電改文件發布之后,民營資本進入電力市場。很多企業參與到配電運維市場,如何提高這些運維服務商的運維手段,降低運維成本,豐富競爭手段成為重點。此話題從智能運維的角度出發,講述信息化、智能化對運維服務商的幫助和提升。
基于大數據的能源互聯云平臺
縱觀歷史,能源的發展變革經歷了以下三個階段:
第一次工業革命:主要能源由木材向煤炭發展,燃煤蒸汽機成為主要的生產動力,人類從此進入了以煤炭為主的化石能源時代。
第二次工業革命:人類由蒸汽時代跨入電氣時代,石油代替煤炭成為主要的能源。
能源互聯網時代:能源多層面交互、睿智供給與使用,使得多能源互補的綜合能源成為可能。
綜合能源大服務
在現有的傳統能源服務的基礎上,如熱電廠、燃氣、電網等,結合光能、垃圾沼氣發電、三聯供等新的技術,利用大數據、云計算,使能源互聯、能源管理、能源售電及市場分配等均能被用戶使用。
能源互聯網云平臺
在整體的綜合能源大服務中,所有產生的數據都會通過實時互聯的互聯網進行交互。如何利用好這些數據為客戶服務,同時降低能源互聯網公司的運營成本成了一個很關鍵的問題。
目前的增量配網、能源管理、園區的業務運營等,都不可避免的面臨著一個問題,即如何實現智能運維?
配電智能運維的現狀
目前為用戶提供的能源主要分為兩類:一是電能,二是其他新的能源如熱聯供,供氣、供熱、供冷等,這些都需要維護。很多時候電力作為中間交換的介質,是能源輸送最主要的手段,所以這里所講的內容主要是從配電智能運維的角度出發。
個人認為智能運維至少包含以下三個方面的內容:
運行:變電站的運行管理是最基礎的方面;其次是設備計劃停/復役操作,用戶將配電房托管之后所有的東西都需要服務商全盤負責;同時需要記錄各類運行數據,包括配電房運行的狀況是否良好等;最后是設備臺賬的管理,例如運維了多少地方等這些方面都需要進行管理。
維護:維護需要定期的巡檢,對配電房、變電站所有設備、線路線纜定期進行維護保養,電力設備高壓預防性測驗,另外也要做好站容站貌的清潔工作。
搶修:當客戶發生故障問題時要及時響應搶修,應急供電,做好設備的更換、改造,協調設備供應商提供質保服務等。
目前來說,運營商這一塊大部分時候都是通過人工巡視、紙質記錄和電話溝通三種方式來實現的,尤其是專變用戶側,原來的配電房都比較老舊,沒有智能化的手段,主要是人工巡視,巡視完之后紙質記錄,通過電話跟用戶進行溝通。
傳統運維其實是一種勞動密集型的業務,目前還存在著諸多弊端:
1、人力的占用成本很高,大部分工作都需要靠人力來做;
2、工作效率低,一般情況下巡維是兩個人一臺車,在劃定的范圍內進行巡維,另外還有花在路上的時間以及溝通的時間等,所以工作效率比較低;
3、人員培訓,隨著業務的擴展,越來越多用戶的加入,需要對人員進行業務培訓?,F在的培訓模式基本是授課、傳幫帶,因為發生事故的可能性比較低,人員對故障模擬的情況比較少,設備沒有實時在線監測,所以只能依靠事故發生之后的搶修才能借鑒學習;
4、溝通時間長,不緊急的事件一般都是跟用戶電話溝通,緊急事件才會上門當面溝通,所以存在一個比較長的溝通過程;
5、搶修響應時間比較長,搶修一般都是用戶主動發起的,很少是運維商主動發現的。由于用戶對故障的描述存在偏差,可能用戶的描述和現場發現的問題不一致,這嚴重影響了對搶修的及時響應。
以上這些問題的存在導致企業的運行成本居高不下,用戶粘性低,降低了運維商的競爭優勢。
配電智能運維的需求
從用戶和能源提供商的角度來看,智能運維的需求有以下三個方面:
安全:最好的情況是杜絕事故,那如何才能做到杜絕事故呢?
1、做好故障預警,在事故沒有發生之前將隱患扼殺在搖籃里;
2、掌握所有狀態;
3、定期巡檢是必要的,但是光靠一個星期一次的巡檢并不能解決所有問題。
舒適:可以用幾個關鍵詞來概括。
1、無感式托管:用戶將配電房托管之后由服務商全權負責,問題的發生及解決不需要用戶操心;
2、沉浸式服務:既要讓用戶感覺不到你,又要讓用戶感覺你無處不在,發生問題服務商會比用戶第一時間知道,并拿出解決方案;
3、參與感:用戶對配電房運維的一切都了然于心,包括用了多少電、配電房安不安全等,所有的狀況用戶都很清楚;
4、管家服務:以管家的服務態度為用戶提供服務。
節約:
對用戶來說:
1、用戶將配電房委托,節省了人力;
2、事故減少,損失也相應的減少;
3、發現一些不合理的用電環節能及時進行節能改造,這也是一種節約。
對能源提供商來說:
1、人員減少,以前需要一個星期一次巡檢,使用了新技術之后可能兩個星期一次巡檢就足夠了;
2、在整個環節的調配上,會為運維公司提供一個更好的調控手段,合理配置資源,從而達到降低成本的目的。
配電智能代運維服務的核心是:
把計算機網絡技術及現代通信技術應用于配電室代維業務中,提升代維護的可靠性和效率,也是把現代服務業理念應用于配電代維業務中的創舉和典范。通過科技手段提升配電室維護的可靠性和效率,規避人為因素造成的安全隱患,降低運行維護費用。
配電智能運維的實現
用電智能運維系統包括以下幾個方面:
專業的運維公司
為用戶做專業的業務
提供專業的服務
專業的團隊,這個團隊是運維商所具備的,用戶是不具備的
專業的工具,有很多專業的設備共同為用戶提供服務,實現用戶的需求
依托互聯網+的創新思維理念,通過線上信息技術采集及智能數據分析,為客戶提供系統化、專業化、標準化的線下服務,達到有效互動,改變傳統服務場景,從而實現資源最大化,進一步拓展服務邊界,創造全新的服務模式。
用戶可以通過用電服務云平臺的網頁web端、IOS&安卓手機端、微信公眾號登陸管理配電房。
智能運維的產品規劃:
1、智能運維的產品最基礎的是要實現遠程的實時監視,要能準確的知道配電房的運行狀況;
2、用歷史數據的分析把按時檢修變成按需檢修,有的設備比較老舊,需要適當的增加檢修的頻次,而對新設備的檢修維護次數可以適當減少;
3、變電運行方式分析,在給供電局交電費的時候,其中有一部分容量費是可以商量、自行協調的;
4、通過采集的數據參量對是否發生事故做一個簡單的趨勢分析,對數據做集成化處理;
5、高級專家診斷服務,現場發生的故障運營商應該先于用戶知道,同時對故障有一個初步的預判,后臺的高級專家診斷服務在現場搶修過程中全程配合,為用戶提供專家服務,在最短的時間完成搶修。
基于SAAS的用電大數據云平臺架構大致分為以下四層:
智能設備層:這些設備層是裝在配電房內的,大部分都是傳感器,主要采集設備運行狀態、環境狀態等數據。
接入層:采集的數據通過接入層傳到云平臺,接入層主流的運行方式包括2G、3G、4G、LoRa、NB-LOT等。
云數據層:把所有數據集中在一個平臺里,在這個平臺上應用層就可以做很多應用,為能源運營商的業務拓展提供了可能。
應用層:可以做智能運維、能源管控、負荷預測、電力培訓、售電業務、節能診斷等服務。
配電智能運維的拓撲針對的是能源運營提供商,大致分為四個區域:
運維配電房
外部應用
公共的網絡傳輸
電力運維中心
其中,傳感器可以采集的數據包括:
1、電量參數:包括高壓柜和低壓柜的運行,尤其高壓柜這塊的中保需要接入,它是安全衛士,信息比較全面;其次低壓的主要回路或者負荷比較大的也要進行監測,這關系到用戶的用電安全;對于一些工業用戶還需要做電能質量的監測。
2、設備運行狀態:首先是對變壓器的監視,大部分變壓器會有溫控儀,要盡可能的采集溫控儀上的數據,分析變壓器的運行狀態;其次是對電纜頭溫度的監測;針對更高需求的用戶,局放也是一個重要方面。
3、環境方面主要包含兩部分,一是溫濕度等,便于用戶了解現場的環境狀況;另外一部分是門禁,要知道配電房有沒有人闖入。
數據傳送到后臺有多種手段:
1、可以通過用戶局域網直接接入,采集視頻信號、數據信號等;
2、沒有局域網的地方可以采用4G等流量,所有采集的數據需要接入到電力運維中心,電力運維中心是能源運維商的調度中心,用戶也可以自行建設,用戶可以通過手機app和web客戶端跟系統做配合。運維商在這塊的建設成本不是很高,整個平臺搭建的成本主要在運維配電房。
配電智能運維需要實現的功能,大致可以分為五個板塊:
1、配電房的實景再現
雖然配電房是無人值守的,但是需要能夠實時反饋數據、視頻等信息,在后臺實時展現,包括3D動畫、實時視頻、歷史視頻回溯等。
2、預告警與應急故障處理
預告警與應急故障處理是運維里面最重要的一個環節。預告警的主要功能是在后臺完成的,對現場出現的一些不尋常的狀態做出判斷、分析。例如溫度方面,每個配電房都裝有干濕變壓器的溫度儀,可以發出超溫和高溫的信號給到變壓器保護。一般情況下超溫和高溫是由廠家進行設置的,預警上限比較高,通過閥值報警是預告警最基礎的階段。預告警的進階是看溫升,夏天和冬天同一個溫升卻是不同的概念,應該區別對待。第三個階段是將電流和溫升結合起來,變壓器在50%負載的時候溫升是在50k,10%負載的時候也是在50k,這時候就有理由懷疑變壓器是否出現了問題,就需要進行預報警。
預告警另外一塊是在線的局放監測,可以利用低電波去測局放信號,局放一發生就可以得到信號,就能及時進行檢修,及早排除故障。
當現場真的發生故障時怎樣在最短的時間內解決問題?故障發生時監控中心會在第一時間內收到信息,實時數據流會智能派單給最近的檢修人員,檢修人員現場確認問題并搶修,搶修完后通過視頻或者照片上傳維修結果。
如果檢修人員沒辦法維修或者需要多方協調,可以把問題傳到后臺,專家通過后臺信息進行問題的分析和指導,這種操作可以稱之為“圓桌工單”,即把相關人員整合在一起,當出現問題或者需要協調配合時可以隨時聯系相應人員。
3、運維企業總覽
企業本身也需要管理,業務的狀況、運維的質量、用戶對工單完成情況的打分、區域運維的劃分、人員的流動軌跡圖等都需要進行管理,這樣才能更快的協調資源,更好的為用戶提供服務。
4、運維業務流程管理
運維業務流程管理包括:
合同管理:每個用戶什么時候上線、包含多少次服務、多久時間做一次巡視等都規定在合同內。
資產管理:個人建議所有的智能運維平臺都應該基于資產去實現工單、報警以及監控業務等,這些最終都體現在資產方面。
文件管理:例如可以從后臺知道某個高壓柜的生產廠家等信息。
日常巡視工單:例如配電房什么時候進行的巡檢、上次故障的時間、什么類型的故障等,這些都可以通過后臺一目了然。
人員定位與管理:實現低碳化高效率的運轉,必須要在系統里面植入運維流程。
5、用戶貼心服務
既要讓用戶無感式托管,也要讓他們體驗到沉浸式服務。工單是沉浸式服務的一種,用戶生成一個定時巡視的工單時,系統會整合相關人員,什么時候到廠巡檢、巡檢過程中存在什么問題等信息用戶都可以通過工單實時關注。
此外每次巡檢的報告、每個月甚至每年的報告都要發送給用戶,用戶也可以通過評價體系進行反饋。
個性化用電需求的響應和節能服務的改造也是非常重要的,當用戶托管配電房的時候后面一系列的問題都需要得到有效的解決。
所以總的來說運維服務商是一個很龐大的體系,需要對用戶從運維到問題解決的整個過程進行管理。
智能運維系統應該具備的特質:
1、做這套系統之前必須要有一個整體的解決方案,這套解決方案不應該像做項目工程一樣,由零散的元件、技術等拼接而成,而應該是一個整體的解決方案,因為這套方案中間涉及到很多環節,任何一個環節出現問題系統都是不可靠的。
現在配電系統大部分的一次設備的標準在20年前就已經基本確定,非常成熟,故障率也非常低,新的傳感技術、數據傳輸技術應用到傳統的配電領域,會帶來很多故障,這是無可避免的,怎樣盡可能的降低故障率呢?用整體解決方案來解決,在各個方面降低故障率。
2、數據的接入應該盡量兼容現場的設備。很多配電房原本都配置有智能化的儀表、傳感器等設備,怎樣把這些傳統設備的數據傳上來就變成了一個問題,所以應該盡量兼容已有的設備,而不是全部拆除更換。
3、目前市場上的很多云平臺是不能用在智能配電運維上的。配電房發生的數據,后臺應該在10-15s之內反饋上來,這就是智能運維系統實時高效的特性。
智能運維和傳統運維在很多方面都有很大的不同。具體的對比如下圖:
配電智能運維的外圍增值服務
智能運維系統主要有兩方面的好處:一、降低了運維商的成本,提高了運維服務的質量;二、搜集了很多基礎的數據,這些基礎數據是給用戶做增值服務最關鍵的依據。例如售電,需要知道用戶的年用電量,用電負荷是怎樣的,規律是怎樣的,在這個基礎上為用戶做增值服務才是有的放矢,能真正為用戶帶來價值的。