周颖
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：高速铁路电力智能运维管理系统采用终端感知层、系统网络层、系统平台层的三层网络架构模式，通过集成网关，共享通信传输设备，利用铁路运维传输网络通道将各类监测数据上传至运维管理平台数据进行实时分析，建立了统一的智能运维建设标准、一体化共享的运维管理平台，实现了铁路全线电力在线监测、智能化预报警及故障的智能化判断定位，大大提高了铁路电力设施的运行维护管理效率，充分保障了供电的可靠性。
关键词：高速铁路；铁路电力；状态在线监测；智能运维管理
1、引言
随着铁路建设的高速发展和运维工作量的增加，运维管理的重要性日益凸显，传统的铁路电力运维管理模式已难以满足智能的运行维护管理需求[1]。
在科技发展的背景下，越来越多的智能化监测技术已在铁路电力系统中实现了应用，但由于缺少统一的信息化建设标准、一体化共享的信息平台，存在许多智能化的监测设备重复配置、标准不统一且不能数据共享，各智能监测子系统相互孤立形成信息孤岛等问题，进而造成铁路运维服务的数据综合应用难以展开[2]。
针对上述问题，本文提出了一种适用于高速铁路的电力智能运维管理系统，通过统一的运维数据传输网络，充分利用共享数据交互设计以及铁路互联网地址资源，实现各类运维系统数据传输。系统深度集成各运维监测功能，通过模块化方式，实现运维平台系统无缝衔接，使系统具备良好的扩展性和可维护性。
2、系统构成
系统由智能运维管理主站、通信传输网络、数据采集及通信管理终端三部分组成，即终端感知层、系统网络层、系统平台层的三层网络架构模式，如图１所示。
系统通过终端感知层内的各个监测子系统来采集数据，通过数据交换机或路由器将所采集到的数据上传给系统网络层，系统网络层对各类数据进行统一管理，并通过铁路通信光纤维护通道或共用移动通信网络通信接口接入系统平台层。
2.1智能运维管理主站
电力智能运维管理系统主站按照运营单位要求一般集中设置于供电段内，主要包括两套并行运行的监控调度工作站，用于管理和调度整个系统运行；为数据库系统的高性能运行提供硬件支持和保障的数据库服务器；具有多个通信输入/输出端口的信息集成网关，作为在线监测系统和主站平台之间的数据和命令交换；用于接收卫星对时的GPS时钟；为计算机系统供电的UPS电源，以及打印机、调度台等设备和系统服务软件，系统具备可扩展功能[3]。
图1 高速铁路电力智能运维管理系统构成图
3、系统设计方案
系统软件包括系统应用服务和数据服务软件，提供了包括基础信息管理服务、数据采集和存储服务、运行监视和告警服务、运行分析服务、数据分析服务等多种功能模块[8]。
系统软件系统遵循分层式和模块化结构，主要由表示层、业务层及数据层等多层次模型构成，各层遵循标准数据接口和交换方式，使得系统构架符合通用性和可扩展性原则。系统的数据层和业务层部署在运维平台服务器上，表示层则通过WEB客户端、移动APP和SNS（微信）等多种访问接口和客户端应用界面实现，系统软件平台架构详如图3所示。
图3 系统软件平台架构图
4、AcrelCloud-1000变电所运维云平台方案综述
4.1概述
AcrelCloud-1000变电所运维云平台基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视频场景等需求，实现数据集中，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收报警，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。
4.2应用场所
适用于电信、金融、交通、能源、医疗卫生、文体、教育科研、农林水利、商业服务、公用事业等行业变配电运行维护系统的新建、扩建和改建。
5、系统功能
5.1用能月报
用能月报支持用户按用电量、变电站名称、变电站编号等查询所管理站所的用电量，查询跨度可设置为月。
5.2站点监测
站点监测包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。
5.3变压器状态
变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据，支持按负荷率、功率等升、降序排名。
5.4运维
运维展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及量信息。
5.5配电图
配电图展示被选中的变电所的配电信息，配电图显示各回路的开关状态、电流等运行状态及信息，支持电压、电流、功率等详细运行参数查询。
5.6视频监控
视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配站内视频信息。
5.7电力运行报表
电力运行报表显示选定站所选定设备各回路采集间隔运行参数和电能抄表的实时值及平均值行统计。
5.8报警信息
对平台所有报警信息进行分析。
5.9任务管理
任务管理页面可以发布巡检或消缺任务，查看巡检或消缺任务的状态和完成情况，可以点击查看任务查看具体的巡检信息。
5.10用户报告
用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析，并列出在该周期内巡检时发现的各类缺陷及处理情况。
5.11 APP监测
电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。
6.系统硬件配置
7、结语
近年来，随着智能化铁路建设理念的提出，铁路电力供电系统现场无人化管理的模式是必然的发展方向，铁路运营管理单位对于通过智能化运维监测技术和分析判断解决电力系统运行过程中的各类故障，以便实时的处理故障并及时恢复电力供电，保证铁路运行的需求也日益迫切。
在此背景下，本文所介绍的高速铁路电力智能运维管理系统提出了铁路电力系统智能运维管理系统的理念，将各子系统之间的数据通道共享，打破了传统各自独立的信息传输方式，通过深度集成融合的平台主站形成了系统化、标准化的运维管理体系模式。系统通过集成网关、共享通信传输设备，利用铁路运维传输网络通道的方式将各类监测数据送至运维管理平台数据进行实时分析，实现铁路全线电力在线监测、智能化预报警及故障的智能化判断定位，使电力设施建立全生命周期管理体系，为电力调度和运行检修管理提供强有力的辅助决策依据。随着铁路建设标准体系的完善和技术的不断发展，必将具有更加广阔的应用和发展前景，实现网络化大数据环境下的铁路电力智能运维管理，将铁路电力供电系统运维管理提升到一个智能化的新水平。
参考文献：
[1]王志坤，章楚添，刘小强．铁路电力智能运维管理系统设计方案研究[J]．建筑工程技术与设计，2019（20）：5191．
[2]王向东．铁路电力智能状态在线监测运维管理系统设计[J]．建筑工程技术与设计，2020（20）：3530．
[3]王志坤．铁路变台在线监测系统的设计和实现[J]．电工技术，2019（4）：111-112．
[4]刘智．分布式行波测距在自闭贯通线路故障诊断中的应用[J]．电气化铁道，2019，30（z1）：79-82．
[5]何安宏，肖徐兵．基于智能化技术与大数据技术的配电网运维管控平台[J]．自动化应用，2018（11）：97-98．
[6]崔健．分 布 式 光 纤 测 温 系 统 在 高 铁 电 缆 测 温 中 的 应 用[J]．百科论坛电子杂志，2018（2）：310．
[7]张汝山，吴硕，涂勤昌，等．高空间分辨率分布式光纤测温系统的设计及应用[J]．光学仪器，2015（1）：79-82．
[8]白洁．电网远程运维管理系统的设计与实现[J]．山东工业技术，2019（7）：185．
[9]葛琳珺．电力企业设备运维管理系统设计与实现[D]．长沙：湖南大学，2017．
[10]杨翰.高速铁路电力智能运维管理系统设计与应用[J].自动化应用,2021(08):56-59.
[11]企业微电网设计与应用手册.2022.5版.
作者简介：
周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电
