配电运维服务如何利用大数据实现智能化？

 

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。

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。