Analyse und Anwendung einer Cloud-Plattform für den unbeaufsichtigten Betrieb und die Wartung von Umspannwerken

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Acrel Co., Ltd.

Abstrakt:Mit der Einführung intelligenter Umspannwerke setzt das Stromnetz auf zuverlässige, integrierte und umweltfreundliche intelligente Geräte. Diese basieren auf der Digitalisierung stationsweiter Informationen, der Standardisierung des Informationsaustauschs und der Vernetzung von Kommunikationsplattformen, um die Erfassung, Messung, Sicherung und Überwachung von Informationen der Umspannwerksausrüstung automatisch zu gewährleisten. Für grundlegende Funktionen wie die Steuerung ist der herkömmliche, sichtbare und greifbare Sekundärkreis zu einer unsichtbaren und greifbaren „Blackbox“ geworden, was den Betrieb und die Wartung des Umspannwerks unkontrollierbar macht. Dieses Dokument schlägt einen Forschungsplan für eine intelligente Plattform für das Betriebs- und Wartungsmanagement von Umspannwerken vor. Sie ermöglicht die Fernsteuerung und -überwachung des Relaisschutzes des Umspannwerks. Sie ermöglicht die Online-Fernüberwachung und das intelligente Betriebs- und Wartungsmanagement von Betriebs- und Wartungsstationen sowie Wartungsarbeitsbereichen.

Schlüsselwörter:Online-Überwachung, Zustandsbewertung, Fehlerortung, zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen, Fehleranalyse

0.Einleitung

Um den Wartungsgrad der Sekundärausrüstung von Umspannwerken zu verbessern, ist es notwendig, die Ausrüstung zu visualisieren, mehrdimensionale visuelle Informationsunterstützung, Entscheidungsfindung und sicheren Betrieb für den täglichen Betrieb und die Wartung, die Behandlung von Anomalien, Unfallanalyse und Wartung des Sekundärsystems von Umspannwerken bereitzustellen und fortschrittliche Anwendungen auf der Grundlage der Betriebs- und Wartungsplattform zu entwickeln, um den Grad des Ausrüstungsverfeinerungsmanagements zu verbessern.

Die intelligente Betriebs- und Wartungsmanagementplattform für Umspannwerke bezieht Informationen aus dem Prozess- und Stationssteuerungsnetzwerk, integriert Betriebs- und Wartungsinformationen umfassend, ermöglicht visualisierte Online-Überwachung und intelligente Diagnose und unterstützt Remote-Uploads. Zu ihren Hauptfunktionen gehört ein mehrdimensionales Betriebs- und Wartungsmanagement, wie Online-Überwachung, Zustandsbewertung und -überwachung sowie Warnung von Sekundäranlagen, Fehlerlokalisierung, zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen für die Sekundärwartung, Konfigurationsdateiverwaltung, Schutzwertverwaltung, Fehlerinformationsverwaltung und umfassende Analyse.

1. Übersicht über die Cloud-Plattform für den Betrieb und die Wartung von Umspannwerken

AcrelCloud-1000 ist eine Cloud-Plattform für Betrieb und Wartung von Umspannwerken, die auf der Entwicklung einer Cloud-Management-Plattform auf Basis von Internet+, Big Data, Mobilkommunikation und anderen Technologien basiert und die Anforderungen von Benutzern oder Betriebs- und Wartungsunternehmen erfüllt, um den Betriebszustand und die Parameter vieler Umspannwerksstromkreise, die Raumtemperatur und -feuchtigkeit, die Betriebstemperatur von Kabeln und Sammelschienen, die Geräte vor Ort oder Umgebungsvideoszenen usw. zu überwachen und ein Datenzentrum, eine zentrale Speicherung und einheitliche Verwaltung zu erreichen. Die Benutzer werden unterstützt, indem sie über Terminalverbindungen mit Computern, Mobiltelefonen, PADs und anderen Arten von Geräten Zugriffsrechte erhalten, Alarme empfangen und die Verwaltung der relevanten Geräte, wie z. B. tägliche und regelmäßige Inspektionen und Versand usw., durchführen.

2.Anwendung

Es ist anwendbar auf den Neubau, die Erweiterung und den Wiederaufbau von Stromverteilungs-, Betriebs- und Wartungssystemen in den Bereichen Telekommunikation, Finanzen, Transport, Energie, Medizin und Gesundheitswesen, Kultur und Sport, Bildung und wissenschaftliche Forschung, Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Wasserwirtschaft, kommerzielle Dienstleistungen, öffentliche Versorgungsunternehmen, elektronische Industrieparks und anderen Branchen.

3.Plattformstruktur

Im Verteilerraum des Umspannwerks ist ein Satz intelligenter Gateways installiert, um die Daten der intelligenten Geräte dort zu erfassen. Nach der Protokollkonvertierung, Komprimierung und Verschlüsselung werden diese in regelmäßigen Abständen oder zeitgesteuert auf die Plattform hochgeladen. Die Plattform ermöglicht den Datenaustausch aller intelligenten Geräte im Umspannwerk und Verteilerraum und überwacht in Echtzeit den Betriebszustand von Transformatoren, Leistungsschaltern und anderen wichtigen Betriebsgeräten im Umspannwerk. Sie überwacht die Betriebsdaten der Stromkreise im Umspannwerk und Verteilerraum sowie die digitalen Werte der Umgebungstemperatur usw.; die Kommunikations- und Verwaltungseinheit ist mit dem lokalen Netzwerk (LAN) der Anlage verbunden und leitet die Daten an das Rechenzentrum weiter.

Die Cloud-Plattform für Betrieb und Wartung von Umspannwerken AcrelCloud-1000 bietet Benutzerprofile, Stromdatenüberwachung, Stromqualitätsanalyse, Stromverbrauchsanalyse, tägliche, monatliche und jährliche Berichte zu Energieverbrauchsdaten, Alarme und Aufzeichnungen zu ungewöhnlichen Ereignissen, Überwachung der Betriebsumgebung, Gerätewartung, Benutzerberichte, Betriebs- und Wartungsdisposition und andere Funktionen und unterstützt den Datenzugriff über mehrere Plattformen und Terminals.

Das Cloud-Plattformsystem für Betrieb und Wartung von Umspannwerken AcrelCloud-1000 kann in vier Schichten unterteilt werden: Wahrnehmungsschicht, Übertragungsschicht, Anwendungsschicht und Anzeigeschicht.

Wahrnehmungsebene: umfasst im Umspannwerk installierte Multifunktionsgeräte, Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachungsgeräte, Kameras, Schaltmengenerfassungsgeräte usw. Neben der Kamera sind weitere Geräte über den RS485-Bus mit dem RS485-Anschluss des Smart Gateways vor Ort verbunden.

Transportschicht: Umfasst intelligente Gateways, Switches und weitere Geräte vor Ort. Das intelligente Gateway erfasst aktiv Daten von Geräten der Geräteschicht vor Ort, führt Protokollkonvertierungen und Datenspeicherungen durch und lädt die Daten über den Switch auf den angegebenen Serverport hoch. Bei einem Netzwerkausfall können die Daten lokal gespeichert und nach Wiederherstellung des Netzwerks am unterbrochenen Standort fortgesetzt werden. Durch das Hochladen von Daten wird sichergestellt, dass serverseitige Daten nicht verloren gehen.

Anwendungsebene: Enthält Anwendungsserver und Datenbankserver. Bei weniger als 30 Unterstationen können Anwendungsserver und Datenbankserver in einer einzigen Konfiguration konfiguriert werden. Der Server benötigt eine feste IP-Adresse, um die von jedem Smart Gateway aktiv gesendeten Daten zu empfangen.

Anzeigeebene: Benutzer greifen über mehrere Terminals wie Mobiltelefone, Tablets, Computer usw. auf Plattforminformationen zu.

4.Plattformfunktionen

4.1. Echtzeitüberwachung

Klicken Sie auf den Stromverteilungskreis, um detaillierte Daten zum Stromverbrauch anzuzeigen, Strombetriebsberichte zu erstellen und Verlaufsdaten sowie die Überwachung von Umgebungsdaten verschiedener Stromparameter, Spannung, Strom, Leistung, Oberschwingungen usw. abzufragen.

4.2. Monatlicher Energieverbrauchsbericht

Mit dem monatlichen Energieverbrauchsbericht können Benutzer den Stromverbrauch verwalteter Stationen basierend auf dem Gesamtstromverbrauch, dem Namen der Unterstation, der Unterstationsnummer usw. abfragen. Der Abfragezeitraum kann auf Monate eingestellt werden.

4.3. Standortüberwachung

Die Standortüberwachung umfasst Übersicht, Betriebsstatus, Ereignisaufzeichnungen des Tages, stündliche Stromverbrauchskurve des Tages und Stromverbrauchsübersicht.

4.4. Transformatorstatus

Der Transformatorstatus unterstützt Benutzer bei der Abfrage der Transformatorleistung, des Lastfaktors und anderer Betriebsstatusdaten aller oder einer bestimmten Station und unterstützt die Rangfolge in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge nach Lastfaktor und Leistung.

4.5. Betrieb und Wartung der Stromversorgung

Betrieb und Wartung zeigen die Standort- und Gesamtmengeninformationen auf der aktuell vom Benutzer verwalteten Umspannwerkskarte an.

4.6.Stromverteilungsdiagramm

Das Stromverteilungsdiagramm zeigt die Stromverteilungsinformationen des ausgewählten Umspannwerks an. Das Stromverteilungsdiagramm zeigt den Schaltzustand, den Strom und weitere Betriebszustände und Informationen jedes Stromkreises an und unterstützt detaillierte Abfragen von Betriebsparametern wie Spannung, Stromstärke und Leistung.

4.7.Videoüberwachung

Die Videoüberwachung zeigt das aktuelle Echtzeitbild (Video-Liveübertragung). Durch Auswahl einer bestimmten Umspann- und Verteilstation können Sie die Videoinformationen im Strom anzeigen

Umspann- und Verteilstation.

4.8. Leistungsbetriebsbericht

Der Strombetriebsbericht zeigt die Echtzeitwerte und durchschnittlichen Zeilenstatistiken der angegebenen Betriebsparameter des Erfassungsintervalls jedes Stromkreises der ausgewählten Ausrüstung in der ausgewählten Station sowie den Zählerstand der elektrischen Energie an.

4.9. Störungsalarm

Telemetrie, Fernsignalisierung von Alarmen (Webseite und SMS), obere und untere Alarmgrenzen einstellbar, Alarm für die Betriebsumgebung des Umspannwerks (Überschwemmung, Rauch usw.)

4.10. Aufgabenverwaltung

Auf der Aufgabenverwaltungsseite können Sie Inspektions- oder Fehlerbeseitigungsaufgaben veröffentlichen, den Status und die Fertigstellung von Inspektions- oder Fehlerbeseitigungsaufgaben überprüfen und auf Aufgabe anzeigen klicken, um bestimmte Inspektionsinformationen anzuzeigen.

4.11. Benutzerbericht

Die Benutzerberichtsseite wird hauptsächlich verwendet, um die Betriebsdaten des ausgewählten Transformators und der Verteilungsstation für einen Monat automatisch zusammenzufassen, statistische Analysen der Transformatorlast, des Stromverbrauchs des Verteilungskreises, des Leistungsfaktors, von Alarmereignissen usw. durchzuführen und sie innerhalb dieses Zeitraums aufzulisten. Verschiedene Arten von Mängeln, die bei Inspektionen entdeckt wurden, und deren Behandlung.

4.12. Mobile App

Die App unterstützt den Betrieb und die Wartung von Stromanlagen. Die mobile App unterstützt sieben Module: „Überwachungssystem“, „Gerätedateien“, „Aufgaben“, „Inspektionsprotokolle“, „Fehlerprotokolle“, „Dokumentenverwaltung“ und „Benutzerberichte“. Primärdiagramm, Bedarf, Stromverbrauch, Video, Kurve, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Jahresvergleich, Monatsvergleich, Stromqualität, verschiedene Ereignisalarmabfragen, Gerätedateiabfragen, Aufgabenverarbeitung, Inspektionsprotokollabfragen, Benutzerberichte, Dokumentenverwaltung usw.

5.Systemhardwarekonfiguration

6. Schlussfolgerung

Der Einsatz der intelligenten Plattform für Betriebs- und Wartungsmanagement von Umspannwerken ermöglicht die Umstellung bestehender Übertragungs- und Wartungsmodi auf eine Online-Ferndiagnose der tatsächlichen Betriebsbedingungen und gezielte Inspektionen basierend auf dem Gerätezustand. Dadurch wird der Personalbedarf für Betrieb und Wartung deutlich reduziert. Regelmäßige Bedienung, Wartung und Inspektion von Relaisschutzgeräten vor Ort verbessern die Geräteverwaltung. Die Forschung zur intelligenten Fernbetriebs- und Wartungstechnologie für Relaisschutzgeräte ist von großer Bedeutung.

Referenzen

[1] Umfassende Automatisierungs-, Betriebs- und Wartungslösung für Acrel-Benutzerstationen. Version 2020.05

[2] Handbuch für die Entwicklung und Anwendung von Enterprise Microgrids. Version 2020.06

[3] Wang Yan, Forschung zu intelligenter Betriebs- und Wartungstechnologie für Umspannwerke [J]. Communications World, 2015 (22).

[4] Zhang Zhiqiang, Forschung zu einer intelligenten Betriebs- und Wartungsmanagementplattform für Umspannwerke.