무인 변전소 운영 및 유지보수 클라우드 플랫폼 분석 및 적용

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아크렐 주식회사

추상적인:스마트 변전소 보급 확대에 따라 전력 시스템은 신뢰성, 통합성, 환경 친화적인 스마트 장비를 도입하고, 변전소 전체 정보의 디지털화, 정보 공유 표준화, 통신 플랫폼 네트워킹을 통해 변전소 장비 정보의 수집, 측정, 보호 및 모니터링을 자동으로 완료합니다. 제어와 같은 기본 기능에 있어 기존의 "가시적"이고 "유형적"인 2차 회로는 "가시적"이고 "유형적"인 "블랙박스"로 전락하여 변전소 운영, 유지보수 및 유지 보수의 통제 불가능성을 증가시킵니다. 본 논문은 지능형 변전소 운영 및 유지보수 관리 플랫폼에 대한 연구 계획을 제시합니다. 이 플랫폼은 변전소 계전 보호를 원격으로 제어하고 제어할 수 있으며, 운영 및 유지보수 스테이션과 유지보수 작업 구역에 대한 원격 온라인 모니터링 및 지능형 운영 및 유지보수 관리를 지원합니다.

키워드:온라인 모니터링, 상태 평가, 결함 위치, 보조 안전 조치, 결함 분석

0. 서론

변전소 2차 설비의 정비 수준을 높이기 위해서는 설비를 시각화하고, 다차원 시각 정보 지원, 변전소 2차 시스템의 일상 운영 및 정비, 이상 처리, 사고 분석 및 정비를 위한 의사결정 및 안전 운영을 제공하고, 운영 및 정비 플랫폼을 기반으로 한 첨단 애플리케이션을 개발하여 설비 정밀화 관리 수준을 높여야 합니다.

변전소 지능형 운영 및 유지보수 관리 플랫폼은 프로세스 계층 네트워크와 스테이션 제어 계층 네트워크에서 정보를 수집하고, 운영 및 유지보수 관련 정보를 고도로 통합하며, 시각화된 온라인 모니터링 및 지능형 진단 기능을 구현하고 원격 업로드를 지원합니다. 주요 기능으로는 온라인 모니터링, 보조 장비 상태 평가 및 모니터링, 경고, 고장 위치 파악, 보조 유지보수를 위한 보조 안전 조치, 구성 파일 관리, 보호값 관리, 고장 정보 관리 및 종합 분석 등 다차원 운영 및 유지보수 관리가 있습니다.

1. 변전소 운영 및 유지보수 클라우드 플랫폼 개요

AcrelCloud-1000 변전소 운영 및 유지 보수 클라우드 플랫폼은 인터넷+, 빅데이터, 모바일 통신 등의 기술 개발을 기반으로 클라우드 관리 플랫폼을 구축하여 사용자 또는 운영 및 유지 보수 회사의 요구를 충족하고, 다양한 변전소 회로의 운영 상태 및 매개변수, 실내 환경 온도 및 습도, 케이블 및 모선 작동 온도, 현장 장비 또는 환경 비디오 장면 등을 모니터링하여 데이터의 중심, 중앙 집중식 저장, 통합 관리, 사용 편의성을 구현합니다. 사용자는 컴퓨터, 휴대폰, PAD 등의 다양한 단말 링크를 통해 접근하고, 알람을 수신하며, 일일 및 정기 검사 및 파견 등 관련 장비를 완벽하게 관리할 수 있습니다.

2. 신청

통신, 금융, 교통, 에너지, 의료 및 보건, 문화 및 스포츠, 교육 및 과학 연구, 농업, 임업 및 수자원 관리, 상업 서비스, 공공 서비스, 전자 산업 단지 및 기타 산업의 배전 운영 및 유지 보수 시스템의 신축, 확장 및 개조에 적용됩니다.

3. 플랫폼 구조

변전소 배전실에 지능형 게이트웨이 세트를 설치하여 변전소 내 지능형 장비의 데이터를 수집하고, 프로토콜 변환, 압축 및 암호화를 거쳐 정기적으로 업로드하거나 트리거 방식으로 플랫폼에 업로드합니다. 이 플랫폼은 변전소 및 배전실 내 모든 지능형 장비의 데이터 교환을 완료하고, 변전소 내 변압기, 차단기 등 주요 운영 장비의 운전 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 또한, 변전소 및 배전실 회로의 운전 데이터와 주변 온도 등의 디지털 수치를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 통신 관리 장치는 발전소의 근거리 통신망(LAN)과 연결되어 데이터를 데이터 센터로 전달합니다.

AcrelCloud-1000 변전소 운영 및 유지 관리 클라우드 플랫폼은 사용자 프로필, 전력 데이터 모니터링, 전력 품질 분석, 전력 소비 분석, 일일, 월간 및 연간 에너지 소비 데이터 보고서, 비정상 이벤트 알람 및 기록, 운영 환경 모니터링, 장비 유지 관리, 사용자 보고서, 운영 및 유지 관리 파견 및 기타 기능을 제공하며 다중 플랫폼 및 다중 단말 데이터 액세스를 지원합니다.

AcrelCloud-1000 변전소 운영 및 유지 관리 클라우드 플랫폼 시스템은 인식 계층, 전송 계층, 응용 계층, 표시 계층의 4개 계층으로 나눌 수 있습니다.

인식 계층: 변전소에 설치된 다기능 계측기, 온도 및 습도 모니터링 장치, 카메라, 스위칭 수량 수집 장치 등을 포함합니다. 카메라 외에도 다른 장치들은 RS485 버스를 통해 현장 스마트 게이트웨이의 RS485 포트에 연결됩니다.

전송 계층: 현장 지능형 게이트웨이, 스위치 및 기타 장비를 포함합니다. 지능형 게이트웨이는 현장 장치 계층 장치에서 데이터를 능동적으로 수집하고, 프로토콜 변환 및 데이터 저장을 수행하며, 스위치를 통해 지정된 서버 포트로 데이터를 업로드합니다. 네트워크 장애 발생 시, 데이터는 로컬에 저장되었다가 네트워크가 복구되면 중단된 위치에서 다시 시작할 수 있습니다. 서버 측 데이터가 손실되지 않도록 데이터를 업로드합니다.

애플리케이션 계층: 애플리케이션 서버와 데이터베이스 서버를 포함합니다. 변전소 수가 30개 미만인 경우, 애플리케이션 서버와 데이터베이스 서버를 하나로 구성할 수 있습니다. 각 스마트 게이트웨이에서 전송하는 데이터를 수신하려면 서버에 고정 IP 주소가 필요합니다.

디스플레이 계층: 사용자는 모바일폰, 태블릿, 컴퓨터 등 다양한 단말기를 통해 플랫폼 정보에 접근합니다.

4. 플랫폼 기능

4.1. 실시간 모니터링

전력 분배 회로를 클릭하면 자세한 전력 소비 데이터를 보고, 전력 운영 보고서를 생성하고, 다양한 전력 매개변수, 전압, 전류, 전력, 고조파 등의 과거 데이터와 환경 데이터 모니터링을 쿼리할 수 있습니다.

4.2. 월별 에너지 소비량 보고서

월별 에너지 소비량 보고서를 통해 사용자는 총 전력 소비량, 변전소 이름, 변전소 번호 등을 기준으로 관리되는 변전소의 전력 소비량을 조회할 수 있습니다. 조회 기간은 월로 설정할 수 있습니다.

4.3. 현장 모니터링

사이트 모니터링에는 개요, 운영 상태, 당일 이벤트 기록, 당일 시간당 전력 소비 곡선, 전력 소비 개요가 포함됩니다.

4.4. 변압기 상태

변압기 상태는 사용자가 모든 또는 특정 스테이션의 변압기 전력, 부하율 및 기타 운영 상태 데이터를 쿼리할 수 있도록 지원하고 부하율, 전력을 기준으로 오름차순 또는 내림차순으로 순위를 매길 수 있도록 지원합니다.

4.5. 전력 운영 및 유지 보수

운영 및 유지관리는 현재 사용자가 관리하고 있는 변전소 지도에 위치 및 총액 정보를 표시합니다.

4.6.전력 분배도

배전 다이어그램은 선택된 변전소의 배전 정보를 표시합니다. 배전 다이어그램은 각 회로의 스위칭 상태, 전류 및 기타 작동 상태와 정보를 표시하며, 전압, 전류, 전력과 같은 자세한 작동 매개변수 쿼리를 지원합니다.

4.7. 영상 감시

영상 감시는 현재 실시간 영상(실시간 영상 방송)을 표시합니다. 특정 변전소 및 배전소를 선택하면 전력망의 영상 정보를 확인할 수 있습니다.

변환 및 분배 스테이션.

4.8. 전력 운영 보고서

전력 운영 보고서는 선택된 스테이션의 선택된 장비의 각 회로에 대한 지정된 수집 간격 운영 매개변수의 실시간 값과 평균 행 통계와 전기 에너지 미터 판독값을 표시합니다.

4.9. 오류 알람

원격 측정, 원격 신호 알람(웹페이지 및 SMS), 상한 및 하한 알람 한도 설정 가능, 변전소 운영 환경(홍수, 연기 등)에 대한 알람

4.10. 작업 관리

작업 관리 페이지에서는 검사 또는 결함 제거 작업을 게시하고, 검사 또는 결함 제거 작업의 상태와 완료를 확인하고, 작업 보기를 클릭하여 정보에서 특정 검사를 볼 수 있습니다.

4.11. 사용자 보고서

사용자 보고서 페이지는 주로 선택된 변압기 및 배전소의 한 달 운전 데이터를 자동으로 요약하고, 변압기 부하, 배전 회로 전력 소비량, 역률, 경보 발생 등에 대한 통계 분석을 수행하여 해당 기간 내 목록을 작성하는 데 사용됩니다. 또한, 검사 중 발견된 다양한 유형의 결함과 그 처리 방법을 보여줍니다.

4.12. 모바일 앱

이 앱은 전력 운영 및 유지보수를 지원합니다. 모바일 앱은 "모니터링 시스템", "장비 파일", "작업 항목", "검사 기록", "결함 기록", "문서 관리", "사용자 보고서"의 7가지 모듈을 지원합니다. 주요 그래프, 수요, 전력 소비량, 비디오, 곡선, 온도 및 습도, 전년 대비, 전월 대비, 전력 품질, 각종 이벤트 알람 조회, 장비 파일 조회, 작업 이벤트 처리, 검사 기록 조회, 사용자 보고서, 문서 관리 등을 제공합니다.

5. 시스템 하드웨어 구성

6. 결론

지능형 변전소 운영 및 유지보수 관리 플랫폼을 적용하면 기존 송전 및 유지보수 방식을 원격으로 온라인에서 실제 운영 상황을 진단하고 장비 건전성 상태에 따른 집중 점검으로 전환하여 운영 및 유지보수 인력을 대폭 줄일 수 있습니다. 또한, 현장 계전 보호 장치의 운영, 유지보수 및 점검 빈도를 높여 장비 관리 수준을 향상시킵니다. 계전 보호 원격 지능형 운영 및 유지보수 기술 연구는 매우 중요합니다.

참고문헌

[1] Acrel 사용자 변전소 종합 자동화 및 운영 및 유지 관리 솔루션. 버전 2020.05

[2] 엔터프라이즈 마이크로그리드 설계 및 응용 매뉴얼. 버전 2020.06

[3] Wang Yan, 지능형 변전소 운영 및 유지 보수 기술 연구 [J]. Communications World, 2015(22).

[4] 장지창(Zhang Zhiqiang), 변전소 지능형 운영 및 유지관리 플랫폼 연구.