無人変電所運用保守クラウドプラットフォームの分析と応用

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株式会社アクレ

抽象的な：変電所のスマート化の推進に伴い、電力システムは信頼性が高く、統合型で環境に優しいスマート機器を採用し、全所情報のデジタル化、情報共有の標準化、通信プラットフォームのネットワーク化を基盤として、変電所設備情報の収集、測定、保護、監視を自動で完了します。制御などの基本機能については、従来の「見える」「触れる」二次回路は「見えない」「触れる」ブラックボックスとなり、変電所の運用、保守、メンテナンスの制御不能性を高めています。本稿では、インテリジェント変電所運用保守管理プラットフォームの研究計画を提案します。変電所リレー保護を遠隔操作・制御できます。運用保守ステーションおよび保守作業エリアの遠隔オンライン監視とインテリジェント運用保守管理を可能にします。

キーワード:オンライン監視、状態評価、障害箇所の特定、補助安全対策、障害分析

0.はじめに

変電所二次設備の保守レベルを向上させるには、設備を可視化し、変電所二次系統の日常的な運用保守、異常処理、事故分析、保守に対する多次元視覚情報サポート、意思決定と安全操作を提供し、運用保守プラットフォームに基づく高度なアプリケーションを開発して設備改良管理レベルを向上させる必要があります。

変電所インテリジェント運用保守管理プラットフォームは、プロセス層ネットワークとステーション制御層ネットワークから情報を取得し、運用保守関連情報を高度に統合し、可視化されたオンライン監視とインテリジェント診断の応用を実現し、リモートアップロードをサポートします。主な機能には、オンライン監視、二次設備の状態評価と監視・警報、障害箇所の特定、二次保守のための補助安全対策、設定ファイル管理、保護値管理、障害情報管理、総合分析など、多次元運用保守管理が含まれます。

1.変電所運用保守クラウドプラットフォームの概要

AcrelCloud-1000変電所運用保守クラウドプラットフォームは、インターネット+、ビッグデータ、モバイル通信などの技術開発に基づくクラウド管理プラットフォームであり、ユーザーや運用保守会社のさまざまな変電所回路の動作状態とパラメータ、室内環境の温度と湿度、ケーブルとバスバーの動作温度、現場設備または環境のビデオシーンなどを監視し、データの集中、集中保存、統一管理、使いやすさを実現し、ユーザーがコンピューター、携帯電話、PADなどの端末リンクを介してアクセスし、アラームを受信し、関連設備の日常および定期的な検査やディスパッチなどの管理を完了できるようにサポートします。

2.応用

通信、金融、運輸、エネルギー、医療・健康、文化・スポーツ、教育・科学研究、農林水利、商業サービス、公共事業、電子工業団地などの産業における配電運用保守システムの新設、拡張、再構築に適用できます。

3.プラットフォーム構造

変電所配電室にインテリジェントゲートウェイを設置し、変電所室内のインテリジェント設備のデータを収集し、プロトコル変換、圧縮、暗号化を行った後、定期的にアップロードするか、トリガー方式でプラットフォームにアップロードします。プラットフォームは、変電所と配電室のすべてのインテリジェント設備のデータ交換を完了し、変電所内の変圧器、遮断器などの重要な運転設備の動作状況をリアルタイムで監視できます。また、変電所と配電室の回路の動作データや周囲温度などのデジタル量をリアルタイムで監視できます。さらに、通信管理ユニットはプラントのローカルエリアネットワーク（LAN）に接続し、データをデータセンターに渡します。

AcrelCloud-1000変電所運用保守クラウドプラットフォームは、ユーザープロファイル、電力データ監視、電力品質分析、電力消費分析、日次、月次、年次エネルギー消費データレポート、異常イベントアラームと記録、動作環境監視、設備保守、ユーザーレポート、運用保守ディスパッチなどの機能を提供し、マルチプラットフォームおよびマルチ端末データアクセスをサポートします。

AcrelCloud-1000 変電所運用保守クラウド プラットフォーム システムは、認識層、伝送層、アプリケーション層、表示層の 4 つの層に分けられます。

認識層：変電所に設置された多機能計器、温湿度監視装置、カメラ、開閉量取得装置などが含まれます。カメラに加えて、他のデバイスはRS485バスを介して現場スマートゲートウェイのRS485ポートに接続されます。

トランスポート層：オンサイトインテリジェントゲートウェイ、スイッチ、その他の機器が含まれます。インテリジェントゲートウェイは、オンサイトデバイス層デバイスからデータを積極的に収集し、プロトコル変換、データ保存、そしてスイッチを介して指定されたサーバーポートへのアップロードを行います。ネットワーク障害が発生した場合、データはローカルに保存され、ネットワーク復旧時に中断された場所から再開されます。データをアップロードすることで、サーバー側のデータが失われないようにします。

アプリケーション層：アプリケーションサーバーとデータベースサーバーが含まれます。変電所の数が30台未満の場合は、アプリケーションサーバーとデータベースサーバーを1つにまとめることができます。各スマートゲートウェイからアクティブに送信されるデータを受信するために、サーバーには固定IPアドレスが必要です。

表示層: ユーザーは、携帯電話、タブレット、コンピューターなどの複数の端末を通じてプラットフォーム情報にアクセスします。

4.プラットフォーム機能

4.1. リアルタイム監視

電力分配回路をクリックすると、詳細な電力消費データが表示され、電力操作レポートが生成され、さまざまな電力パラメータ、電圧、電流、電力、高調波などの履歴データと環境データ監視が照会されます。

4.2. 月次エネルギー消費レポート

月次エネルギー消費レポートを使用すると、ユーザーは総電力消費量、変電所名、変電所番号などに基づいて、管理対象ステーションの電力消費量を照会できます。照会期間は月単位で設定できます。

4.3. サイト監視

サイト監視には、概要、動作状態、その日のイベント記録、その日の 1 時間ごとの電力消費曲線、電力消費の概要が含まれます。

4.4. 変圧器の状態

変圧器ステータスは、ユーザーがすべてのステーションまたは特定のステーションの変圧器電力、負荷率、およびその他の動作ステータスデータを照会することをサポートします。また、負荷率、電力による昇順または降順のランキングをサポートします。

4.5. 電力の運用と保守

運用保守では、ユーザーが現在管理している変電所マップ上に、位置や総量情報を表示します。

4.6.電力配分図

電力系統図は、選択した変電所の電力系統情報を表示します。電力系統図には、各回路の開閉状態、電流などの動作状態と情報が表示され、電圧、電流、電力などの詳細な動作パラメータの照会もサポートされます。

4.7.ビデオ監視

ビデオ監視は、現在のリアルタイム映像（ビデオライブブロードキャスト）を表示します。特定の変電所および配電所を選択すると、電力系統内のビデオ情報を表示できます。

変電所および配電所。

4.8. 電力運用レポート

電力操作レポートには、選択したステーション内の選択した機器の各回路の指定された収集間隔の動作パラメータのリアルタイム値と平均行統計、および電力量メーターの読み取り値が表示されます。

4.9. 故障アラーム

テレメトリ、リモート信号アラーム（ウェブページおよび SMS）、アラームの上限と下限を設定可能、変電所の動作環境（浸水、煙など）のアラーム

4.10. タスク管理

タスク管理ページでは、検査または欠陥除去タスクを公開したり、検査または欠陥除去タスクのステータスと完了を確認したり、「タスクの表示」をクリックして特定の検査情報を

4.11. ユーザーレポート

ユーザーレポートページは主に、選択した変圧器および配電所の1ヶ月間の運用データを自動的に集計し、変圧器負荷、配電回路消費電力、力率、警報イベントなどの統計分析を行い、その期間内のリストを作成するために使用されます。検査中に発見されたさまざまな種類の欠陥とその処理。

4.12. モバイルアプリ

このアプリは電力運用と保守をサポートします。モバイルアプリは、「監視システム」「設備ファイル」「ToDo項目」「検査記録」「不具合記録」「文書管理」「ユーザーレポート」の7つのモジュールをサポートしています。プライマリグラフ、デマンド、電力消費量、ビデオ、曲線、温度と湿度、前年比、前月比、電力品質、各種イベントアラーム照会、設備ファイル照会、ToDoイベント処理、検査記録照会、ユーザーレポート、文書管理など。

5.システムのハードウェア構成

6.結論

変電所のインテリジェント運用・保守管理プラットフォームの適用により、既存の送電・保守モードを、実際の運転状況の遠隔オンライン診断と設備の健全性に基づく的を絞った検査へと転換することができ、運用・保守要員数を大幅に削減できます。現場のリレー保護装置の運用・保守・点検頻度を向上することで、設備の精緻な管理レベルを向上させます。リレー保護装置の遠隔インテリジェント運用・保守技術の研究は、極めて重要な意義を有しています。

参照

[1] Acrelユーザー変電所包括的自動化・運用保守ソリューション。バージョン2020.05

[2] エンタープライズマイクログリッド設計およびアプリケーションマニュアル。バージョン2020.06

[3] 王彦、「変電所のインテリジェント運転・保守技術の研究」通信ワールド、2015（22）。

[4] 張志強、変電所のインテリジェントな運用・保守管理プラットフォームの研究。