了對運維人員的依賴，還可以借助信息平臺記錄的數(shù)據(jù)以及每次相關(guān)的故障分析記錄，把運維人員的經(jīng)驗積淀下來形成知識傳承下去。此外，變電站的檢修計劃、維護計劃有了歷史數(shù)據(jù)做支撐，更可確保其有效性和合理性，而不僅僅只是依賴運維人員的經(jīng)驗。2.4

借助巡檢功能加強對運維人員的管理在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺具有巡檢簽到功能，可以準(zhǔn)確記錄運維人員每次開始巡檢和結(jié)束巡檢的時間，確保每次巡檢都是真實有效的，從而加強了對運維人員的管理。3

在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺架構(gòu)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺由現(xiàn)場設(shè)備、監(jiān)控中心設(shè)備、遠(yuǎn)程訪問終端三大部分組成。其中現(xiàn)場設(shè)備層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無線通信模塊；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)程訪問終端包括手機、平板電腦等。在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.1

智能數(shù)字電表智能數(shù)字電表可監(jiān)視并記錄開關(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，掉電不丟失。這些記錄數(shù)據(jù)都可以通過數(shù)字電表的面板或通信方式獲取，并用于軟件報警。當(dāng)由數(shù)字電表完成所有的診斷和預(yù)警、記錄與監(jiān)控平臺建立通信時，值班人員就可以迅速地查看到這些記錄數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場發(fā)生的準(zhǔn)確時間。3.2

數(shù)據(jù)采集器所有智能數(shù)字電表都要通過RS-485總線接入到數(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，實時讀取開關(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)存儲在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部，會通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸給在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺。數(shù)據(jù)的傳輸可以借助客戶的有線寬帶或接入互聯(lián)網(wǎng)的GRPS無線通信模塊實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集器自帶存儲功能，即使與在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺的網(wǎng)絡(luò)通信中斷，也不會影響數(shù)據(jù)的完整性，在通信恢復(fù)時可以斷點續(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)部的通信管理機在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下通信，采集需求側(cè)變電所運行的各種信息；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于部署關(guān)系型數(shù)據(jù)庫軟件，存儲整個在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺的軟件配置信息、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、移動終端發(fā)布軟件模塊，通過互聯(lián)網(wǎng)對外提供Web訪問、移動終端訪問服務(wù)；監(jiān)視工作站通過大屏幕監(jiān)視所有變電站的運行狀態(tài)信息，當(dāng)有預(yù)警、故障發(fā)生時，系統(tǒng)通過聲光報警提醒監(jiān)控中心的工作人員及時切換到相應(yīng)畫面查看異常情況。3.4

移動訪問終端通過手機終端接收在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺自動推送的實時預(yù)警信息、故障信息；可通過在手機終端、平板電腦上安裝APP軟件或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，訪問在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺的監(jiān)控中心，隨時隨地、實時地查看變電站的運行信息。4

在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺建設(shè)的相關(guān)重要事項4.1

系統(tǒng)對時數(shù)字電表的時鐘是非常重要的，可以通過通信的方式對電表的時鐘進(jìn)行同步。具體的辦法是采集服務(wù)器通過訪問互聯(lián)網(wǎng)的時鐘服務(wù)器獲得時間對本服務(wù)器進(jìn)行對時，同時通過通信報文的方式，對通信管理機對時，由通信管理機對掛接在RS-485總線上的數(shù)字電表進(jìn)行對時。對時周期一小時一次。通過對時可以確保數(shù)字電表的時鐘保持一致，并確保同一時間記錄的事件記錄時標(biāo)是相同的。4.2

系統(tǒng)安全為確保系統(tǒng)的信息安全，將通信管理機與在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺的信息進(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，在Web服務(wù)器建立防火墻。這樣一來，所有數(shù)據(jù)都需要授權(quán)、輸入系統(tǒng)分配的用戶名和密碼才能實現(xiàn)訪問，經(jīng)授權(quán)的用戶才能訪問指定變電站的數(shù)據(jù)，接收相應(yīng)的短信報警信息。4.3

數(shù)據(jù)中心的選擇電能管理云平臺運行所涉及的服務(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。電能管理云平臺在服務(wù)器選擇方面，首先要考慮給服務(wù)器一個良好的運行環(huán)境，若建設(shè)專門的數(shù)據(jù)中心，投資較高，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)器運行環(huán)境和專業(yè)的服務(wù)器運維服務(wù)。若租用實體服務(wù)器，則需要規(guī)劃好服務(wù)器配置，如果規(guī)劃不好，會導(dǎo)致初期投資過大；如果配置過小，又滿足不了業(yè)務(wù)增長的需要。鑒于此，可以考慮租用云計算服務(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較低的云服務(wù)器配置，后期根據(jù)業(yè)務(wù)需要擴容服務(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，則需要自己申請寬帶，自行解決同時兼容中國電信、中國網(wǎng)通的訪問速度問題。而租用IDC數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，或者購買云計算服務(wù)提供商的云服務(wù)器，就可以直接購買服務(wù)提供商的寬帶服務(wù)，相對前者較為便捷。4.4

外購短信發(fā)送服務(wù)平臺的短信發(fā)送服務(wù)開發(fā)包可通過接入移動商務(wù)，為軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成商提供最佳的解決方案（可跨平臺、跨開發(fā)語言、穿透防火墻等），適應(yīng)多種主流開發(fā)語言及運行環(huán)境的通信開發(fā)接口，讓企業(yè)的各種信息系統(tǒng)快速、輕松實現(xiàn)移動商務(wù)應(yīng)用。在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺選擇通用性強、跨平臺的WebService接口來實現(xiàn)短信報警推送功能，把需求側(cè)變電站運行中產(chǎn)生的各種預(yù)警信息、故障信息第一時間推送給在一線的運維人員。4.5

運維人員巡檢管理運維人員需要按照計劃做需求側(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，而通過在線監(jiān)控系統(tǒng)平臺可以現(xiàn)場設(shè)置巡檢開關(guān)，將開關(guān)接入到數(shù)字電表的開關(guān)量輸入端子上。巡檢開始時，把開關(guān)撥動到開始巡檢的位置，電表本身會記錄一條帶時標(biāo)的事件記錄標(biāo)記開始巡檢；當(dāng)巡檢結(jié)束時，把開關(guān)撥動到結(jié)束巡檢的位置，電表本身會記錄一條帶時標(biāo)的事件記錄標(biāo)記結(jié)束巡檢。這樣一來，在監(jiān)控中心值班的工作人員就可以實時了解到現(xiàn)場巡檢情況，也可以根據(jù)這些事件記錄來生成巡檢記錄，包括巡檢的次數(shù)、每次