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微电网群远程运维系统设计及实现

摘要：微电网因其良好的间歇性能源消纳能力得到了快速发展，然而微电网多

数地处偏远或海岛地区，如何运维成为一个困扰运行单位的难题。本文以贵港市

三里一中微电网群实施远程运维为例开展研究，设计了远程运维系统部署架构，

开发微电网群远程运维系统软件，建立故障特征库与故障代码，并可在智能终端

获取故障信息。该系统通过采集机房、配电房的环境参数及微电网群的运行数据，

归纳并分析微电网群运行控制系统故障记录及处理情况，实现微电网群运维关键

状态数据监测，为运维人员提供检修准备及处理依据。

关键词：微电网群；远程运维系统；工程调试

0引言

微电网解决了多类型分布式电源的并网问题，有效的利用分布式电源，并且

可以独立运行。随着微电网的发展，由局部范围内的多个微电网互相联结形成微

网群，有利于微电网间的协调控制，提高整体运行稳定性和经济性。微电网群具

有控制实时性高、通信可靠性高等特点，并且通常要求无人值班，使得远程运维

系统开发尤为重要[1]。

近年来，远程运维系统在电力行业中的应用已逐步成熟，如今，在国内外的

电气市场上，已出现了针对各场所或设备的远程运维技术的应用，例如，在变电

站、配电室、机房等场所中，或电机、继电保护装置等设备上，都有远程运维技

术的出现[2~14]。

三里一中微电网群位于广西贵港市三里镇第一中学，该系统既是线路末端又

属于偏远郊区，为了更好开展微电网运行与维护，提高当地供电服务水平、减少

运维人员工作量，广西电网公司贵港供电局开展了远程运维系统建设研究工作，

并开发了基于云平台的微电网群远程运维系统，具备实时数据展示、告警推送和

定时运维的功能。值班人员可实时监测机房内环境及各电气设备的数据：当某参

数超出安全限值时，系统可发出警告；系统通过分析所监测的数据，可通知运维

人员进行控制维护，亦可通过自动控制启动自动调节和处理的功能实现自动运维。

本文首先介绍了三里一中微电网群远程运维系统架构设计，包括功能需求、

软硬件设计等，确定系统总体技术框架，接着介绍技术方案研究，确定相关设备

选型要求，最后以实际工程调试案例作为说明，以下分别详述。

1系统架构设计

1.1系统主要功能

系统根据运维要求主要完成以下功能：

（1）系统运行状态监测、异常信息告警

线路运行过载、电能质量告警、故障跳闸、通信异常、保护动作告警等。

（2）微电网设备运行环境监测

控制机房噪声异常告警、环境温湿度异常告警、小动物异常告警、水浸异常告

警、门襟入侵告警等。

（3）关键点设备巡视辅助

运维人员可以通过移动终端定期进行设备的巡视，发现异常时能够调取异常处

理策略提示（包括光伏、风机、储能以及监测终端异常或者故障情况下处置方式

指引），如果涉及复杂处理过程可以通过移动终端联系专家远程协助处理。

1.2系统平台设计

为了实现系统功能设计微电群远程运维系统如图1所示。采用了物联网、云

技术、移动互联网等技术，搭建了安全性能强大的数据通道，实现终端和云端的

双向通信、系统可以方便的将物联网终端接到管理平台，实现设备和平台之间的

数据采集和命令下发的双向通信，对设备进行高效、可视化管理。网络的安全性

主要通过严控网络通道、128位加密算法、加密认证、数据加密多方位保证远程

监控准确和数据安全。

系统采用三层高可用的结构，设备和系统接口层，由粉尘、温湿度、噪声、

振动等环境传感器构成环境参数采集，环境控制设备的启停，微网群能量管理系

统和微网群协调系统构成微网群的运行状态数据采集、告警信息以及通信通道的

监测。，现场数据监控层担任现场数据的收集、预处理和上传的功能，提供当地

的设备监视和调试，处理实现系统的状态判断和统计数据，并将数据发送到云平

台。云服务层定时生成运维工单，可以将系统的告警信息实时推送到运维人员的

终端上，运维人员需要时可通过终端实现远程运维，复杂情况可以联系专家介入

运维服务。

图1系统平台设计图

1.3硬件设施设计

在现有微电网群设备基础上，通过装设智能监测控制装置，如图2所示。全

面监测微电网设备、配电室环境运行情况及性能参数，以微电网运行控制主站为

交互核心，通过接入温度传感器、湿度传感器、声音传感器和振动传感器，从而

有效提升微电网运行环境的安全性和可靠性。智能监测控制装置采用树莓派作为

终端，通过485总线采集机房环境噪声、烟雾传感器、温湿度传感器、门襟传感

器等传感器信息，通过网络口监视能量管理系统和各个设备的通信规约报文，分

析