行业解决方案
安科瑞电力运维公司行业 智能运维解决方案
时间: 2022-01-29 发布人:范曼曼
1.项目概述
随着国家电力使用量的增加,电力信息系统运维管理要求不断提高。这加速了自动化的运维管理方案的进程。文章介绍了我国运维管理中存在的问题,在运维管理准确性运维管理人员的工作量方面存在缺陷另外研究了自动化的运维管理系统,对设备管理系统、业务监控系统和运维管理系统做出详细说明。
1.1电力信息系统运维管理存在问题
我国目前的电力运维管理存在问题,国家电网根据这些问题制定了相对完整的运维管理制度。但是目前没有落实到实际管理过程中,运维管理并不成熟。目前主要的运维管理问题有电力信息系统缺乏主动性,而且运维工作人员的工作量很大。
1.1电力信息系统缺乏主动性
电力信息系统缺乏主动性电力信息系统的运维工作过程通常是发现问题后进行修复,但是这是一种基于系统破坏后的维修过程,并不能防治系统的破坏。为了减小电力信息系统的破坏,或者破坏过大造成的修复工作量增加,电力信息系统运维管理工作时,工作人员应进行主动的漏洞检查,体检进行故障检测和预防,提高电力信息系统的使用年限,提供其可用性和可控性。电力信息系统破坏后,维修成本将增加,使用效率将会降低。通过自动化的运维管理系统可以实现系统破坏的时时检测和控制,采用传感器技术采集系统的使用数据,并进行数据处理,和正常数据对比判断系统的工作性能,判断工作状况。
1.2运维工作人员的工作强度大
随着虚拟服务器、云数据计算与传输等技术的发展,运维管理人员的工作量和工作强度增大。技术的进步和信息化架构的复杂化,运维工作人员需要学习更多的技术理论,并将这些理论应用于实际的维修工作,所以这个过程需要耗费运维管理人员更多的时间和精力,增加了工作量。目前,我国的运维管理主要是通过多维的管理方法,根据不同需要进行运维工具的安排放置,工具较多且分布较为分散,运维工作较为混乱。在工具的分配和收集上将耗费更多的人力物力,增加人力成本。
1.3电力信息系统运维管理自动化方案
针对上面我国电力信息系统运维管理过程中存在的问题,相关部门需要将自动化的运维管理提上日程,设计一个具有集成化和自动化的信息系统运维管理的平台。下面介绍自动化管理方案的设备管理系统、业务监控系统、以及运维支撑系统等底层系统。
1.4设备管理系统
设备管理系统是为满足电力企业经营目标设立的系统,通过设备的信息管理模块、设备监测模块、设备风险评估模块、设备维修模块以及统计报表模块等模块实现对整个电力信息系统的科学优化管理。设备管理系统可以实现从设备的规划安装,到设备疲劳磨损,再到疲劳破坏的全部过程的管理控制。设备的信息管理模块只要完成设备安全状况进行管理,实现各类设备的集中管理。设备监测模块可以实现各个设备的时时监测,同时设置状态参数的变化阈值,实现安全预警。当监测到信息系统发生异常时,可以自动实现报警功能,不断的将新的设备信息发送到计算机显示。风险评估模块可以实现风险的预测,通过内置的预测模型,可以对破损部分进行预测,如果认为在一定的时期内可能发生某种破坏就发出报警。 风险评估模块具体可以分为运行分析、设备风险检查、SMS设备管理,决策支持环节等。设备维护模块主要进行设备的日常修复工作,维修的等级控制以及日常管理。该模块可以是实现设备维修检测,仪器仪表的检查和更新等功能。
1.5业务监控系统
业务监测系统主要完成操作系统,信息数据存储以及中间文件进行时时监测和控制。 通过实时的流量检测和分析,系统访问数量分析等进行多工位多地点的检测优化,提高电力企业信息网络的使用频率和使用价值。该系统可以对已经发现的问题进行快速的抑制,降低电力信息系统出现故障的可能性,减少该系统可能遭受的设备损失,提高电力信息系统地域攻击的能力。业务监测系统进行流量分析,完成了时时流量采集、趋势预测等功能,每个网络终端在使用流量时,该系统记录使用的物理地址并统计使用时间和流量。通过屏蔽一些具有不良目的的设备和人员的网络连接,该系统实现了访问控制功能,对于不符合网络安全策略的网络终端设置隔离墙,禁止其通过各种手段登录网络,保证电力信息系统的安全。 通过服务监控模块,该系统对多数应用和数据库以及群文件进行通过管理,不断的获取特定应用的运行状况,增加应用分析和预警的功能,保证了业务和一些应用的安全正常工作。 在权限管理中,管理证书所规定的权限是该系统的主要工作和任务之一,系统的管理员通过设置一些安全规则,对不同的使用用户进行权限设置。用户终端可以进行权限申请,文档的解密和查看等。
1.6运维支撑系统
运维支撑系统是通过较大的数据库架构体系,在技术发展和数据管理方面提高系统的安全性。主要通过对网络的安全弊端进行采集、预测分析和管理追踪,运维支撑系统可以对全部的安全运维工作人员、工作流程和工作结果进行集中管理,采用积极主动的防御方法,支撑整个安全运维工作。安全流程化运维管理工作是指对安全运维的工作人员、工作主要内容和重要的环节进行集中管理,通过工作流程的管理和人员管理模块的进行协同工作。 安全工具管理是通过对脆弱性的程序和脚本进行整理,安全工具的管理提供了一定的途径,来收集安全工具的脆弱性。知识管理是通过建立特定的知识管理中心,实现对各个运维知识的总结、整理和分类,同时进行审核工作。对一些运维知识进行全文搜索,并时间关键词查询功能,收录一些网络资源、数据库等。
2.用户需求
1)采集变电所进出线回路电流、电压、有功/无功功率、有功/无功电能、功率因数等电参量的实时监测;
2)通过系统可以实时监测变电所运行状况,可通过曲线图等图表方式展示;
3)系统可以统计变电所电能消耗情况,并形成日报/月/年报表;
4)系统能够根据统计存储的历史电参量自动生成用户用电分析报告;
5)系统能实时监测变电所的运行环境,对变电所发生的异常情况能通过声音文字信号及时报警,并支持APP通知;
6)系统支持手机、平板、PC等形式通过网络浏览,并在监控中心值班室总后台设置高清矩阵大屏实时投放云平台,用于矩阵式投放电力运维云平台及其他运维系统,以便于用户管理。
7)系统支持首页添加监控地点现场图片便于各个监控地点之间进行区分,配电一次图中需添加详细的变电所信息,如成套柜、主要开关元器件的品牌和生产年限。
8)对运维人员进行实时运维状态进行监测,并形成完善闭环流程。
3.参考标准
本平台遵循以下标准开发:
DL/T 5430    《无人值班变电站远方监控中心设计技术规程》
GB/T 2887    《计算机场地通用规范》
Q/GDW 231    《无人值守变电站及监控中心技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据采集技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据传输技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——楼宇分项计量设计安装技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——数据中心建设与维护技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——建设、验收与运行管理规范》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——软件开发指导说明书》
4.方案设计
   ******公司现场有数据机房,同时有外网固定IP地址,因此可以采用在数据机房内配置一台服务器用于现场3间配电室内电力参数的数据汇总、处理及展示,只需要信息中心人员配合开发两个数据对接端口即可。
1)高压配电室:
此配电室高低压柜位于同一个房间,现场2排10KV高压柜,在配电室内设置一台数据采集箱,用于采集高压综保的数据;同时为了解配电室的实时运行情况,在此配电室内再设置几台摄像头等环境变量采集装置,最终数据采集器将采集到的数据经过厂区内部网络传输至服务器。
2)0.4KV新建配电室
 0.4KV新建配电室内设置两台变压器T3和T4低压出线回路大约100多个均为带485通讯只能多功能仪表,同时采集无功补偿控制器设备状态,变压器温控仪实时参数,设备开合闸等关键信息通过数据采集器经过内部网络上传至服务器。
3)0.4KV老配电室
0.4KV新建配电室内设置两台变压器T3和T4低压出线回路大约50多个出线回路需要在进线处加装ADW300导轨式多功能电表,出线回路由于原来只有指针电流表建议加装AEW100物联网仪表。
4.1.系统架构
本平台架构如图:
系统可分为三层:即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。
现场设备层:包含******公司几间变配电室内微机保护、低压多功能电力仪表、摄像头等等。其中微机保护、低压多功能电力仪表通过RS485总线接入现场智能网关RS485端口;萤石云网络摄像机实时监控变配电室内的画面。
网络通讯层:包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据,并可进行规约转换,数据存储,并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器,智能网关可在网络故障时将数据存储在本地,待网络恢复时从中断的位置继续上传数据,保证服务器端数据不丢失;视频监控也经外网将实时将画面上传至运维平台服务器,平台可显示实时视频监控图像。
平台管理层:包含应用服务器、WEB服务器和数据库服务器,一般应用服务器和WEB服务器可以合一配置。
 
4.2.平台操作系统
    Windows Server 2012 R2 Standard Edition操作系统及更新版本,MySQL 5.7及更新版本。
4.3.设备清单
系统设备清单参见附件3:《变电所运维云平台设备清单》
4.4.运行条件
1)浏览器端运行设备:
台式电脑(WindowsXP以上),安卓系统移动设备(android 4.0及以上版本)。
2)浏览器端运行环境:
Windows系统下使用谷歌、360(极速模式)等浏览器访问。
4.5.主要技术指标 
数据上传频率:5分钟 
通信方式:RS485、以太网、2G/3G/4G
并发访问量:≥500
历史数据存储:≥3年
5.工程实施
5.1.现场推荐使用线缆
根据本安装工程对测试仪器仪表的需求,项目部初步制定主要测试仪表仪器配置表。
用于本项目的施工机械数量及类型清单
A.视频监控设备两根供电线一根以太网通信线
B.纯通讯线采用屏蔽双绞线
C.即带供电又带通讯设备采用屏蔽四芯线
5.2.系统通讯施工布线注意事项
5.2.1.电表通讯线缆采用ZR-RVSP2*1.0屏蔽双绞线,禁止使用非屏蔽线缆,每根通讯线长不超过300米,超过300米建议使用光纤;
5.2.2.每根通讯线上设备数量要求:微机保护装置不超过4台,多功能仪表不超过20台;
5.2.3。同一条通讯线不能接不同厂家、不同型号、不同通讯协议的设备,如果需要接入同一厂家相同协议但是不同型号的设备建议先咨询厂家是否可以;
5.2.4。通讯接线需要采用手拉手连接,禁止使用树形或者星形连接;
5.2.5.现场总线不建议跨建筑布线,变电所之间或者楼与楼之间使用光纤通讯;
5.2.6.以太网五类八芯网线不超过60米,超过60米建议使用光纤;
5.2.7.485带供电设备需要铺设4芯电缆,采用RVSP 4*1.5屏蔽双绞线,其中两芯为电源线,两芯为通讯线,通讯线布设要求同电表,采用手拉手连接,禁止使用树形或者星形连接,每根总线建议不超过200米。
5.3.无线测温类产品
现场安装说明:无线测温收发器采用470MHz无线接收温度传感器信号一般安装在同一个配电室内,接收装置采用24V直流电源供电,485通讯接口
5.4.开关量类传感器
ARTU单元
现场ARTU-K8单元一般在数据采集相中安装,接线端子1 2 3 4 5 6 7 8接开关量信号的一端(不分正负极)隔断9 10 11 12为公共端接开关量信号的另一端
5.5.门磁开关现场安装指导
门磁开关 AFRD-MC 功能:检测防火门是否关闭到位的状态,当门打开或门没关闭到位,动触头因距离过大或缝隙过大,无永磁铁吸引或吸力很弱,动触点在弹簧反力作用下与静触头接通或断开,防护门监控模块检测到
信号变化后传送给防火门监控器。单扇门配 1 套,双扇门需配 2 套。
安装要求:安装在远离门轴的门角 螺孔直径φ4.5  两根线接到ARTU单元的通道上
5.6.烟感现场指导安装
百仁吉烟感器,BRJ-307烟雾探测器的主要功能特点: 
本探测器为非编码型,工作时直接接入直流电源即可工作。正常工作时,工作指示灯每隔5秒闪烁一次。报警时,报警指示灯亮。无烟后需断电/自动复位。探测器采用定位底座。
安装位置:配电室屋顶倒挂式安装
安装方式:9~30V直流电源接入1为正极2为负极,3、4接ARTU单元通道
5.7.水浸现场安装指导
宽电压电源输入 10~30V 均可。485 信号线接线时注意 A\B 两条线不能接反,总线上多台设备间地址不能冲突, 设备标配是具有 1 路继电器输出,两条出线为常开触点。
安装位置:电缆沟处
安装方式:10~30V供电继电器常开触点接ARTU单元通道
导轨式水浸传感器
王八壳式壁挂型
购买我司线式漏水传感器的客户,在接漏水绳时请注意,黑色线为漏水感应线,黄色线为支撑架,漏水绳首尾两端黑色感应线不要相互触碰。
安装方式
1.导轨式
2.壁挂式
5.8.红外感应模块
安装位置:安装在入侵者可能出现的位置如门、窗、阳台处等离地高度2-2.5米处
安装方法:9~12V电源NC和C接ARTU单元通道
 
 
5.9.485通讯类传感器
A.温湿度传感器
1)电源插孔供电或上述免螺丝端子处供电均可。
2)485 线场布线时有一定的规范要求,详情请见资料包《485 设备现场接线手册》。
3)设备接入 485 总线时,确保多台设备地址不会重复。
4)两路继电器为常开触点输出,可任意关联报警事项,具体见说明书按键设置部分。
安装位置:需要监测温湿度地方离地1.5m便于人观察的地方
安装方法:10V~30V电源输入 485通讯口接相应采集器
5.10.监控设备
安装位置:需要重点监控的位置
安装方法:摄像头有一个12V直流供电,一个RJ45网线接口接到交换机上
6.售后服务及客户培训
6.1.售后服务
我公司的技术人员将负责系统工程的安装、调试及优化等工作,提供全面、及时的培训、维护、咨询服务,并配合用户管理系统的运行。
在整个系统运行期内,系统所有故障问题的检测和恢复均由我公司负责,并作现场测试和恢复。在故障问题发生时,我公司将及时派出富有经验的工程师(或工程师小组),利用有关工具和测试设备,检测问题所在,并及时提出解决方案。具体地说,我们公司将成立专项服务小组,由技术部工程师负责该项目所涉及人员的技术培训及解决日常出现的一些问题。我公司将免费接受用户的电话技术咨询和书函技术咨询,帮助用户解决在应用过程中遇到的各种技术问题。
技术支持热线电话:800-820-6632
对于非设备性故障或一般性故障以及电话技术咨询,我公司保证在120分钟内给予回应,必要时派专业技术人员到达现场处理故障。
对于设备性故障,一方面在系统设计时,我们尽量避免单点故障,另一方面我们将利用我们公司的零备件应急供应体系,及时排除故障,保证不影响系统的正常运行。
6.2.维修服务
系统自验收合格之日起,免费保修一年,终身维护。系统常规软件终身免费维护。
针对本项目在质保期间发生问题,我方会在收到通知后及时响应,2个工作日内派合格的技术人员并携带工具无条件到现场作技术服务,除非该问题可以通过后台远程或电话通讯解决。
在质保期内,如因我方责任需要调换或修理合同设备,并由此引起合同设备停机时,则有关合同设备的质保期按实际停机时间相应延长。重新修理或更换后的合同设备部件的质保期为修理和更换完毕并经双方确认相应延长,但不能少于规定的一年质保期。
在质保期满后30天内,买方因在质保期内发现合同设备有缺陷而出具的索赔证明仍然有效。
免费维修期内人为或自然灾害引起的故障或损坏,仅收取维修成本费。
免费维修期以外的维修服务仅收取维修成本费。
6.3.更新改进服务 
本公司产品设计更新提高或软件版本升级,我司将即时通知和协助需方进行已运行系统的改进提高,并无偿提供软件新版本,使用户的系统处于最先进的水平和最完善的状态。
用户对系统改制、扩容、拆点等不同要求,公司将及时、准确地予以满足。
6.4.培训计划
7.运维公司服务收费及盈利模式
7.1.电力运维收费模式
7.1.1按照变压器容量收费
① 10-20元/kVA/年:每个月现场巡检一次,为用户提供APP、短信报警服务,额外派工抢修、电试等服务按次收费;
② 20-40元/kVA/年:每个月现场巡检一次,为用户提供APP、短信报警服务、派工抢修、电试等服务;
③ 40-60元/kVA/年:每周或每个月现场巡检一次,为用户提供APP、短信报警服务、派工抢修、电试等服务,关键时段现场值守服务,免费提供部分易损件更换,如塑壳、空开等;
④ 60-100元/kVA/年:每周或每个月现场巡检一次,为用户提供APP、短信报警服务、派工抢修、电试等服务,关键时段现场值守服务,提供变电所设备损坏免费更换。
注:以上收费标准需要根据现场设备状况评审情况而定。
7.1.2按照高低压柜数量收费
按照高压柜2000-3000元/年,低压柜1000-2000元/年,每个月现场巡检一次,为用户提供APP、短信报警服务等;
7.2.关于用户的投资回报问题
以2台800kVA变压器的用户为例,每年支付32000元,可以节省2名电工的人力成本,解决配电系统数字化及故障报警功能,可以得到更专业快捷的抢修巡检服务,如果愿意多花16000~32000元可以获得免费抢修、电试等服务,对于人力短缺的企业来说,这笔投资是比较合适的。企业也可以根据上一年的电力维护成本来估算投资回报率,每年更换配件所花费的成本是随着配电系统运行年限逐年增加的。
7.3.赔偿问题
经常有用户纠结交给运维公司运维了,那要是发生事故造成损失谁来赔偿?电力运维服务的作用是提高系统供电可靠性,减少故障抢修时间,降低事故发生概率,但是根据每个用户现场情况不同,但不能完全保证不发生故障。这其实就像买疾病保险一样,小病有小病的保险,大病有大病的保险。如果发生事故造成损失,是否赔偿要看事故性质以及所支付费用和合同约定的服务是否包含相关赔偿,如果是运维人员误操作导致的损失,不管怎么样该赔就得赔偿,其它的看合同约定。
8.典型案例

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