需求侧变电站在线监测系统平台

0背景安全用电是每个用电企业非常关注的问题。对于目前的中小型企业，很难自己把需求侧变电站管理好。交流行的方式是外包和买服务。例如，当客户反馈供电系统出现问题时，运维人员会第一时间到现场处理，此外，运维人员还会定期安排巡视，做设备例行检查。随着需求侧变电站运维业务的逐步发展，客户数量逐渐增多，对运维人员数量的需求也同步增长，同时带来运营成本的增加。对于需求侧变电站运维服务提供商来说，如何在业务规模扩大的同时不增加或少增加运维人员，以及如何提高运维人员的工作效率等都是亟待解决的问题。电网公司的变电站无人值守及运维一体化的实践成效（包括人力资源更优、应急处置响应更快、运维质量更高、日常管理更精），都值得需求侧变电站在运维管理上借鉴和参考的。1

需求侧变电站运维现状分析1.1异常信息反馈滞后当需求侧变电站出现供电异常时，运维人员只有在客户电话联系时才会知晓情况，这使得运维工作非常被动。1.2变电站巡视手段原始运维人员只有亲自到需求侧变电站进行实地监测时才能了解现场的实际运行状态。每天巡视的需求侧变电站数量也受到限制。1.3

依赖于运维人员的经验与责任心需求侧变电站的运维缺少全面的运行数据记录，全部依赖于运维人员的经验，这样就无法避免工作人员的疏漏和隐患。而且，当运维人员发生工作变动时，相关的知识和经验也会随之带走，没有形成积淀。1.4

对运维人员缺乏有效管理手段由于工作需要，一位运维人员往往要负责某个区域不同分布的多个变电所，这对运维人员的管理造成了一些障碍。例如，查询该运维人员是否到某个变电所巡检，巡检的时间是否足够等都缺乏有效的管理手段。2

在线监测系统平台概述针对需求侧变电站的运维现状，提出通过信息技术来提升需求侧变电站的运维效率是服务提供商长远可持续发展的必然选择。具体来讲，就是借助信息技术搭建一套集中管理的在线监测系统平台，集中采集不同需求侧变电站的运行状态信息，使运维人员能够借助该信息平台提升运维效率。2.1

实时推送预警信息和故障信息平台会自动把相关预警信息和故障信息实时推送给一线的运维人员和客户相关人员，双方可以同步获得预警信息和故障信息，这使得运维人员可以第一时间到现场处理问题，避免了客户通过电话通知一线运维人员所带来的信息滞后问题，减少了供电异常对客户带来的损失，大大提升了客户的满意度。2.2

随时随地查看运行信息一线的运维人员借助移动终端可实现随时随地、实时监视多个需求侧变电站的运行状态，掌握各个需求侧变电站的运行情况，大大提升了工作效率，并拓展了需求侧变电站的数量。2.3

借助数据减少对人的依赖平台可以实时在线采集变电站运行数据，并存储历史数据，不仅避免了运维人员主观方面带来的问题隐患，减少了对运维人员的依赖，还可以借助信息平台记录的数据以及每次相关的故障分析记录，把运维人员的经验积淀下来形成知识传承下去。此外，变电站的检修计划、维护计划有了历史数据做支撑，更可确保其有效性和合理性，而不仅仅只是依赖运维人员的经验。2.4

借助巡检功能加强对运维人员的管理在线监测系统平台具有巡检签到功能，可以准确记录运维人员每次开始巡检和结束巡检的时间，确保每次巡检都是真实有效的，从而加强了对运维人员的管理。3

在线监测系统平台架构在线监测系统平台由现场设备、监控中心设备、远程访问终端三大部分组成。其中现场设备层主要包括电流互感器、电压互感器、智能数字电表、数据采集器、路由器或GRPS无线通信模块；监控中心设备包括采集服务器、数据库服务器、数据发布服务器、监视工作站、大屏幕、防火墙；远程访问终端包括手机、平板电脑等。在线监测系统平台的系统结构如图1所示。图1

系统结构图3.1

智能数字电表智能数字电表可监视并记录开关状态、电流、电压、功率因数、频率、电度，还可记录产生的电压越限、电流越限、功率越限、三相不平衡等事件，掉电不丢失。这些记录数据都可以通过数字电表的面板或通信方式获取，并用于软件报警。当由数字电表完成所有的诊断和预警、记录与监控平台建立通信时，值班人员就可以迅速地查看到这些记录数据以及现场发生的准确时间。3.2

数据采集器所有智能数字电表都要通过RS-485总线接入到数据采集器中，该数据采集器自带嵌入式操作系统，可以自主地与智能数字电表建立通信，实时读取开关状态、电流、电压、功率因数、频率、电度等数据及事件记录数据，这些数据存储在数据采集器内部，会通过互联网传输给在线监测系统平台。数据的传输可以借助客户的有线宽带或接入互联网的GRPS无线通信模块实现。数据采集器自带存储功能，即使与在线监测系统平台的网络通信中断，也不会影响数据的完整性，在通信恢复时可以断点续传，保证数据完整。3.3

监控中心设备监控中心设备包括采集服务器、数据库服务器、数据发布服务器、监视工作站、大屏幕和防火墙。采集服务器用于部署数据采集软件模块，负责与部署在需求侧变电所内部的通信管理机在联网状态下通信，采集需求侧变电所运行的各种信息；数据库服务器用于部署关系型数据库软件，存储整个在线监测系统平台的软件配置信息、历史数据信息；数据发布服务器用于部署Web服务软件模块、移动终端发布软件模块，通过互联网对外提供Web访问、移动终端访问服务；监视工作站通过大屏幕监视所有变电站的运行状态信息，当有预警、故障发生时，系统通过声光报警提醒监控中心的工作人员及时切换到相应画面查看异常情况。3.4

移动访问终端通过手机终端接收在线监测系统平台自动推送的实时预警信息、故障信息；可通过在手机终端、平板电脑上安装APP软件或网络浏览器，访问在线监测系统平台的监控中心，随时随地、实时地查看变电站的运行信息。4

在线监测系统平台建设的相关重要事项4.1

系统对时数字电表的时钟是非常重要的，可以通过通信的方式对电表的时钟进行同步。具体的办法是采集服务器通过访问互联网的时钟服务器获得时间对本服务器进行对时，同时通过通信报文的方式，对通信管理机对时，由通信管理机对挂接在RS-485总线上的数字电表进行对时。对时周期一小时一次。通过对时可以确保数字电表的时钟保持一致，并确保同一时间记录的事件记录时标是相同的。4.2

系统安全为确保系统的信息安全，将通信管理机与在线监测系统平台的信息进行SSL加密，监控中心的工作站与云端的服务器之间启用VPN网络建立私有网络连接，并关闭数字电表的远程遥控功能，在Web服务器建立防火墙。这样一来，所有数据都需要授权、输入系统分配的用户名和密码才能实现访问，经授权的用户才能访问指定变电站的数据，接收相应的短信报警信息。4.3

数据中心的选择电能管理云平台运行所涉及的服务器及所在的数据中心，以及宽带的选择都是非常重要的。电能管理云平台在服务器选择方面，首先要考虑给服务器一个良好的运行环境，若建设专门的数据中心，投资较高，可考虑租用IDC数据中心的服务器，以便获得好的服务器运行环境和专业的服务器运维服务。若租用实体服务器，则需要规划好服务器配置，如果规划不好，会导致初期投资过大；如果配置过小，又满足不了业务增长的需要。鉴于此，可以考虑租用云计算服务提供商提供的云服务器，这样可以在初期选择配置相对较低的云服务器配置，后期根据业务需要扩容服务器配置。关于数据中心宽带的选择，如果自建数据中心，则需要自己申请宽带，自行解决同时兼容中国电信、中国网通的访问速度问题。而租用IDC数据中心的服务器，或者购买云计算服务提供商的云服务器，就可以直接购买服务提供商的宽带服务，相对前者较为便捷。4.4

外购短信发送服务平台的短信发送服务开发包可通过接入移动商务，为软件开发和系统集成商提供最佳的解决方案（可跨平台、跨开发语言、穿透防火墙等），适应多种主流开发语言及运行环境的通信开发接口，让企业的各种信息系统快速、轻松实现移动商务应用。在线监测系统平台选择通用性强、跨平台的WebService接口来实现短信报警推送功能，把需求侧变电站运行中产生的各种预警信息、故障信息第一时间推送给在一线的运维人员。4.5

运维人员巡检管理运维人员需要按照计划做需求侧变电站的例行巡检，传统的方式都是用笔签到然后安排人员去检查签到表，而通过在线监控系统平台可以现场设置巡检开关，将开关接入到数字电表的开关量输入端子上。巡检开始时，把开关拨动到开始巡检的位置，电表本身会记录一条带时标的事件记录标记开始巡检；当巡检结束时，把开关拨动到结束巡检的位置，电表本身会记录一条带时标的事件记录标记结束巡检。这样一来，在监控中心值班的工作人员就可以实时了解到现场巡检情况，也可以根据这些事件记录来生成巡检记录，包括巡检的次数、每次