新型智慧臺區(qū)-智能運維+儲能一體化應用解決方案（二）-武漢舜通智能科技有限公司

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新型智慧臺區(qū)-智能運維+儲能一體化應用解決方案（二）

發(fā)布時間： 2023-02-27　　點擊次數(shù)： 1625次

五、智能運維調(diào)控云平臺
5.1 平臺拓撲
    5.1.1 系統(tǒng)接入拓撲

智能運維調(diào)控云平臺接入臺區(qū)儲能、風光柴等分布式電源、臺區(qū)所有重要負荷，入網(wǎng)點設備，根據(jù)入網(wǎng)點及各負荷功率及電能質(zhì)量情況，合理分配能源流向，同時對臺區(qū)所有節(jié)點實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常及故障，提供智能化的手段對臺區(qū)運維提供支撐。同時，平臺提供接口對外發(fā)送數(shù)據(jù)或接收控制指令，有助于實現(xiàn)區(qū)域化的統(tǒng)一管理及電網(wǎng)區(qū)域化調(diào)峰填谷。
5.1.2 平臺系統(tǒng)架構(gòu)及部署方案
（1）平臺系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)數(shù)據(jù)的流向，設計系統(tǒng)分為五層架構(gòu)：
數(shù)據(jù)感知層：主要通過傳感器（智能表計）等獲取各回路的電耗及其相關(guān)能源參數(shù)、光伏發(fā)電、儲能、用電量等能源信息；
數(shù)據(jù)傳輸層：主要把能源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議格式上傳至本地監(jiān)控服務器；
本地監(jiān)控層：收集到現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)后，在實時數(shù)據(jù)庫中實時計算和分析，可對異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生報警信息，可根據(jù)控制策略發(fā)出控制指令，并能向本地SCADA推送數(shù)據(jù)，也向綜合服務平臺推送數(shù)據(jù)；
數(shù)據(jù)服務層：數(shù)據(jù)存儲層主要負責對能源數(shù)據(jù)進行匯總、統(tǒng)計、分析、處理和存儲；
數(shù)據(jù)表現(xiàn)層：主要對存儲層中的能源數(shù)據(jù)進行展示和發(fā)布，包括桌面瀏覽器和移動計算APP等。
（2）平臺部署方案
運用“云”服務器及物聯(lián)網(wǎng)，為臺區(qū)管理提供服務。服務器上安裝云平臺軟件，用于完成通訊鏈路的建立、現(xiàn)場設備運行數(shù)據(jù)的采集處理及存儲、遙控操作、臺賬管理，并通過網(wǎng)絡為其他授權(quán)計算機提供服務。服務器應由前置機、實時數(shù)據(jù)服務器、歷史數(shù)據(jù)服務器、應用服務器組成。根據(jù)現(xiàn)場情況及客戶要求，可以選用阿里云部署，也可以自建服務器部署。既可以集中式部署，也可以多臺服務器分布式部署。
5.2分布式物聯(lián)接入及數(shù)據(jù)采集
5.2.1 數(shù)據(jù)采集內(nèi)容
（1）變壓器數(shù)據(jù)：
變壓器高壓、主變、低壓、分接頭、斷路器、隔離開關(guān)和接地刀閘的位置信息，并網(wǎng)點的工作狀態(tài)；
高低壓、饋線的正向有功電量、正向無功電量、反向有功電量、反向無功電量；
高低壓、饋線的三相電壓，三相電流，有功功率，無功功率、功率因素，電流諧波（2-32次）、電壓諧波（2-32次）、三相電流不平衡度、電壓偏差，電網(wǎng)頻率等；
變壓器三相運行溫度，高壓母排溫度、饋線溫度等，以及由此計算的線損等。
（2）儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)：
儲能系統(tǒng)的雙向電量、電池組狀態(tài)、交/直流側(cè)電壓電流、消防、照明、門禁等。
（3）用戶計量數(shù)據(jù)：
三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電量，無功電量、電流諧波（2-32次）、電壓諧波（2-32次）、三相電流不平衡度、電壓偏差，頻率等。
（4）臺區(qū)各級開關(guān)狀態(tài)
（5）無功補償測量數(shù)據(jù)：
三相電壓，三相電流，無功功率。
（6）臺區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)：
采集配電室的溫度、濕度、電纜溝水位、攝像頭、門禁等數(shù)據(jù)。
5.2.2 物聯(lián)接入核心設備-智能數(shù)據(jù)采集器
SmartDAQ智能數(shù)據(jù)采集器內(nèi)置自主研發(fā)的QTOUCH2.2組態(tài)軟件，它是一臺完整的嵌入式計算機平臺，其內(nèi)置軟件具有眾多IEC60870/PLC/IO/儀表的通訊協(xié)議庫，具有實時數(shù)據(jù)庫，具有sqlite3歷史數(shù)據(jù)庫。通過PC進行遠程組態(tài)下載，具有遠程監(jiān)控，遠程維護，遠程調(diào)試的能力。它能夠像PC機一樣將本地數(shù)據(jù)遠傳到數(shù)據(jù)服務器中，也可以分擔遠程數(shù)據(jù)庫服務器的壓力，將數(shù)據(jù)本地存儲，具有遠程查詢，斷點續(xù)傳的特點，確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整性。
內(nèi)置了強大的聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)安全、邊緣計算能，確保任何時候都可以不間斷發(fā)送數(shù)據(jù)。
（1）接口
具備串口、以太網(wǎng)、GPRS/4G/5G等多種通訊方式；提供端到端的“協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)”方案，靈活可擴展通訊口；支持故障容錯，支持多轉(zhuǎn)多的協(xié)議轉(zhuǎn)換模式，方便不同系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；硬件設備高效穩(wěn)定的軟件內(nèi)核，高速數(shù)據(jù)交換通道。
（2）通信協(xié)議
支持多種通訊協(xié)議：MODBUS、DLT645-97/07、IEC60870-5-101/102/103/104、建筑能耗XML，可以按照項目定制其他通訊協(xié)議。
（3）數(shù)據(jù)庫接口
實現(xiàn)多種方式對數(shù)據(jù)庫進行操作，包括：數(shù)據(jù)運算處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計處理、報警處理、服務請求等。
（4）支持主站遠程校時
校時功能滿足主站遠程校時。
（5）保護功能
需具備看門狗功能，在發(fā)生意外情況時，軟件能夠自動復位。具有自診斷功能，發(fā)現(xiàn)工作異常具有網(wǎng)關(guān)事件記錄。
（6）數(shù)據(jù)存儲功能
要求存儲空間不小于128M，并可擴展，對于采集到的數(shù)據(jù)，可以在集中器內(nèi)長期保存。
（7）數(shù)據(jù)安全性
采集器對外進行數(shù)據(jù)交互時，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以選擇支持AES加密，保證數(shù)據(jù)不易被破解。
（8）數(shù)據(jù)完整性
支持斷線續(xù)傳，可對上行的數(shù)據(jù)進行異常暫存。如網(wǎng)絡中斷后，數(shù)據(jù)暫存于本地。網(wǎng)絡恢復后，數(shù)據(jù)可重新發(fā)送到主站。
（9）支持接口擴展
可擴展實現(xiàn)支持多種接口通訊協(xié)議（不局限于一種通訊協(xié)議）；通訊配置靈活、高效快捷；
（10）通信接口開放
用戶可以根據(jù)自身需求開發(fā)自定義協(xié)議；
（11）具有數(shù)據(jù)自動清理功能
能夠靈活配置數(shù)據(jù)存儲的時間和占用空間，當時間或者占用空間達到設定值，能夠自動進行清理，刪除時間最先前的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刪除后，數(shù)據(jù)庫可以自動整理占用空間，保證數(shù)據(jù)存儲的安全；
（12）內(nèi)置跨平臺組態(tài)軟件
內(nèi)置跨平臺組態(tài)軟件，并自帶歷史數(shù)據(jù)庫，方便數(shù)據(jù)存儲與處理。
5.2.3 儲能系統(tǒng)接入
為保障供電電能質(zhì)量，對儲能的調(diào)節(jié)實時性和可靠性要求很高，儲能系統(tǒng)采用有線方式接入平臺，需要接入的設備包含電池管理系統(tǒng)BMS、儲能變流器PCS。通信方式支持CAN總線、RS485、以太網(wǎng)。
   5.2.4 臺區(qū)負荷支路分層接入
為全面掌握臺區(qū)內(nèi)所有負荷情況及關(guān)鍵設備的運行情況，通過通信管理機對臺區(qū)負荷及關(guān)鍵節(jié)點進行全面分層采集接入。
   5.3 智能調(diào)控運維功能及服務
智能調(diào)控運維平臺提供全臺區(qū)設備監(jiān)控管理、運維管理、能量管理、故障告警、用戶分級管理授權(quán)管理等。

5.3.1 智能運維管理基礎(chǔ)服務
（1）數(shù)據(jù)采集與智能通信網(wǎng)絡
能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)實時采集，能夠?qū)崟r計算和分析，可對異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生報警信息，并能向SCADA或其他系統(tǒng)推送數(shù)據(jù)。
（2）電能管理及報表功能
提供電量計量和管理報表，能自動準確的記錄各種時刻的運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動記錄功能，并可以隨時調(diào)用；電壓調(diào)節(jié)和不平衡度；
連續(xù)三相均方根電壓；
周期性最大/最小/平均取樣電壓、諧波、電壓偏移、頻率；
通過報表功能能記錄和分析各回路的運行參數(shù)；
提供豐富報表功能，各種監(jiān)測數(shù)據(jù)通過報表的形式進行管理，分為監(jiān)測數(shù)據(jù)日報表、月報表、年報表、以及綜合報表等各種報表的形式；可按要求生成報表，報表數(shù)據(jù)自動添入；
可輸入數(shù)據(jù)運算公式，豐富報表管理功能；
每臺變壓器回路周期性最大/最小/平均取樣電流。
（3）曲線分析
記錄各回路的用電情況，如監(jiān)測電壓、電流，如出現(xiàn)最大用電量的時間段等功能；
能很好的記錄開關(guān)的負荷量，對出現(xiàn)故障時提供豐富的運行分析依據(jù)；
可以調(diào)用每天、每月、每年的運行記錄，根據(jù)運行記錄能很好的進行同期比較和分析，并可根據(jù)比較和結(jié)合產(chǎn)量等因素分析，為節(jié)能提供一定的依據(jù)；
系統(tǒng)實時采集各種測量值，同時把采集到的數(shù)據(jù)保存到歷史數(shù)據(jù)庫中；
曲線功能可以對所有測量量進行統(tǒng)計和分析，包括最大值、最小值、平均值以及最大值最小值出現(xiàn)的時間等；
通過曲線監(jiān)視系統(tǒng)運行參數(shù)的變化趨勢、分析用電情況。
（4）報警功能
告警方式：畫面顯示、多媒體語音告警、打印告警；
告警類型：越限告警、變位告警、事件告警、通訊狀態(tài)告警、運行日志；
告警信息包括告警類型、發(fā)生告警的對象、告警內(nèi)容、發(fā)生告警具體時間、確認狀態(tài)等；
告警信息查詢方式：通過告警信息查詢系統(tǒng)可以從數(shù)據(jù)庫中查閱歷史告警信息；查詢方式分為按類型、按時間段、按發(fā)生源、按等級等幾種方式或它們的組合；
緊急告警優(yōu)先彈出專用告警確認對話框；
通信狀態(tài)監(jiān)測和通信報文監(jiān)測，一旦出現(xiàn)通信異常立即報警。
（5）圖形功能
系統(tǒng)分布圖：直觀地反映了變電站分布的地理位置情況，通過系統(tǒng)分布圖可以了解該地區(qū)內(nèi)所有變電站分布情況；
網(wǎng)絡拓撲圖：體現(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)通訊設備的分布和網(wǎng)絡連接方式，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的通訊監(jiān)視和網(wǎng)絡診斷；
提供相關(guān)裝置設備，如：變壓器的狀態(tài)界面，顯示相關(guān)信息狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等。
（6）負荷管理
對用電設備運行狀態(tài)進行管理，根據(jù)實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計出用電設備各類別和時段的電量及負荷特征，為經(jīng)濟運行提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
（7）電壓和無功管理
對配電網(wǎng)無功電壓進行優(yōu)化設置，可對無功補償裝置進行參數(shù)設置?？砂礋o功率控制模式、功率因素控制模式、電壓控制模式進行數(shù)據(jù)計算和控制指令發(fā)出。
（8）統(tǒng)計分析評估
對配電網(wǎng)和外部系統(tǒng)間的能量交換進行統(tǒng)計分析；對電能質(zhì)量的統(tǒng)計分析，對系統(tǒng)的可靠性進行統(tǒng)計分析，進行成本效益進行統(tǒng)計分析。
（9）數(shù)據(jù)發(fā)布展示
相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)布、瀏覽，報表和畫面等信息展示。
（10）系統(tǒng)管理
可進行系統(tǒng)配置、人員權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份、日志記錄。
5.3.2 能量管理
智能運維調(diào)控平臺實現(xiàn)系統(tǒng)整體運行監(jiān)測，控制系統(tǒng)能量管理策略和運行模式判斷與切換。
5.3.3 儲能系統(tǒng)管理

集設備監(jiān)測與控制功能于一體，實現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)配管理。儲能能量管理系統(tǒng)具備人機交互界面，可實現(xiàn)底層設備，如PCS、BMS 等，參數(shù)閾值修改和自定義，同時支持儲能系統(tǒng)運行策略、運行模式自定義。
平臺對儲能系統(tǒng)管理基本功能如下：
（1）PCS 手動恒電流/ 恒功率充放電，通過在PCS 人機交互界面手動設置充放電電流/ 功率，達到充放電截止條件時或手動停止充放電；
（2）EMS手動恒電流/ 恒功率充放電，通過在EMS人機交互界面手動設置充放電電流/ 功率，達到充放電截止條件時或手動停止充放電；
（3）EMS 計劃削峰填谷，儲能系統(tǒng)具備定時充放電控制功能，通過設置充放電電流/ 功率、充放電時間，進行固定時間的有功無功充放電控制，達到充放電截止條件時或定時時間到時停止充放電；
（4）并離網(wǎng)切換，實現(xiàn)計劃性和非計劃性孤島切換。儲能變流器通過檢測PCC 開關(guān)網(wǎng)側(cè)失電，斷開PCC 開關(guān)，進入離網(wǎng)狀態(tài)，并將并離網(wǎng)標志位清零，告知監(jiān)控后臺；當市電來電時，監(jiān)控系統(tǒng)通知并網(wǎng)，儲能變流器進行鎖相，并閉合PCC 開關(guān)，進入并網(wǎng)運行狀態(tài)，并離網(wǎng)標志位置位，告知監(jiān)控系統(tǒng)；
（5）三相不平衡分相控制，低壓配電臺區(qū)三相不平衡主要分為正常性不平衡和事故性不平衡，正常性不平衡是由于三相負荷不對稱運行造成，實際中由于不能嚴格控制負荷需求使三相不平衡普遍存在，事故性不平衡是由于單相短路或單相接地等原因造成的。通過電流互感器實時監(jiān)測線路電流，裝置進行電壓電流信號采樣，通過零線電流或相電流分析是否處于三相不平衡狀態(tài)，同時計算達到三相平衡狀態(tài)時各相所需轉(zhuǎn)換的電流值，然后控制變流器輸出，從而實現(xiàn)三相電流平衡；
（6）無功補償提高功率因數(shù)，通過電壓電流互感器實時監(jiān)測線路的有功功率、無功功率及功率因數(shù)，計算分析提高功率因數(shù)所需的無功分量，根據(jù)計算值控制PCS 發(fā)出或吸收無功功率，若為容性無功則吸收無功功率，若為感性無功則發(fā)出無功功率，從而提高電網(wǎng)功率因數(shù)；
（7）提升配電網(wǎng)電壓，裝置控制器實時采樣T 接點電壓信號，判斷電壓是否超過設定值，當電壓超過調(diào)壓高限值時，控制PCS 吸收無功功率，降低配電網(wǎng)電壓。當電壓低于調(diào)壓低限值時，控制PCS 發(fā)出無功功率，提升配電網(wǎng)電壓，最終使各相電壓穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)。
5.3.4 平臺功能展示
1、系統(tǒng)主接線圖
2、充放記錄
3、電網(wǎng)負荷
4、經(jīng)濟運行統(tǒng)計

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