概述

配電室智能運維系統(tǒng)（Intelligent Operation and Maintenance System for Distribution Rooms, IOMS）是一種利用現(xiàn)代信息技術、大數(shù)據(jù)和云計算技術，對配電室內(nèi)電氣設備、能耗計量采集及用電環(huán)境進行全面監(jiān)測和管理的系統(tǒng)。IOMS通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對配電設備的“數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化”管理和維護，有效提高配電系統(tǒng)的運行安全性和能效管理水平。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能領域的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心行業(yè)也進入了快速發(fā)展的階段，而數(shù)據(jù)中心也正朝著大型化、高密度、綠色環(huán)保、模塊化方向演變。為適應這一發(fā)展趨勢，IOMS成為解決數(shù)據(jù)中心內(nèi)供配電發(fā)展的一種新方式。

背景

目前，商業(yè)樓宇、工業(yè)園區(qū)等都是用電大戶，能耗較高。配電房內(nèi)的電氣運行維護通常由傳統(tǒng)的人工巡檢方式進行，但由于運維人員的專業(yè)能力和檢測手段有限，配電房內(nèi)電氣設備的異常情況往往無法及時發(fā)現(xiàn)。即使在配置了綜自系統(tǒng)的配電房內(nèi)，由于測量設備監(jiān)測范圍的局限性，對于開關柜及變壓器運行過程中的安全隱患也無法預警和干預。隨著傳感器技術和現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，智能配電運維系統(tǒng)通過對配電室內(nèi)電氣設備、能耗計量采集及用電環(huán)境的全面監(jiān)測，利用大數(shù)據(jù)、云計算和互聯(lián)網(wǎng)技術對配電室設備進行遠程智能監(jiān)測服務，實現(xiàn)了對設備運行狀態(tài)和用電負荷的實時監(jiān)測和管理。

目標要求

為了適應配電房運維的現(xiàn)代化需求，提出以下目標要求：

1. 整體智能托管：目前采用傳統(tǒng)運維模式，處置能力不強，希望實現(xiàn)整體智能托管，提高運維效率。

2. 專業(yè)維保團隊支持：維修電工技能水平不足，希望能有專業(yè)性更強的維保團隊支持。

3. 提高電力安全運行水平：希望通過物聯(lián)網(wǎng)+云計算手段，提高企業(yè)電力安全運行的整體水平。

4. 能源系統(tǒng)管控：對電費支出有嚴格考核，希望通過能源系統(tǒng)進行管控，優(yōu)化能源使用。

5. 提高設備安全性和可靠性：預防設備故障發(fā)生用電事故，提高設備的安全性和可靠性。

6. 降低維保成本：目前維保成本較高，希望有所降低。

7. 電量集抄系統(tǒng)：用戶較多，希望增加電量集抄系統(tǒng)，做到電費收支平衡。

8. 不停電檢測手段：因停電困難的設備和區(qū)域，提供不停電檢測手段。

標準與規(guī)范

IOMS的建設需要遵循以下標準和規(guī)范：

1. GB 2423.10-89 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程

2. GB 26860-2011 電力安全工作規(guī)程

3. GB 31989-2015 高壓電力用戶用電安全規(guī)范

4. GL/T 596-2005 電力設備預防性試驗規(guī)程

5. GB 50150 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準

6. DL/T 860 變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)

項目建設方案

1. 系統(tǒng)架構

IOMS配電室智能運維系統(tǒng)采用站云端一體化平臺架構，將電力用戶所屬高、低壓變電所的實時運行參數(shù)及狀態(tài)傳送至云數(shù)據(jù)平臺。用戶可以通過WEB或手機APP訪問變電所內(nèi)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)平臺同時導入電力安全運行管理流程及運行規(guī)范，對變電所內(nèi)設備運行異常及時預警，并結合電力用戶駐站值班人員及區(qū)域線下服務人員提供現(xiàn)場服務或技術支持。實現(xiàn)變電所的無人值守或者少人值守，對配電運營情況進行實時監(jiān)控、運營數(shù)據(jù)的分析和故障信息的報警提示，最終達到安全可靠、集中監(jiān)控、定期巡檢、現(xiàn)場缺陷處置、事故搶修、定期預防性試驗的電力智能運維管理模式。

2. 智能化改造內(nèi)容

1. 高壓配電房

• 電能參數(shù)和開關狀態(tài)數(shù)據(jù)采集：對高壓多路進線的電能參數(shù)和開關狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集。

• 繼電保護裝置數(shù)據(jù)采集：對高壓各回路的繼電保護裝置進行數(shù)據(jù)采集。

• 環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)采集：對開關站內(nèi)環(huán)境參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集。

2. 低壓配電房

• 電能參數(shù)和開關狀態(tài)數(shù)據(jù)采集：對高壓總進線、變壓器總出線、低壓各出線的電能參數(shù)和開關狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集。

• 無功補償控制器數(shù)據(jù)采集：對無功補償控制器進行數(shù)據(jù)采集。

• 變壓器溫控裝置數(shù)據(jù)采集：對變壓器溫控裝置進行數(shù)據(jù)采集。

• 環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)采集：對配電房環(huán)境參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集。

• 監(jiān)測儀表和電流互感器更換或加裝：根據(jù)現(xiàn)場實際情況更換或加裝監(jiān)測儀表和電流互感器。

3. 通信方式選擇

• 配電站室內(nèi)通信：能源信息基站到配電柜內(nèi)各種電力監(jiān)測儀表的通信方式，優(yōu)先選擇RS485布線，在條件不允許時采用無線方式。

• 配電站室外通信：能源信息基站與云平臺的上行通信方式優(yōu)先接入企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，在條件不允許時采用4G無線公網(wǎng)的方式。

4. 采集和監(jiān)測的數(shù)據(jù)指標

• 電量參數(shù)：有功電量、有功電度、無功電量、無功電度、峰谷平電量等。

• 電力參數(shù)：相電壓、線電壓、相電流、線電流、有功功率、無功功率、需量、功率因數(shù)、頻率等。

• 電能質量參數(shù)：諧波電壓（2-32次）、諧波電流（2-32次）、三相不平衡度、電壓偏差、頻率偏差、零線電流等。

• 用電異常事件：過流、過壓、短路、失壓、缺相、跳閘、溫升、停電等。

• 配電房環(huán)境參數(shù)：溫度、濕度等。

5. 智能配電監(jiān)控系統(tǒng)結構圖

通過網(wǎng)關，把客戶配電房現(xiàn)場的微機保護、智能電表、計量表、攝像頭、傳感器等硬件數(shù)據(jù)，通過符合國標電網(wǎng)標準的數(shù)據(jù)協(xié)議，連接到專門的網(wǎng)關模塊，完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，并在變電所構建一個本地化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。同時，實時把數(shù)據(jù)通過5G/4G上傳數(shù)據(jù)到私有云平臺，通過云化軟件完成各種數(shù)據(jù)的整理、挖掘、預判，把云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與“互聯(lián)網(wǎng)+”服務理念相結合，打造配電智能電網(wǎng)運維云平臺和電力物聯(lián)網(wǎng)解決方案。通過易擴展、快響應、短延時的特點，為電力配電提供高效的配電數(shù)據(jù)采集管理、實時運行監(jiān)控、專家數(shù)據(jù)分析、APP移動管理，并出具自動化分析報告、統(tǒng)計報表，及時、準確、高效地響應用戶對數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計和運維分析報告。

系統(tǒng)優(yōu)勢

1. 提高安全性：IOMS能夠實時監(jiān)測電氣設備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患，有效提高配電系統(tǒng)的運行安全性。

2. 降低能耗：通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，IOMS可以幫助管理人員優(yōu)化設備的運行狀態(tài)，降低能耗，提高能效管理水平。

3. 提高生產(chǎn)效率：IOMS能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的電氣問題，減少因設備故障導致的生產(chǎn)中斷，提高生產(chǎn)效率。

4. 降低維護成本：IOMS能夠實時監(jiān)測電氣設備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的電氣問題，減少設備的維修和更換頻率，降低維護成本。

5. 適應性強：IOMS適用于各種工業(yè)和商業(yè)場景，能夠克服安裝復雜環(huán)境的影響，實現(xiàn)電氣設備的實時在線監(jiān)控。

6. 遠程管理：用戶可以通過WEB或手機APP遠程訪問和管理配電系統(tǒng)，實現(xiàn)無人值守或少人值守，提高管理效率。

成功案例

1. 某大型商業(yè)綜合體

某大型商業(yè)綜合體在配電房內(nèi)安裝了IOMS，實現(xiàn)了對電氣設備的實時監(jiān)測和管理。通過系統(tǒng)的實時監(jiān)測和預警功能，綜合體及時發(fā)現(xiàn)和處理了多起潛在的電氣問題，避免了重大安全事故的發(fā)生。此外，通過數(shù)據(jù)分析，綜合體優(yōu)化了設備的運行狀態(tài)，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率。

2. 某工業(yè)園區(qū)

某工業(yè)園區(qū)在多個配電房內(nèi)安裝了IOMS，實現(xiàn)了對電氣設備的全面監(jiān)測和管理。通過系統(tǒng)的實時監(jiān)測和預警功能，園區(qū)及時發(fā)現(xiàn)和處理了多起潛在的電氣問題，避免了設備故障導致的生產(chǎn)中斷。此外，通過數(shù)據(jù)分析，園區(qū)優(yōu)化了設備的運行狀態(tài)，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率。

結論

配電室智能運維系統(tǒng)作為一種先進的電氣設備管理和維護技術，具有實時監(jiān)測、遠程管理、數(shù)據(jù)分析、降低能耗、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)勢。通過實時監(jiān)測和預警，IOMS能夠有效提高電氣設備的運行安全性和能效管理水平，降低維護成本。隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術的不斷發(fā)展，IOMS將在未來的配電管理中發(fā)揮更加重要的作用，為企業(yè)的安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。