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配电运维服务如何利用大数据实现智能化?

  北极星智能电网在线讯:摘要:电改文件发布之后,民营资本进入电力市场。很多企业参与到配电运维市场,如何提高这些运维服务商的运维手段,降低运维成本,丰富竞争手段成为重点。此话题从智能运维的角度出发,讲述信息化、智能化对运维服务商的帮助和提升。 基于大数据的能源互联云平台   纵观历史,能源的发展变革经历了以下三个阶段:


  第一次工业革命:主要能源由木材向煤炭发展,燃煤蒸汽机成为主要的生产动力,人类从此进入了以煤炭为主的化石能源时代。   第二次工业革命:人类由蒸汽时代跨入电气时代,石油代替煤炭成为主要的能源。   能源互联网时代:能源多层面交互、睿智供给与使用,使得多能源互补的综合能源成为可能。   综合能源大服务

  在现有的传统能源服务的基础上,如热电厂、燃气、电网等,结合光能、垃圾沼气发电、三联供等新的技术,利用大数据、云计算,使能源互联、能源管理、能源售电及市场分配等均能被用户使用。   能源互联网云平台
  在整体的综合能源大服务中,所有产生的数据都会通过实时互联的互联网进行交互。如何利用好这些数据为客户服务,同时降低能源互联网公司的运营成本成了一个很关键的问题。   目前的增量配网、能源管理、园区的业务运营等,都不可避免的面临着一个问题,即如何实现智能运维?   配电智能运维的现状   目前为用户提供的能源主要分为两类:一是电能,二是其他新的能源如热联供,供气、供热、供冷等,这些都需要维护。很多时候电力作为中间交换的介质,是能源输送最主要的手段,所以这里所讲的内容主要是从配电智能运维的角度出发。   个人认为智能运维至少包含以下三个方面的内容:
  运行:变电站的运行管理是最基础的方面;其次是设备计划停/复役操作,用户将配电房托管之后所有的东西都需要服务商全盘负责;同时需要记录各类运行数据,包括配电房运行的状况是否良好等;最后是设备台账的管理,例如运维了多少地方等这些方面都需要进行管理。   维护:维护需要定期的巡检,对配电房、变电站所有设备、线路线缆定期进行维护保养,电力设备高压预防性测验,另外也要做好站容站貌的清洁工作。   抢修:当客户发生故障问题时要及时响应抢修,应急供电,做好设备的更换、改造,协调设备供应商提供质保服务等。   目前来说,运营商这一块大部分时候都是通过人工巡视、纸质记录和电话沟通三种方式来实现的,尤其是专变用户侧,原来的配电房都比较老旧,没有智能化的手段,主要是人工巡视,巡视完之后纸质记录,通过电话跟用户进行沟通。
  传统运维其实是一种劳动密集型的业务,目前还存在着诸多弊端:   1、人力的占用成本很高,大部分工作都需要靠人力来做;   2、工作效率低,一般情况下巡维是两个人一台车,在划定的范围内进行巡维,另外还有花在路上的时间以及沟通的时间等,所以工作效率比较低;   3、人员培训,随着业务的扩展,越来越多用户的加入,需要对人员进行业务培训。现在的培训模式基本是授课、传帮带,因为发生事故的可能性比较低,人员对故障模拟的情况比较少,设备没有实时在线监测,所以只能依靠事故发生之后的抢修才能借鉴学习;   4、沟通时间长,不紧急的事件一般都是跟用户电话沟通,紧急事件才会上门当面沟通,所以存在一个比较长的沟通过程;   5、抢修响应时间比较长,抢修一般都是用户主动发起的,很少是运维商主动发现的。由于用户对故障的描述存在偏差,可能用户的描述和现场发现的问题不一致,这严重影响了对抢修的及时响应。   以上这些问题的存在导致企业的运行成本居高不下,用户粘性低,降低了运维商的竞争优势。   配电智能运维的需求   从用户和能源提供商的角度来看,智能运维的需求有以下三个方面:

  安全:最好的情况是杜绝事故,那如何才能做到杜绝事故呢?   1、做好故障预警,在事故没有发生之前将隐患扼杀在摇篮里;   2、掌握所有状态;   3、定期巡检是必要的,但是光靠一个星期一次的巡检并不能解决所有问题。   舒适:可以用几个关键词来概括。   1、无感式托管:用户将配电房托管之后由服务商全权负责,问题的发生及解决不需要用户操心;   2、沉浸式服务:既要让用户感觉不到你,又要让用户感觉你无处不在,发生问题服务商会比用户第一时间知道,并拿出解决方案;   3、参与感:用户对配电房运维的一切都了然于心,包括用了多少电、配电房安不安全等,所有的状况用户都很清楚;   4、管家服务:以管家的服务态度为用户提供服务。   节约   对用户来说:   1、用户将配电房委托,节省了人力;   2、事故减少,损失也相应的减少;   3、发现一些不合理的用电环节能及时进行节能改造,这也是一种节约。   对能源提供商来说:   1、人员减少,以前需要一个星期一次巡检,使用了新技术之后可能两个星期一次巡检就足够了;   2、在整个环节的调配上,会为运维公司提供一个更好的调控手段,合理配置资源,从而达到降低成本的目的。   配电智能代运维服务的核心是:   把计算机网络技术及现代通信技术应用于配电室代维业务中,提升代维护的可靠性和效率,也是把现代服务业理念应用于配电代维业务中的创举和典范。通过科技手段提升配电室维护的可靠性和效率,规避人为因素造成的安全隐患,降低运行维护费用。   配电智能运维的实现   用电智能运维系统包括以下几个方面:
  专业的运维公司   为用户做专业的业务   提供专业的服务   专业的团队,这个团队是运维商所具备的,用户是不具备的   专业的工具,有很多专业的设备共同为用户提供服务,实现用户的需求   依托互联网+的创新思维理念,通过线上信息技术采集及智能数据分析,为客户提供系统化、专业化、标准化的线下服务,达到有效互动,改变传统服务场景,从而实现资源最大化,进一步拓展服务边界,创造全新的服务模式。
  用户可以通过用电服务云平台的网页web端、IOS&安卓手机端、微信公众号登陆管理配电房。   智能运维的产品规划:
  1、智能运维的产品最基础的是要实现远程的实时监视,要能准确的知道配电房的运行状况;   2、用历史数据的分析把按时检修变成按需检修,有的设备比较老旧,需要适当的增加检修的频次,而对新设备的检修维护次数可以适当减少;   3、变电运行方式分析,在给供电局交电费的时候,其中有一部分容量费是可以商量、自行协调的;   4、通过采集的数据参量对是否发生事故做一个简单的趋势分析,对数据做集成化处理;   5、高级专家诊断服务,现场发生的故障运营商应该先于用户知道,同时对故障有一个初步的预判,后台的高级专家诊断服务在现场抢修过程中全程配合,为用户提供专家服务,在最短的时间完成抢修。   基于SAAS的用电大数据云平台架构大致分为以下四层:
  智能设备层:这些设备层是装在配电房内的,大部分都是传感器,主要采集设备运行状态、环境状态等数据。   接入层:采集的数据通过接入层传到云平台,接入层主流的运行方式包括2G、3G、4G、LoRa、NB-LOT等。   云数据层:把所有数据集中在一个平台里,在这个平台上应用层就可以做很多应用,为能源运营商的业务拓展提供了可能。   应用层:可以做智能运维、能源管控、负荷预测、电力培训、售电业务、节能诊断等服务。   配电智能运维的拓扑针对的是能源运营提供商,大致分为四个区域:   运维配电房   外部应用   公共的网络传输   电力运维中心
  其中,传感器可以采集的数据包括:   1、电量参数:包括高压柜和低压柜的运行,尤其高压柜这块的中保需要接入,它是安全卫士,信息比较全面;其次低压的主要回路或者负荷比较大的也要进行监测,这关系到用户的用电安全;对于一些工业用户还需要做电能质量的监测。   2、设备运行状态:首先是对变压器的监视,大部分变压器会有温控仪,要尽可能的采集温控仪上的数据,分析变压器的运行状态;其次是对电缆头温度的监测;针对更高需求的用户,局放也是一个重要方面。   3、环境方面主要包含两部分,一是温湿度等,便于用户了解现场的环境状况;另外一部分是门禁,要知道配电房有没有人闯入。   数据传送到后台有多种手段:   1、可以通过用户局域网直接接入,采集视频信号、数据信号等;   2、没有局域网的地方可以采用4G等流量,所有采集的数据需要接入到电力运维中心,电力运维中心是能源运维商的调度中心,用户也可以自行建设,用户可以通过手机app和web客户端跟系统做配合。运维商在这块的建设成本不是很高,整个平台搭建的成本主要在运维配电房。   配电智能运维需要实现的功能,大致可以分为五个板块:   1、配电房的实景再现
  虽然配电房是无人值守的,但是需要能够实时反馈数据、视频等信息,在后台实时展现,包括3D动画、实时视频、历史视频回溯等。   2、预告警与应急故障处理
  预告警与应急故障处理是运维里面最重要的一个环节。预告警的主要功能是在后台完成的,对现场出现的一些不寻常的状态做出判断、分析。例如温度方面,每个配电房都装有干湿变压器的温度仪,可以发出超温和高温的信号给到变压器保护。一般情况下超温和高温是由厂家进行设置的,预警上限比较高,通过阀值报警是预告警最基础的阶段。预告警的进阶是看温升,夏天和冬天同一个温升却是不同的概念,应该区别对待。第三个阶段是将电流和温升结合起来,变压器在50%负载的时候温升是在50k,10%负载的时候也是在50k,这时候就有理由怀疑变压器是否出现了问题,就需要进行预报警。   预告警另外一块是在线的局放监测,可以利用低电波去测局放信号,局放一发生就可以得到信号,就能及时进行检修,及早排除故障。
  当现场真的发生故障时怎样在最短的时间内解决问题?故障发生时监控中心会在第一时间内收到信息,实时数据流会智能派单给最近的检修人员,检修人员现场确认问题并抢修,抢修完后通过视频或者照片上传维修结果。   如果检修人员没办法维修或者需要多方协调,可以把问题传到后台,专家通过后台信息进行问题的分析和指导,这种操作可以称之为“圆桌工单”,即把相关人员整合在一起,当出现问题或者需要协调配合时可以随时联系相应人员。   3、运维企业总览
  企业本身也需要管理,业务的状况、运维的质量、用户对工单完成情况的打分、区域运维的划分、人员的流动轨迹图等都需要进行管理,这样才能更快的协调资源,更好的为用户提供服务。   4、运维业务流程管理
  运维业务流程管理包括:   合同管理:每个用户什么时候上线、包含多少次服务、多久时间做一次巡视等都规定在合同内。   资产管理:个人建议所有的智能运维平台都应该基于资产去实现工单、报警以及监控业务等,这些最终都体现在资产方面。   文件管理:例如可以从后台知道某个高压柜的生产厂家等信息。   日常巡视工单:例如配电房什么时候进行的巡检、上次故障的时间、什么类型的故障等,这些都可以通过后台一目了然。   人员定位与管理:实现低碳化高效率的运转,必须要在系统里面植入运维流程。   5、用户贴心服务
  既要让用户无感式托管,也要让他们体验到沉浸式服务。工单是沉浸式服务的一种,用户生成一个定时巡视的工单时,系统会整合相关人员,什么时候到厂巡检、巡检过程中存在什么问题等信息用户都可以通过工单实时关注。   此外每次巡检的报告、每个月甚至每年的报告都要发送给用户,用户也可以通过评价体系进行反馈。   个性化用电需求的响应和节能服务的改造也是非常重要的,当用户托管配电房的时候后面一系列的问题都需要得到有效的解决。   所以总的来说运维服务商是一个很庞大的体系,需要对用户从运维到问题解决的整个过程进行管理。   智能运维系统应该具备的特质:   1、做这套系统之前必须要有一个整体的解决方案,这套解决方案不应该像做项目工程一样,由零散的元件、技术等拼接而成,而应该是一个整体的解决方案,因为这套方案中间涉及到很多环节,任何一个环节出现问题系统都是不可靠的。   现在配电系统大部分的一次设备的标准在20年前就已经基本确定,非常成熟,故障率也非常低,新的传感技术、数据传输技术应用到传统的配电领域,会带来很多故障,这是无可避免的,怎样尽可能的降低故障率呢?用整体解决方案来解决,在各个方面降低故障率。   2、数据的接入应该尽量兼容现场的设备。很多配电房原本都配置有智能化的仪表、传感器等设备,怎样把这些传统设备的数据传上来就变成了一个问题,所以应该尽量兼容已有的设备,而不是全部拆除更换。   3、目前市场上的很多云平台是不能用在智能配电运维上的。配电房发生的数据,后台应该在10-15s之内反馈上来,这就是智能运维系统实时高效的特性。   智能运维和传统运维在很多方面都有很大的不同。具体的对比如下图:

  配电智能运维的外围增值服务   智能运维系统主要有两方面的好处:一、降低了运维商的成本,提高了运维服务的质量;二、搜集了很多基础的数据,这些基础数据是给用户做增值服务最关键的依据。例如售电,需要知道用户的年用电量,用电负荷是怎样的,规律是怎样的,在这个基础上为用户做增值服务才是有的放矢,能真正为用户带来价值的。