2023智能电力运维系统设计方案

智能电力运维管理系统建设方案 目录 1 系统需求 3 1.1 需求分析 3 1.2 建设目标 4 2 系统介绍 4 2.1 系统结构 4 2.1.1 数据采集结构 4 2.1.2 WEB 平台结构 5 2.1.3 系统功能结构 6 2.2 系统功能 9 2.2.1 在线监测 9 2.2.2 能效分析 11 2.2.3 统计报表 13 2.2.4 档案管理 14 2.2.5 系统设置 15 2.3 系统特点 17 2.3.1 宽接入 17 2.3.2 实时性 17 2.3.3 扩展性 17 3 数据接入 17 3.1 新配电房 17 3.1.1 能源采集柜结构及说明 17 3.2 旧配电房 19 3.2.1 有智能仪表 19 3.2.2 无智能仪表 19 3.3 设备及规约支持 21 3.3.1 设备与协议支持 21 3.3.2 能源数据采集器 22 3.4 数据采集 23 3.5 数据上传 25 3.5.1 传输方式 25 3.5.2 传输规约 27 3.5.3 上传流程 28 3.6 档案信息 29 3.6.1 子站档案 29 3.6.2 设备档案 29 4 服务器配置 30 4.1 服务器搭建方式 30 4.2 服务器硬件选型方案 30 4.3 服务器集群方案 31 1 系统需求 1.1 需求分析 为了满足配电房的监控系统的要求，达到对供电房的全方位监控，使有关人员做出反应，采取措施，并对相关设备进行集中监控、集中维护和集中管理。监控系统设计遵循以下原则： 标准化 整个监控系统的设计符合国家标准或国际标准。系统软件、硬件均采用标准化设计，提供开放的接口，可与不同供应商的设备及软件系统互联互通。 稳定性 能源数据采集器采用嵌入式实时 Linux 操作系统和专用的硬件结构，性能稳定可靠，保证系统整体的稳定，尤其适合在环境比较复杂、可靠性要求较高的环境中运行。WEB 系统平台采用 J2EE 业内专业级的开发框架，满足大数据采集、大容量数据存储和高并发的数据访问请求。 经济性 系统开发运行平台均采用当今最为通用的各种操作系统和开发工具，充分利用了我们在其它监控领域中成功应用的中间件和模块，大大减少在系统平台方面的投入，具有极高的性价比。 先进性 基于组态软件的设计理念，以一套通用平台，解决能源数据采集、现地 SCADA 监控、云平台数据分析、手机 App 运维管理。四维一体的解决方案推动电力智能化。 扩展性 整个系统具有进一步扩展功能的能力，可以很好的适应现代智能管控的需求。保证用户在系统上进行有效的开发和使用，并为今后的发展提供一个良好的环境。可充分利用和保护现有网络资源便于当前以及以后的扩建；平台服务器具备扩展和堆叠能力，便于不同级别的中心整合与扩建， 系统必须具有很强的监控点数、存储空间扩容能力。 实用性 以实时数据库为依托，可多用户多画面实时监控、远程控制、可连接多种报警设备完全满足用户的监控要求。 安全性 平台监控系统安全性在管理中是关键问题之一，安全性分为数据安全和信息安全，在上述三方面有如下要求： 数据安全：对数据进行多级别、分布式的存储，数据不容易受到破坏。数据的 AES 加密机制，保证数据在网络传输过程中的安全，不会被截获、篡改和利用； 信息安全：所有配置信息、管理信息、日志信息均存放在中心数据库，实行信息集中管理； 分级授权：对下属管理员的应用功能、访问范围进行授权。由下属管理员对所属机构操作 员的应用功能、访问范围进行授权和管理。 1.2 建设目标 该系统可以帮助电力部门实现配电房的无人值守或者少人值守，可以实现对配电运营情况的实时监控、运营数据的分析和故障信息的报警提示，逐步推动电力监控的自动化、集中化和智能化。 系统建设分为两期实施，一期筹备数据采集，达到所有设备数据可以正确传输到平台，平台提供基础的功能模块，对数据的可视化有完整的显示，；二期对数据进行深度分析和利用，以数据为基础挖掘数据本身的价值，结合用户生产实际环境，指导用户进行电力改造、优化配电运行、以达到电能能效的最大化。 2 系统介绍 2.1 系统结构 系统采用三层高可用的结构，既可以完成终端层数据采集，也可以完成现地数据采集，并可以将数据发送到云平台。 2.1.1 数据采集结构 数据采集结构由三层模型构成，即设备数据采集层、现地数据监控层和云服务数据层。 2.1.2 WEB 平台结构 WEB 系统结构分为数据感知层、通讯服务层、数据处理层和数据展示层。 2.1.3 系统功能结构 类别 功能模块 功能子项 功能描述 在线监测 系统概览 地图中心 系统管理员可以观察当前系统内所的有站点，以地图的形 式显示站点的位置信息 列表中心 系统管理员权限，以列表的形式显示当前系统中所有站点的信息，包括站容量、监控点数量 用户中心 电量概况 显示当前用户电量和负荷的总体运行情况，统计当前累计电量，上月累计电量；负荷实时值和最大值 负荷概况 电气图 电气图纸 加载用户站点电气图，电气图与现场设备实时关联，实时在电气图上反馈设备数据采集状态，设备运行状态，实时数据值和开关状态 大屏显示 支持将电气图投入到大屏，全 屏显示 实时数据 实时数据 显示电流、电压、功率、谐波、 功率因数、温度的实时采集值 数据曲线 实时采集的值，以曲线的形式 显示 告警数据 实时显示当前站点已产生的告警数据和未处理的告警数 据信息 监测点对比 电量对比 支持站点内不同回路电量、负 荷数据的分析对比 负荷对比 能效分析 电量分析 日电量分析 根据日、月、年和分时（尖峰平谷）电量的使用情况，并提供类比和同比分析 月电量分析 年电量分析 分时电量分析 负荷分析 日负荷分析 根据日、月、年条件，分析指定时间内的负荷使用情况，并 提供类比和同比分析 月负荷分析 年负荷分析 最值分析 比较和分析不同采集量的最 大值、最小值和平均值，以曲线的形式显示 告警分析 按类别和报警数量分析站点 报警数据 统计报表 电量统计报表 日电量报表 提供电量、负荷和原始值数据 的日、月、年统计报表，支持 月电量报表 年电量报表 报表导出为 Execl 格式 负荷统计报表 日负荷报表 月负荷报表 年负荷报表 原始值统计报表 原始值报表 运维管理 运维信息管理 运维人员管理 管理运维人员和运维单位信 息 设备巡检 巡检浏览 用户编辑和管理设备巡检计划，并根据用户设定的日期进 行提醒 巡检编辑 档案管理 企业档案 企业信息 配置企业和监控点的档案信 息，包括 子站档案 站点基础信息 管理监控站点的信息，包括基础位置信息、设备档案信息等 配电房信息 采集器信息 其它信息 系统设置 用户管理 管理用户组别、权限及系统功能菜单的调整 系统角色 系统菜单 2.2 系统功能 2.2.1 在线监测 在线监测分为三大模块显示，分别为系统概览、分路监测、监控点对比分析 系统概览 一次接线图 实时数据 告警数据 监测点对比 2.2.2 能效分析 能效管理主要通过对站点用电信息进行分析，通过对历史数据的集中分析、多维度分析，使站点用户对自身用电质量有一个全面了解。能效管理主要分为：电量分析、负荷分析、报装方式分析、最值分析、用电能效排名、分类分项分析、监测点对比分析。 电量分析 负荷分析 最值分析 报警分析 2.2.3 统计报表 统计报表包括电量、负荷、原始值数据统计，可以将各类数据查询并导出 Excel 文件 电量统计报表 负荷统计报表 原始值统计报表 2.2.4 档案管理 档案管理提供对企业信息的管理、监控子站的管理、子站内设备信息的管理、电价管理和电费单管理 企业档案 子站档案 2.2.5 系统设置 系统设置主要系统管理员所具备的 权限，分为：系统菜单管理、角色管理和用户账户管理 用户管理 角色管理 系统菜单管理 2.3 系统特点 2.3.1 宽接入 系统可以接入各类型不同的设备，各种数据均可通过能源数据采集器（QT241N）进行数据采集， 采集完成的数据，可以无缝接入到系统平台 2.3.2 实时性 数据采集与上传的频率可以达到秒级刷新，并能通过实时画面反馈到系统前端，供用户及时观察 2.3.3 扩展性 系统预留包括能效分析、智能运维和需量分析的接口，可以根据用户的需求进行二次开发 3 数据接入 系统平台的数据接入需要加装能源数据采集器（QT241N），能源数据采集器支持有线和无线两种方式。采用有线网络连接时，需要有固定的网络；采用无线方式（GPRS）时，需要提供移动或者联通的 SIM 卡，月流量不小于 300M（具体视数据点决定和数据传送频率） 3.1 新配电房 新配电房按照国家标准建设，配电房中已经安装了具有通讯功能的设备，包括三相多功能仪表、综保等。对于这类配电房，为方便施工和管理可以加装能源采集柜。 3.1.1 能源采集柜结构及说明 1、结构 新配电房一般已经安装了智能仪表、综保等智能设备，为方便施工和保持配电房的布线、配电房的综合管理，可以以 QT241N 为基础，构建一套能源采集柜。能源采集柜的大小可以根据现场安装的条件，分为立体式柜箱和悬挂式小柜箱。 能源采集柜可以集中多台能源采集器，将所有的采集设备通讯线缆集中到一个柜子中处理，为施工和管理提供方便。具体结构如下图所示： 2、能源采集柜主要部件如下 序号 名称 1 空开 2 24V 开关电源 3 QT241N 能源采集器 4 交换机 5 RS485 通信线缆 6 RJ45 网线 7 导轨及线排 3、接线示意图 3.2 旧配电房 旧配电房的改造，分为有智能采集终端和没有智能采集终端两种方案分析。 3.2.1 有智能仪表 旧配电房的改造，如果已经有智能采集设备，原则上仍然使用已安装的设备。针对此情况，仍然可以采用加装能源采集柜的方式，具体实施方式可参考新配电房。 3.2.2 无智能仪表 对于无智能采集装置的配电房，则需要先加装智能采集装置。智能采集装置在选型上面应该符合国家电力设备标准，通讯协议应该选用工业标准的 modbusRTU 协议、或者国标行标协议。 接线与安装 通信线缆可以采用普通的屏蔽双绞线，总长度不家超过 1200 米，各个设备的 RS485 口正负极必须连接正确，电缆屏蔽层一端接地。 3.3 设备及规约支持 3.3.1 设备与协议支持 设备 厂家 型号 规约 支持情况 电表 科陆 ModbusRTU/DLT645 支持 威盛 DLT645 支持 中电 ModbusRTU/DLT645 支持 安