劉丹
 

　　安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 

　　摘要：本文針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)維過程中可能存在問題提出高效、快捷、高質(zhì)量的解決方案，通過基于物聯(lián)網(wǎng)智能終端設(shè)備的引入，解決運(yùn)維中故障定位、遠(yuǎn)程協(xié)助以及分析研判等問題。從”受理為主的被動(dòng)運(yùn)維“向”預(yù)防為主的主動(dòng)服務(wù)“模式轉(zhuǎn)變。
 

　　關(guān)鍵詞：智能終端；運(yùn)維；智慧 ；
 

　　0 引言
 

　　隨著國內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力供需矛盾的日益加大，對(duì)電力行業(yè)運(yùn)維服務(wù)的可靠性提出了更加嚴(yán)格的要求，各級(jí)運(yùn)維人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(xiàn)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)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(yùn)維綜合管理系統(tǒng)的深化應(yīng)用工作。為此，不管從技術(shù)角度還是從應(yīng)用角度上來說，需要建立一套統(tǒng)一、直觀、智能化的運(yùn)維管理系統(tǒng)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)資源整合，定位跟蹤，對(duì)于降低運(yùn)維成文，提高運(yùn)維響應(yīng)速率都有深遠(yuǎn)的意義，以期達(dá)到從“受理為主的被動(dòng)運(yùn)維”向“預(yù)防為主的主動(dòng)服務(wù)”模式轉(zhuǎn)變。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用，給各行各業(yè)都帶來了新的變革。以物聯(lián)網(wǎng)智能終端為主導(dǎo)的邊緣化產(chǎn)品慢慢的在智慧運(yùn)維中占據(jù)了重要的地位，結(jié)合高科技的智能化產(chǎn)品，不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程圖像、數(shù)據(jù)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(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、圖像等高保真?zhèn)鬏?，為電力運(yùn)維工作帶來新局面。
 

　　1 基于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置的運(yùn)維輔助裝置應(yīng)用研究
 

　　基于手持可伸縮“智慧眼”智能裝置，避免現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)不必要的爬桿、登梯操作，解決夠不著的尷尬，以及解決鏈路斷層監(jiān)控難點(diǎn)。智能終端產(chǎn)品集成紅外抄表、圖像識(shí)別、無線通訊等技術(shù)模塊，滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需求。
 

　　1.1檢測(cè)裝置 + 絕緣伸縮桿
 

　　“智慧眼”感知設(shè)備，采用“云 - 網(wǎng) - 邊 - 端”系統(tǒng)架構(gòu)，整合現(xiàn)有的通信協(xié)議和軟硬件資源。“云”端建立運(yùn)維監(jiān)控中心，集數(shù)據(jù)采集、視頻流媒體服務(wù)于一體；“終端”應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)低壓補(bǔ)抄表、現(xiàn)場(chǎng)抄表核對(duì)、故障排查與檢修，集成紅外抄表模塊，抄表核對(duì)一鍵直達(dá)，借助 4G/5G 等無線傳輸方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云端共享，借助圖像識(shí)別、數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、大數(shù)據(jù)檢索技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障現(xiàn)象預(yù)分析；絕緣伸縮桿采用絕緣玻璃鋼材質(zhì)，能夠更好的保護(hù)作業(yè)人員；內(nèi)置電壓感應(yīng)裝置，快速識(shí)別危險(xiǎn)區(qū)域并告警提示；借助 4G/5G 及藍(lán)牙傳輸方式，依托視頻流媒體服務(wù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控中心視覺同步，集成圖像識(shí)別技術(shù)，智能匹配數(shù)據(jù)庫，快速定位故障及解決辦法。
 

　　1.2“云 - 網(wǎng) - 邊 - 端”遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)
 

　　采用“云- 網(wǎng) - 邊 - 端”系統(tǒng)架構(gòu)，整合現(xiàn)有的通信協(xié)議和軟硬件資源，通過建設(shè)運(yùn)維監(jiān)控中心，借助圖像識(shí)別、RTSP 實(shí)時(shí)視頻傳播技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障快速定位，以及遠(yuǎn)程專家團(tuán)隊(duì)視角輔助運(yùn)維，提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率。
 

　　2 基于邊緣計(jì)算的智能終端監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究
 

　　一款基于多通信方式通用環(huán)境采集及視頻監(jiān)控裝置，支持多種通信方式，可接入各類智能設(shè)備，適用于多種復(fù)雜場(chǎng)景，提供完整的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控解決方案，同時(shí)對(duì)于老舊設(shè)備及場(chǎng)所，提供協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊設(shè)備，減少現(xiàn)場(chǎng)布線工作量，易與安裝與維護(hù)。通過 Wifi、ZigBee、RS485、RJ45 等多種通訊方式與數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊；數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并根據(jù)預(yù)設(shè)閥值及場(chǎng)景進(jìn)行環(huán)境調(diào)節(jié)及告警；同時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通過專網(wǎng)或公網(wǎng)，與前置機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)場(chǎng)所的環(huán)境數(shù)據(jù)采集。對(duì)采集數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)分析及深度挖掘，基于事件驅(qū) 動(dòng)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)場(chǎng)所的風(fēng)險(xiǎn)與異常預(yù)警。
 

　　2.1 聯(lián)動(dòng)控制
 

　　基于預(yù)設(shè)環(huán)境閥值及聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)的進(jìn)行采集與分析，實(shí)現(xiàn)環(huán)境自我調(diào)節(jié)功 能，當(dāng)環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，網(wǎng)關(guān)通過 ZigBee3.0 通訊協(xié)議采現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)處理確認(rèn)后，可自動(dòng)控制執(zhí)行設(shè)備調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)；根據(jù)預(yù)設(shè)聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常圖像視頻的及時(shí)告警。構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多通信方式入網(wǎng)和分布式管理的智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
 

　　2.2 融合通信
 

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比,集成環(huán)境采集與視頻監(jiān)控與一體，方便現(xiàn)場(chǎng)部署，提高安裝效率；通過 ZigBee 轉(zhuǎn)換模塊，降低老式 RS485、RJ45 等有線設(shè)備的接入難度，減少現(xiàn)場(chǎng)布線工作；采用事件驅(qū)動(dòng)模型，結(jié)合人員、設(shè)備、事件三維數(shù)據(jù)，構(gòu)建高效的分析算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)場(chǎng)所的風(fēng)險(xiǎn)與異常預(yù)警；重構(gòu)底層采集設(shè)備遙信及喚醒機(jī)制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備低功耗穩(wěn)定運(yùn)行。
 

　　3 基于現(xiàn)場(chǎng)故障分析終端實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)故障研判在智能運(yùn)維中的應(yīng)用
 

　　基于現(xiàn)場(chǎng)故障分析終端通過 WIFI、藍(lán)牙、電力線載波通信和 RS485 總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維檢測(cè)自動(dòng)化管控，可通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)屏顯故障、數(shù)據(jù)異常、事件異常、通信故障、時(shí)鐘故障 5 類 20種常見故障的檢測(cè)分析，通過移動(dòng)終端及手機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維管控 APP 軟件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(yùn)維[2]、計(jì)量周轉(zhuǎn)柜和其他智能設(shè)備相關(guān)運(yùn)維時(shí)候，由于檢測(cè)工具檢測(cè)功能單一，不具備綜合檢測(cè)功能，不方便攜帶等原因?qū)е碌倪\(yùn)維效率低等問題?，F(xiàn)場(chǎng)故障分析終端可實(shí)現(xiàn)與運(yùn)維服務(wù)系統(tǒng)無縫對(duì)接，解決了現(xiàn)場(chǎng)用電用戶來回奔波、或多設(shè)備儀器攜帶所帶來的人工和設(shè)備成本，的支撐了終端產(chǎn)品鏈路故障現(xiàn)場(chǎng)定位分析的空白。
 

　　4 基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的智慧運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用研究
 

　　基于構(gòu)建故障工單智能派發(fā)模型、運(yùn)維設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)[1]及預(yù)警模型和運(yùn)維多維度質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，通過安全通信模塊保證APP 通信安全，基于大數(shù)據(jù)分析工具，實(shí)現(xiàn)快速異常預(yù)分析，迅速判斷現(xiàn)場(chǎng)故障類別和實(shí)時(shí)位置信息，實(shí)現(xiàn)工單智能派發(fā)，故障現(xiàn)象預(yù)分析、預(yù)告警和供應(yīng)商評(píng)價(jià)管理。
 

　　4.1 故障工單智能派發(fā)模型
 

　　開發(fā)針對(duì)大量運(yùn)維數(shù)據(jù)、系統(tǒng)人員歷史數(shù)據(jù)、當(dāng)前故障點(diǎn)位置及人員位置進(jìn)行多維度分析，甄別各類異常的嚴(yán)重程度，輸出運(yùn)維效用值模型，通過應(yīng)用移動(dòng)作業(yè)終端下載數(shù)據(jù)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(tǒng)設(shè)備可用率和數(shù)據(jù)完整性。對(duì)于單個(gè)產(chǎn)品運(yùn)維效用值來說，主要有：故障類型、緊急程度、異常持續(xù)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(yùn)維設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)警模型
 

　　通過對(duì)歷史工單進(jìn)行多維度、大批量數(shù)據(jù)分析，歸納數(shù)據(jù)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)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(duì)比各個(gè)異常原因比值的大小，從而對(duì)未來發(fā)生類似故障現(xiàn)象起到預(yù)分析作用，提升運(yùn)維效率。
 

　　4.3 運(yùn)維多維度質(zhì)量評(píng)價(jià)模型
 

　　終端產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)模型:根據(jù)運(yùn)維情況對(duì)各終端廠商的終端質(zhì)量進(jìn)行量化分析，利用各終端廠商的運(yùn)行終端數(shù)、確認(rèn)終端問題數(shù)、異常終端占比、更換終端數(shù)、終端時(shí)鐘異常數(shù)等數(shù)據(jù)，建立終端產(chǎn)品質(zhì)量分析評(píng)價(jià)指標(biāo)。
 

　　供應(yīng)商模塊質(zhì)量評(píng)價(jià):根據(jù)運(yùn)維情況對(duì)運(yùn)維產(chǎn)品配件進(jìn)行量化分析，利用各配件廠商的使用數(shù)、確認(rèn)模塊問題數(shù)、異常模塊占比、更換模塊數(shù)、異常數(shù)等數(shù)據(jù)，開展各廠商的產(chǎn)品模塊質(zhì)量分析，建立供應(yīng)商產(chǎn)品及配件質(zhì)量分析評(píng)價(jià)指標(biāo)。
 

　　基于智能終端的物聯(lián)網(wǎng)智慧運(yùn)維管理系統(tǒng)的研究，通過軟硬件結(jié)合的模式，引進(jìn)大數(shù)據(jù)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(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)多業(yè)務(wù)故障定位，預(yù)判、分析和解決的能力，提高了運(yùn)維的效率，節(jié)約運(yùn)維成本，大大提高了用戶滿意度，具有持續(xù)的可發(fā)展的市場(chǎng)前景。
 

　　5 安科瑞可為智慧電力運(yùn)維管理提供產(chǎn)品及解決方案
 

　　安科瑞電氣深耕用戶側(cè)能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源(電源)-網(wǎng)(電網(wǎng))-荷(負(fù)荷)-儲(chǔ)(儲(chǔ)能)”各個(gè)環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云(云平臺(tái))-管(有線/無線物聯(lián))-邊(邊緣計(jì)算)-端(終端設(shè)備)”的生態(tài)系統(tǒng)，積極參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，為電網(wǎng)建設(shè)“三型兩網(wǎng)”提供解決方案，使用戶在任何時(shí)間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)現(xiàn)信息連接和交互，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應(yīng)商、用戶服務(wù)。
 

       5.1 云

 

　　安科瑞電氣近年來已經(jīng)陸續(xù)推出變電所運(yùn)維云平臺(tái)、能源管理云平臺(tái)、智慧安全用電云平臺(tái)、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)、充電樁(電動(dòng)汽車/自行車)運(yùn)營管理云平臺(tái)、5G基站智慧用電解決方案、預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)等云平臺(tái)解決方案等解決方案，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用在多地國網(wǎng)公司用戶端業(yè)務(wù)、環(huán)保部門、安監(jiān)部門、住建部門等。
 

　　5.1.1 變電所運(yùn)維云平臺(tái)
 

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)全國高供高計(jì)的工商業(yè)用戶數(shù)量達(dá)到200多萬戶，規(guī)模巨大，但是大部分日常的運(yùn)行維護(hù)工作比較傳統(tǒng)，普遍存在人力成本高、工作效率低、故障搶修時(shí)間長、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防薄弱等問題。國網(wǎng)公司和眾多電力運(yùn)維公司正在搶占這塊巨大的市場(chǎng)，這是一個(gè)千億級(jí)別的市場(chǎng)。
 

　　AcrelCloud-1000電力運(yùn)維云平臺(tái)采用多功能電力儀表、無線通信、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在本地，再定時(shí)向云平臺(tái)推送數(shù)據(jù)。平臺(tái)可同時(shí)接入數(shù)以千計(jì)的用戶變電站數(shù)據(jù)。平臺(tái)采集的數(shù)據(jù)包括變電所電氣參數(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率、開關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、視頻、煙霧、門禁等信息，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號(hào)。平臺(tái)通過手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到人員手機(jī)上，并通過GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過程進(jìn)行閉環(huán)，提高運(yùn)維效率，即時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并做消缺處理。
 

變電所運(yùn)維云平臺(tái)功能一覽
 

　　5.1.2電動(dòng)汽車/電瓶車充電樁運(yùn)營管理云平臺(tái)
 

　　電動(dòng)汽車現(xiàn)已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運(yùn)營管理云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；通過微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車的充電過程。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(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。
 

　　電動(dòng)自行車數(shù)量越來越多，解決了老百姓短距離出行問題，但是和電動(dòng)自行車相關(guān)的安全和火災(zāi)事故新聞也屢見不鮮，有逐年增長的趨勢(shì)，給社會(huì)帶來了很大的損失，成為人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的一個(gè)隱患。基于電動(dòng)自行車火災(zāi)的危害和特點(diǎn)，各級(jí)部門發(fā)文對(duì)電動(dòng)自行車火災(zāi)的整治都放在規(guī)范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運(yùn)營管理云平臺(tái)，針對(duì)電動(dòng)自行車火災(zāi)治理提供充電安全管理、資產(chǎn)管理和管理的一攬子解決方案，解決充電難、管理難和收費(fèi)難的問題，可應(yīng)用于商業(yè)樓宇、小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等場(chǎng)所設(shè)置的電動(dòng)自行車充電場(chǎng)所的運(yùn)營管理。
 

　　5.2管
 

　　安科瑞根據(jù)多年來的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合用戶實(shí)際需求，開發(fā)了各類有線、區(qū)域無線、廣域無線通訊產(chǎn)品，包括網(wǎng)關(guān)和終端設(shè)備。支持RS485、以太網(wǎng)、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多種通訊方式，隨著5G建設(shè)步伐的加快，未來將會(huì)有越來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(shè)。
 

　　5.3邊
 

　　安科瑞針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)了多款智能網(wǎng)關(guān)，采用嵌入式系統(tǒng)和邊緣計(jì)算技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)采集和存儲(chǔ)終端設(shè)備數(shù)據(jù)，并根據(jù)云平臺(tái)的需要，采用不同的協(xié)議和云平臺(tái)對(duì)接。所有數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、異常報(bào)警觸發(fā)邏輯均在網(wǎng)關(guān)就地設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后補(bǔ)傳數(shù)據(jù)，斷點(diǎn)續(xù)傳，提高數(shù)據(jù)可靠性。
 

       5.4端

 

　　針對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，安科瑞陸續(xù)推出多款物聯(lián)網(wǎng)儀表，應(yīng)用在不同場(chǎng)合以滿足不同需求，2019年全年各類終端儀表出貨量超過185萬臺(tái)。
 

        參考文獻(xiàn)：

 

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

　　【2】李小莉,王長勝.淺談?dòng)秒娦畔⒉杉到y(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用
 

　　【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用手冊(cè).2020.06版