CN110212642A - 一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，包括远程巡视模块、自动诊断模块、远程故障分析模块和配网自动化设备状态诊断模块；其中，所述远程巡视模块用于通过网络主动依次访问自动化终端设备，并采集电流、电压、遥信等数据，自动与对应存档的定值和调度转发模版进行对比，并根据数据之间的关联性进行逻辑判断，形成巡视结论。有益效果在于：以配电设施全生命周期的、预警式的运维闭环管控服务模式，可全面提高用电侧配电设施运行安全及供电可靠性，规避配电事故带来的社会公共安全风险；以大数据分析为支撑，实现用电侧配电设施安全运行、经济运行的专业化、集约化和智能化。
Description
技术领域
本发明涉及配电自动化终端设备在线监测技术领域，具体涉及一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统。
背景技术
随着电力电子技术、计算机技术及信息传送技术的发展，各种配电线路开关的远程监控装置和电量自动测量装置投入使用，形成了包括远程监控、故障隔离、负荷管理等功能在内的配电自动化终端系统。配电自动化终端系统在配电网正常运行时可以监视配电网运行状况和遥控改变运行方式，在发生故障时引导调度员及时察觉故障，通过遥控隔离故障区域和恢复非故障区域供电。近年来，配电终端装置自动化在配电设备中得到更大的运用，并结合配网大数据与配电管理系统结合，形成了集变电站自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的初步智能化的综合配电自动化管理系统，实现配电和用电的综合应用功能。到21世纪初期在国内大部分的配电网络建立了基于通信网络、馈线终端单元(FTU)和后台计算机网络的配电自动化终端系统。它在配电网正常运行时监视和遥控配电网的运行状况，在故障时及时发现故障并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复非故障区域供电。在一些发达地区，在配电终端上增加了自动控制功能，由计算机自动完成故障处理等功能，形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作票管理体系等一体化的综合自动化系统。工作时容易造成切割不透或切割过量导致在墙壁上留下划痕，影响美观。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：能够规避配电事故带来的社会公共安全风险；实现用电侧配电设施安全运行、经济运行的专业化、集约化和智能化等技术效果，详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，包括远程巡视模块、自动诊断模块、远程故障分析模块和配网自动化设备状态诊断模块；
其中，所述远程巡视模块用于通过网络主动依次访问自动化终端设备，并采集电流、电压、遥信等数据，自动与对应存档的定值和调度转发模版进行对比，并根据数据之间的关联性进行逻辑判断，形成巡视结论；
所述自动诊断模块用于利用计算机技术的运用实现多次反复自动核查；
远程故障分析模块用于通过公网GPRS通讯，系统可调取故障类型和发生的时间，以及故障时的遥测、遥信信息，SOE记录和故障录波波形等数据信息，形成故障分析报告；
配网自动化设备状态诊断模块用于通过调取配电自动化终端设备的内存信息，对设备的数据结构进行分析，在终端表层继保系统跑死的情况下，从底层数据完成对装置状态的诊断。
作为优选，包括四个管理层次，分别为应用层、用户层、数据层和基础网络层；其中，所述应用层包括业务人员、服务人员、系统管理员、业主和供电公司；所述用户层包括基本监控、售后服务、运营管理、能效分析和负荷控制；所述数据层包括工程管理层、历史数据库、基本资料库和其他库；所述基础网络层包括无线网、硬件设施、手机APP、Internet网和GPRS。
作为优选，所述自动化终端设备包括开闭所终端、馈线终端、智能配变终端和远程终端。
作为优选，所述自动诊断模块内包括存档定制单和转发表模板的第一数据库，还包括存档故障分析报告的第二数据库。
综上，本发明的有益效果在于：1、以配电设施全生命周期的、预警式的运维闭环管控服务模式，可全面提高用电侧配电设施运行安全及供电可靠性，规避配电事故带来的社会公共安全风险；
2、通过自动化、信息技术融合，完成设备运行、维护、服务、应用环境等数据集聚，实现大数据支持下的配电设施健康水平评价、安全运行策略分析、设备状态检修评估；提供用电侧技术革新改造、节能降耗、资源优化决策指导；
3、以大数据分析为支撑，实现用电侧配电设施安全运行、经济运行的专业化、集约化和智能化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的硬件原理图；
图2是本发明的自动巡视流程图；
图3是本发明的系统架构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图3所示，本发明提供了一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，包括远程巡视模块、自动诊断模块、远程故障分析模块和配网自动化设备状态诊断模块；其中，所述远程巡视模块用于通过网络主动依次访问自动化终端设备，并采集电流、电压、遥信等数据，自动与对应存档的定值和调度转发模版进行对比，并根据数据之间的关联性进行逻辑判断，形成巡视结论，运维人员在中控室就可对自动化终端设备完成批量巡视，并可参考巡视结论快速有效地完成后续工作安排；所述自动诊断模块用于利用计算机技术的运用实现多次反复自动核查，极大提升核查准确性、核查效率，使核查比对定值工作效率大大提高，对终端设备的状态更精准的判断；远程故障分析模块用于通过公网GPRS通讯，系统可调取故障类型和发生的时间，以及故障时的遥测、遥信信息，SOE记录和故障录波波形等数据信息，形成故障分析报告，提高故障分析效率的同时，完成故障分析报告存档，为分析比对不同时期故障的原因差异和类同性，以及后期的管理工作提供数据支撑；配网自动化设备状态诊断模块用于通过调取配电自动化终端设备的内存信息，对设备的数据结构进行分析，在终端表层继保系统跑死的情况下，从底层数据完成对装置状态的诊断，从而追溯问题来源，从而及时对程序进行修正更新；通过自动更改列表内需要访问的电话号码，完成与逐台终端的无线远程对接，并在对接完成后，读取终端数据信息，解析通信报文后与对应的存档定值信息进行快速比对，验证数据的一致性，并为后续分析和逻辑判断提供可靠有效的数据支撑；本系统在电力规范体系和运营保障体系的框架下，包括四个管理层次，分别为应用层、用户层、数据层和基础网络层；其中，所述应用层包括业务人员、服务人员、系统管理员、业主和供电公司；所述用户层包括基本监控、售后服务、运营管理、能效分析和负荷控制，基本监控包括数据通信、数据处理、数据记录、报警处理、数据分析和数据监测，售后服务包括售后管理和售后统计，运营管理包括投运项目管理、投运定期回访和电柜运行统计，能效分析包括电压越限统计、功率因数越限统计和谐波数据统计，负荷控制包括终端管理、用户管理和用户控制；所述数据层包括工程管理层、历史数据库、基本资料库和其他库；所述基础网络层包括无线网、硬件设施、手机APP、Internet网和GPRS；所述自动化终端设备包括开闭所终端、馈线终端、智能配变终端和远程终端；所述自动诊断模块内包括存档定制单和转发表模板的第一数据库，还包括存档故障分析报告的第二数据库。
基于上述系统方案，开发配电自动化终端远程运维平台，实现对配电终端的运行状况和通信节点进行有效的监测和分析，对配电终端的远程维护、批量维护、参数维护、程序升级等，能够有效及时的发现配电终端异常状态并进行处理，提高配电终端的日常维护的工作效率，提升配电自动化系统的实用化程度。同时开发平台高级应用分析功能，综合利用非实时数据与在线监测实时数据对终端健康状态进行评价，并对终端进行全生命周期管控，提升运维水平。
具体软硬件架构及主要预期功能如下图所示：
通过对配电自动化终端电池状态评估与寿命预警技术、通信状态诊断与评估技术，基于模糊理论算法的终端健康状态评估技术、基于终端与一次设备协调配合可靠性预警技术等关键技术的研究，形成配电终端远程维护功能优化配置与性能提升方案，并研制高可靠性新型配电终端。
构建配电自动化终端远程运维测试分析平台，开展平台功能及性能测试，实现以下功能：对上述远程维护技术和实行方式的可行性进行验证；能实现对配电终端与主站之间维护规约的一致性、配电终端运维功能测试；作为实时系统，实现试点线路的配电终端在线维护监视和日常远程维护管理等功能。
配电网通信协议可以分为基于串口的通信协议和基于网络的通信协议两类。按照通信应答方式不同，通信协议又可以分为循环数据传输(CDT)类系协议、问答(polling)类协议和主动上送类协议。在CDT传输方式中，数据传送以现场终端为主，重要信息插入传送，可以提高响应速度；在问答式传送方式中，为保证传送可靠性，要求数据链路层提供发送/确认传送服务；在主动上送的传送方式下，主站既可以控制信息传送，又不必不断地请求终端的变化数据，在主站向终端传输的下行通道出现中断的情况下终端仍能保持向主站传送重要信息。我国目前以CDT协议应用为多，随着计算机、网络、通信技术的发展，以及微机保护装置的大量采用和变电站监控系统在功能和可靠性方面的逐渐完善和提高，网络方式的通信协议将逐步推广。
从而实现，一、对远程维护技术和实行方式的可行性进行验证；二、能实现对配电终端与主站之间维护规约的一致性、运维功能测试；三、作为实时系统，实现试点线路的配电终端状态实时监测、缺陷管理、设备维护、数据查询、台账管理等功能。
通过上述工作，有效提高电网配电终端的运维效率，全面支撑配电自动化实用化应用水平的提升。
系统将实现对试点线路配电自动化终端在线维护监视和日常远程维护管理，能对配电终端故障原因的快速查找和分析，解决非可见故障查找和故障责任界定问题。系统对终端进行运维分析，综合利用终端出厂试验信息、预调传动信息等非实时数据信息与实时监测信息对终端健康状态进行评价与全生命周期管控，评价及管控结果将为终端的日常维护提供参考性建议，提升设备运维水平。
研究配电自动化终端全寿命周期管理技术，从时间、空间等多维度对其进行综合评价，将配电终端按入网检测、出厂验收、调试传动、在线运行、退运等环节进行分析、评价及管控，建立不同通信方式下(无线公网、无线专网、光纤通信)的运维综合评价体系；基于评价体系，设计配电自动化终端运维全生命周期管控可视化方案。
配电终端全生命周期管控系统不仅具备配电终端资产管理(台账)，设备管理，维修工时和成本管理等基本功能，还应具有信息综合分析、报警功能和诊断专家功能等，对资产、故障、诊断、备件、维修工时及成本等信息能资源共享，进行综合分析(输入数据必须准确)并预报。配电终端全生命周期管控系统要求将相关信息按时按规定记录(必须真实)并输入计算机，例如将故障类型，产生原因，停电时间，维修工时及成本等相关数据及时输入计算机，并对信息进行分析处理，然后利用分析结果采取针对性措施，以实现标准流程化的配电终端全生命周期管控。
管控系统具体管理功能如下：
前期管理功能：该部分主要包括配电终端设备的规划、选型、安装、调试、验收、申购计划、申购合同、及厂商信息等，其中规划部分主要包括配电终端设备的年度设备使用计划、年度设备使用费计划、设备使用计划需求量等的制定。
台帐管理功能：台帐数据主要包括静态和动态两部分：静态数据主要有配电终端设备编号、名称、型号规格、厂商信息、所属单位、原值、主要性能参数等；动态数据如配电终端设备净值、折旧额、累计能耗费用、月有效工作时数等。
设备状态变动管理功能：记录配电终端设备的启用、停用、闲置、故障、事故、报废等信息，以便更好地管理设备。
运行状态管理功能：记录配电终端设备日常运行工时信息、能耗信息、设备主人信息等。
维修管理功能：设备主人根据终端设备重要性及其各项指标对其进行分类，对不同类型的设备分别采用状态检测维修、定期维修、事后维修、改善性维修等不同的维修模式。维修管理包括编制及更改维修计划，记录维修信息，核算维修费用等。
统计分析功能：统计终端设备各项指标及综合状态，具备针对不同需求的报表统计及输出功能。包括终端设备分布表、下属部门设备分布表、费用核算明细表等。通过各种统计数据及指标，使相关人员全面、快速、准确的了解当前终端设备的使用情况。
备件管理功能：对终端设备的备件进行必要的库存管理，在保证终端正常运行的情况下，尽量降低其库存，减少资金占用量。备件管理主要包括建立终端备件台帐，完成备件的出入库管理，制定备件储备定额，备件采购计划等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，其特征在于，包括远程巡视模块、自动诊断模块、远程故障分析模块和配网自动化设备状态诊断模块；
其中，所述远程巡视模块用于通过网络主动依次访问自动化终端设备，并采集电流、电压、遥信等数据，自动与对应存档的定值和调度转发模版进行对比，并根据数据之间的关联性进行逻辑判断，形成巡视结论；
所述自动诊断模块用于利用计算机技术的运用实现多次反复自动核查；
远程故障分析模块用于通过公网GPRS通讯，系统可调取故障类型和发生的时间，以及故障时的遥测、遥信信息，SOE记录和故障录波波形等数据信息，形成故障分析报告；
配网自动化设备状态诊断模块用于通过调取配电自动化终端设备的内存信息，对设备的数据结构进行分析，在终端表层继保系统跑死的情况下，从底层数据完成对装置状态的诊断。
2.根据权利要求1所述一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，其特征在于：包括四个管理层次，分别为应用层、用户层、数据层和基础网络层；
其中，所述应用层包括业务人员、服务人员、系统管理员、业主和供电公司；所述用户层包括基本监控、售后服务、运营管理、能效分析和负荷控制；所述数据层包括工程管理层、历史数据库、基本资料库和其他库；所述基础网络层包括无线网、硬件设施、手机APP、Internet网和GPRS。
3.根据权利要求1所述一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，其特征在于：所述自动化终端设备包括开闭所终端、馈线终端、智能配变终端和远程终端。
4.根据权利要求1所述一种基于大数据配网自动化终端远程运维系统，其特征在于：所述自动诊断模块内包括存档定制单和转发表模板的第一数据库，还包括存档故障分析报告的第二数据库。
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