一、項(xiàng)目背景

隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展以及人們對(duì)電力系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性要求的不斷提高，民用電力遠(yuǎn)程監(jiān)控成為保障電力供應(yīng)質(zhì)量、提升電力運(yùn)維效率的關(guān)鍵手段。傳統(tǒng)的民用電力監(jiān)控方式主要依賴人工巡檢和現(xiàn)場(chǎng)操作，存在效率低下、實(shí)時(shí)性差、難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題等弊端，已無(wú)法滿足現(xiàn)代民用電力系統(tǒng)復(fù)雜多變的需求。

在此背景下，某電力運(yùn)營(yíng)企業(yè)決定引入先進(jìn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，對(duì)分布廣泛的民用電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化運(yùn)維，提高供電可靠性和服務(wù)質(zhì)量，降低運(yùn)維成本。

二、解決方案

經(jīng)過(guò)對(duì)多種遠(yuǎn)程監(jiān)控方案的評(píng)估和篩選，該企業(yè)最終選擇了捷米特品牌PLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)作為核心設(shè)備，構(gòu)建民用電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其原因如下：

·強(qiáng)大的協(xié)議兼容性：數(shù)據(jù)采集器支持多種工業(yè)通信協(xié)議，如ModbusTCP/IP、ModbusRTU/ASCII、IEC101、IEC104等，能夠與不同品牌和型號(hào)的PLC以及其他電力設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫連接和數(shù)據(jù)交互，有效解決了民用電力系統(tǒng)中設(shè)備多樣、協(xié)議不統(tǒng)一的問(wèn)題。

·穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接：具備4G全網(wǎng)通功能，可適應(yīng)不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確保在偏遠(yuǎn)或網(wǎng)絡(luò)條件復(fù)雜的地區(qū)也能穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)民用電力設(shè)備的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

·高效的數(shù)據(jù)處理能力：內(nèi)嵌強(qiáng)大的邊緣計(jì)算芯片，可對(duì)采集到的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行本地預(yù)處理、分析和過(guò)濾，提取關(guān)鍵信息，減少數(shù)據(jù)傳輸量，降低云端服務(wù)器負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和實(shí)時(shí)性。

·可靠的安全性能：采用多重安全機(jī)制，如VPN加密隧道、防火墻、身份認(rèn)證等，保障電力數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性和完整性，防止數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊，確保民用電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、系統(tǒng)架構(gòu)與工作原理

·設(shè)備層：主要包括安裝在民用電力設(shè)施中的各種電力設(shè)備，如變壓器、配電柜、智能電表、無(wú)功補(bǔ)償裝置等，以及用于監(jiān)測(cè)電力參數(shù)的傳感器，如電壓互感器、電流互感器、功率因數(shù)表等。這些設(shè)備負(fù)責(zé)采集電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電壓、電流、功率、電能質(zhì)量等，并通過(guò)相應(yīng)的通信接口與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)相連。

·網(wǎng)絡(luò)層：數(shù)據(jù)采集器作為核心通信設(shè)備，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器建立連接。它負(fù)責(zé)將設(shè)備層采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包、加密和傳輸，同時(shí)將云端服務(wù)器下發(fā)的指令進(jìn)行解碼和轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的電力設(shè)備。

·平臺(tái)層：云端服務(wù)器接收到來(lái)自PLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行存儲(chǔ)、整理和分析，并通過(guò)專業(yè)的MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)分析和遠(yuǎn)程控制等功能。運(yùn)維人員可通過(guò)電腦、等終端設(shè)備隨時(shí)隨地登錄平臺(tái)，查看電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和管理。

四、實(shí)施過(guò)程

·需求調(diào)研與分析：在項(xiàng)目實(shí)施前，對(duì)民用電力系統(tǒng)的規(guī)模、設(shè)備分布、監(jiān)控需求等進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研和分析，明確了需要監(jiān)控的電力設(shè)備類型、數(shù)量以及關(guān)鍵電力參數(shù)，為后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型提供了依據(jù)。

·系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃：根據(jù)調(diào)研結(jié)果，制定了基于數(shù)據(jù)采集器的民用電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)劃、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)置、通信協(xié)議選型等。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，如設(shè)備管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警處理、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)分析與報(bào)表生成等，以滿足電力運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)民用電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理的需求。

·設(shè)備安裝與調(diào)試：按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，在民用電力設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)安裝工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，并將其與各類電力設(shè)備和傳感器進(jìn)行連接。在安裝過(guò)程中，確保網(wǎng)關(guān)的安裝位置符合電磁兼容性要求，避免信號(hào)干擾，并嚴(yán)格按照設(shè)備安裝規(guī)范進(jìn)行操作。完成硬件安裝后，對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行上電調(diào)試，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、設(shè)備連接參數(shù)、協(xié)議轉(zhuǎn)換參數(shù)等，確保網(wǎng)關(guān)與電力設(shè)備以及云端服務(wù)器之間的通信正常。

·平臺(tái)對(duì)接與功能開(kāi)發(fā)：將4G物聯(lián)網(wǎng)模塊采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)MQTT協(xié)議上傳至云端服務(wù)器，并與電力監(jiān)控軟件平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接。在平臺(tái)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警處理、遠(yuǎn)程控制等功能模塊，并根據(jù)電力運(yùn)營(yíng)企業(yè)的實(shí)際需求，對(duì)平臺(tái)界面進(jìn)行了個(gè)性化定制，使其更加直觀、易用，方便運(yùn)維人員進(jìn)行操作和管理。

·系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化：在系統(tǒng)實(shí)施完成后，進(jìn)行了全面的測(cè)試，包括功能測(cè)試、性能測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試等。通過(guò)模擬各種實(shí)際運(yùn)行場(chǎng)景，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性、傳輸可靠性、響應(yīng)速度、并發(fā)處理能力等進(jìn)行了驗(yàn)證和評(píng)估。針對(duì)測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化和調(diào)整，如優(yōu)化網(wǎng)關(guān)的通信參數(shù)、調(diào)整平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理算法等，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，滿足民用電力遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。

五、應(yīng)用效果

·提高電力監(jiān)控效率：通過(guò)PLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了對(duì)民用電力設(shè)備的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，運(yùn)維人員無(wú)需再頻繁前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡檢和數(shù)據(jù)采集，大大減少了人工巡檢的工作量和時(shí)間成本，提高了電力監(jiān)控的效率和及時(shí)性。他們可以在監(jiān)控中心或通過(guò)移動(dòng)終端隨時(shí)隨地查看電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施進(jìn)行處理，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

·提升電力系統(tǒng)可靠性：借助網(wǎng)關(guān)的邊緣計(jì)算功能，對(duì)采集到的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，能夠快速檢測(cè)到電力系統(tǒng)的潛在故障和異常，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，提醒運(yùn)維人員進(jìn)行處理。這種及時(shí)的故障預(yù)警和處理機(jī)制，有效避免了故障的擴(kuò)大化，減少了停電事故的發(fā)生概率，提高了民用電力系統(tǒng)的可靠性和供電質(zhì)量。

·優(yōu)化電力運(yùn)維管理：基于MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的電力監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的集中管理和分析，為電力運(yùn)維管理提供了有力的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的挖掘和分析，可以了解電力設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律和老化趨勢(shì)，制定更加科學(xué)合理的運(yùn)維計(jì)劃和設(shè)備更換策略，優(yōu)化電力運(yùn)維管理流程，降低運(yùn)維成本。

·增強(qiáng)電力服務(wù)品質(zhì)：通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施，電力運(yùn)營(yíng)企業(yè)能夠更及時(shí)地響應(yīng)客戶需求，快速解決電力使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的電力服務(wù)，提升客戶滿意度。

·（具體內(nèi)容配置過(guò)程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。）

審核編輯 黃宇