CN115115091A - 一种基于全景展示的园区智慧用能管控平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于全景展示的园区智慧用能管控平台，该管控平台包括感知层、传输层、平台层和用户层，其中，平台层包括运行监测模块，智能运检模块，能效管理模块，增值服务管理模块，设备资产管理模块，***管理模块，统计分析模块，综合能源管理模块及调度抢修管理模块。本发明运用云计算、大数据、5G等技术，依托“物联网+”概念，将园区各配电室的电力数据、环控参数、设备运行状态进行实时监测，集中采集和分析，能够提升供电设备实时运行监控水平，故障及时预警，实现用能监视和能效分析，为园区实现节能提供增值服务，同时实现电能质量监视，为厂区电能质量优化提供建议。
Description
技术领域
本发明涉及用能控制技术领域，尤其涉及一种基于全景展示的园区智慧用能管控平台。
背景技术
随着企业用电规模的不断扩大，企业电力设备及其能耗管理工作大量增加，由于电力设备特殊所在工况的复杂性，大多数企业仍然采用人工的方式对这些园区房进行监控，耗费大量的人力和物力，迫切需要提升现有作业效率，提高配电***信息共享和优化调度运维效益。另一方面，随着科学技术的快速发展，集成技术、传感器技术和网络通信技术的日渐成熟，也为传统园区的智能化升级提供了技术支持。但目前国内运行的园区大多还是传统的常规园区，其电力设备自动化水平低、运行管理模式比较落后、二次布线繁杂、信息传输易受干扰等缺点仍制约着设备可靠运行和电力***运行效率。
园区用电的人工巡检、纸质记录的传统服务模式，不仅使得运行维护成本高，维护水平低下，更无法及时发现运行缺陷和隐患。对于突发的电气故障，缺少专业团队和专业手段支撑，应急响应速度慢。由于没有用电能效分析和管理，企业综合节能无法实现，电能浪费，增加成本。存在的主要问题如下：(1)被动式运维。人工巡视、纸质记录、电话沟通，缺乏智能化的手段，难以掌握设备宏观情况，当设备发生故障或隐患时，无法第一时间知晓，无法做到主动预防。(2)运维成本高。定期巡检需要耗费大量的人力、物力，发现问题时也不能立即抢修；由于故障未及时发现，导致大故障发生后被动的对故障设备进行维修、更换，导致维护成本大大提升。(3)抢修时间长。发生故障后，无法即时识别和定位故障信息，需要到现场确认，同时用户无法有效约束运维单位，抢修进度慢，导致故障时间长，造成经济损失大。(4)存在盲区、风险预防薄弱。一般企业电工尚未取得高压电工资格证，只能应对低压巡视，无法对高压配电房进行巡视。同时，现有配电室缺乏智能化手段，无法通过历史大数据识别可能存在的隐患。(5)数据分散。获取的电力数据分散，形成了一个一个的“数据孤岛"，无统一分析平台，没有办法将所有数据打通，造成目前数据应用以原始数据展现为主，横向缺少数据关联分析，纵向缺少数据挖掘，无法充分发挥数据价值。
因此，如何建立智慧用能管控平台，构建安全用能和预防式维护体系，实现覆盖安全用能、高效用能的一体化智慧用能服务是本行业亟待解决的技术难点。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于全景展示的园区智慧用能管控平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于全景展示的园区智慧用能管控平台，包括感知层、传输层、平台层和用户层，所述感知层提供基础信息数据和业务数据，并将数据上传至传输层，所述传输层用于提供网络、硬件及服务器环境，保障平台运行，所述传输层将分散、异构的应用和信息资源进行重构、聚合，通过统一的访问入口，为平台层提供基础的服务，用户层为用户提供平台可视化操作界面，进行登录和操作；所述平台层包括：
运行监测模块，用于配电室各个设备的实时监测，进行配电室的环境状态以及实时运行数据展示，且进行参数告警；
智能运检模块，用于根据运维巡检需求信息对配电室进行自动巡检，并分辨出运维故障信息，对故障进行及时告警，同时生成工单，将工单派发给运维人员，及时通知运维人员快速处理故障；
能效管理模块，用于通过对用能数据的分类分项计量，以及同比、环比、占比、排名、变化分析，发现用电大负载和异常负载，同时提供专业的电能质量分析功能，作为电能质量优化的数据基础；
增值服务管理模块，用于对电气设备运行数据进行分析，推算出用电结构性规划建议；
设备资产管理模块，用于提供设备的全生命周期管理，并通过对设备运行数据、运维数据的记录和分析，给出预测性运维建议。
优选的，所述运行监测模块包括全景地图展示单元、拓扑视图单元、设备监测单元、智能告警单元、趋势分析单元；其中，所述设备监测单元用于对配电室内外设备的运行数据，包括配电室内的温度、湿度、水浸液位以及烟雾情况进行实时监测；拓扑视图单元用于将监测的运行数据进行数据整合，生成电网拓扑结构；全景地图展示单元用于将生成的电网拓扑结构在全景图中进行展示；智能告警单元用于当实时运行数据超出告警限值时生成告警信息并展示，进而使配电站的监控不再是图片信息，更附着各运行设备、关键点静态数据、实时动态数据，实现变配电站室内、室外全方面、全生命周期、实时监控。
优选的，所述智能运检模块包括巡检计划管理单元、检修履历管理单元、故障诊断管理单元和巡检作业管理单元；其中，所述巡检计划管理单元用于将运维巡检需求信息发送给指定人员，对巡检需求的基本信息，包括新增、修改操作进行管理；所述检修履历管理单元用于对巡检历史记录以时空图形的有效查阅进行管理；所述故障诊断管理单元用于对故障告警、故障率统计、故障实时监控、故障GIS进行可视化，对故障进行及时预警，对故障提供详实的数据用于追查定位问题；所述巡检作业管理单元用于管理巡检过程生成的巡检工单，包括设施报修工单、工单维修数量，统计类型和时效。
优选的，所述能效管理模块包括能耗监测单元、能效分析单元、质量分析单元和能效评估单元；能耗监测单元，用于将感知层中的终端设备所采集的用能数据及电能质量参数等数据进行汇总和展示；能效分析单元对配电网能源消耗情况进行记录和分析，包括各相负载情况、运行效率、功率因数、电能质量、电能损耗状况。
优选的，所述设备资产管理模块包括台账管理单元、资产管理单元、设备健康度分析单元，其中，所述台账管理单元用于对每个监测设备的监测数据进行增加、删除、修改以及查看所有监测设备的数据信息；资产管理单元用于对配网运行维护的相关设备、工具等资产进行管理；设备健康度分析单元用于根据配网设备运行状态计算设备健康度来量化分析评价设备的运行状态。
优选的，所述数据增值服务管理模块包括节能改造服务单元、电能质量治理单元和数据增值服务单元，其中，所述电能质量治理单元用于监控各企业的电能质量指标，实时分析和评估区域级电力网络的供电质量水平，动态产生企业电能质量多维统计报表或分析图。
优选的，所述平台层还包括***管理模块，所述***管理模块包括用户入驻管理单元、用户权限管理单元和数据管理单元；其中，所述用户入驻管理单元用于平台用户实现SSO单点登陆并发布服务需求信息；所述用户权限管理单元用于***用户管理、用户组管理、角色管理、权限管理、资源管理；所述数据管理单元用于记录平台日常使用过程的运行状态，并对用户登记、访问数据、日常维护进行记录与查询管理。
优选的，所述平台层还包括统计分析模块，用于提供各类统计分析报告，包括报表统计单元和运行报告管理单元，所述统计分析报告包括维修工作报表、监理工作报表、设备故障率统计报表、设备故障原因分析报告、运维工作量报表。
优选的，所述平台层还包括综合能源管理模块，所述综合能源管理模块包括负荷预测单元、多能互补单元、能源消纳单元和负荷平衡管理单元；
优选的，所述平台层还包括调度抢修管理模块，所述调度抢修管理模块包括自动派件单元、备品备件管理单元、车辆调度单元和人员调度单元。
优选的，所述传输层的功能是为管控平台终端之间提供数据传输，向各层提供可靠的数据传输服务。传输层在给定的链路上通过流量控制、分段重组和差错控制来保证数据传输的可靠性。传输层主要传输感知层和平台层的相关信息，传输的主要方式是有线局域网，同时包含蓝牙、WIFI、5G等无线传输方式。
优选的，所述感知层包括安防模块、设备状态管理模块和环境监测模块，其中，所述安防模块包括视频监测单元和门禁控制单元，设备状态管理模块包括电能质量单元、蓄电池单元、局方探测器单元、开关位监测单元和剩余电流单元，所述环境监测模块包括温湿度单元、烟雾传感器单元、除湿单元和水浸传感器单元，感知层使用各种终端设备采集数据，传输至平台层中的不同模块进行处理，如通过环境监测模块中的温湿度单元、烟雾传感器、除湿单元和水浸传感器采集的数据信息会在运行监测模块中的设备监测单元进行显示、储存。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明运用云计算、大数据、5G等新兴技术，依托“物联网+”概念，将园区各配电房的电力数据、环控参数、设备状态进行集中采集和分析，能够提升供电设备实时运行监控水平，故障及时预警,实现用能监视和能效分析，为园区实现节能提供增值服务；实现电能质量监视，为厂区电能质量优化提供建议；具体如下：
(1)省心，解决客户运行维护之心。线上专家团队实时监测和平台预警，定期分析和诊断；线下服务团队定时配电巡检、检测和紧急抢修，专业全面的配电运维。
(2)省事，解决客户专业保障之难。智慧用能管控平台不间断主动实时监控，消除传统周期性人工值巡检、纸质化记录的信息采集盲区，让值守变成无人或少人；根据实际情况动态调配人员、信息、资源，提高综合效率。
(3)省钱，解决客户运营成本之虑。分析电费结构，提出用电优化方案，节能用户电费支出；对用户内部根据电费构成、分时电费，容量、容量电费对比分析，提出优化方案，实现经济用能。
(4)省力，解决客户人力不足之惑。设备台账、运行记录、故障信息都可记录可查询可追溯，方便快速诊断故障、具备备品备件，抢修供电，手机APP及时查看故障原因与运维状况。
(5)增值，增加客户数据价值。对电气设备运行数据进行大数据分析，推算出用电结构性规划建议，完成从经验分析向大数据分析的转变。通过平台庞大的数据基础及大数据分析对外提供节能改造服务、电能质量质量、咨询服务、电能替代等数据增值服务。
附图说明
图1是本发明基于全景展示的园区智慧用能管控平台的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明附图和实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，为本发明一种基于全景展示的园区智慧用能管控平台的示意图。
本实施例中，一种基于全景展示的园区智慧用能管控平台，包括感知层、传输层、平台层和用户层，感知层提供基础信息数据和业务数据，并将数据上传至传输层，传输层用于提供网络、硬件及服务器环境，保障平台运行，传输层将分散、异构的应用和信息资源进行重构、聚合，通过统一的访问入口，为平台层提供基础的服务，用户层为用户提供平台可视化操作界面，进行登录和操作；平台层包括：
运行监测模块，与用户层中的web端口链接，手机APP用户端链接，用于配电室各个设备的实时监测，进行配电室的环境状态以及实时运行数据展示，且进行参数告警；
具体地，运行监测模块包括全景地图展示单元、拓扑视图单元、设备监测单元、智能告警单元、趋势分析单元；其中，设备监测单元用于对配电室内外设备的运行数据，包括配电室内的温度、湿度、水浸液位以及烟雾情况等进行实时监测；拓扑视图单元用于将监测的运行数据进行数据整合，生成电网拓扑结构；全景地图展示单元用于将生成的电网拓扑结构在全景图中进行展示；智能告警单元用于当实时运行数据超出告警限值时生成告警信息并展示。通过上述设置使配电站的监控不再是图片信息，更附着各运行设备、关键点静态数据、实时动态数据，实现变配电站室内、室外全方面、全生命周期、实时监控。通过图形化的方式直观监控配电室的电气设备、环境、安防等运行状态和实时数据(如电压、电流、温度、用电量等等)，支持自定义监控画面和WEB展现页面，所见即所得。用户可同时通过WEB端和手机APP查看配电室实时运行状况。
智能运检模块，用于根据运维巡检需求信息对配电室进行自动巡检，并分辨出运维故障信息，对故障进行及时告警，同时生成工单，将工单派发给运维人员，及时通知运维人员快速处理故障；
具体地，智能运检模块包括巡检计划管理单元、检修履历管理单元、故障诊断管理单元和巡检作业管理单元；其中，巡检计划管理单元用于将运维巡检需求信息发送给指定人员，对巡检需求的基本信息，包括新增、修改操作进行管理；检修履历管理单元用于对巡检历史记录以时空图形的有效查阅进行管理；故障诊断管理单元用于对故障告警、故障率统计、故障实时监控、故障GIS进行可视化，对故障进行及时预警，对故障提供详实的数据用于追查定位问题；巡检作业管理单元用于管理巡检过程生成的巡检工单，包括设施报修工单、工单维修数量，统计类型和时效。通过上述“巡检管理+一键报修+工作评估”智能运检模式的设置，实现了智能化自动巡检和工单派发，任务快速响应，从而打造便捷高效的运检人员工作站，全面提升运维效率和工作体验。
能效管理模块，用于通过对用能数据的分类分项计量，以及同比、环比、占比、排名、变化分析，发现用电大负载和异常负载，同时提供专业的电能质量分析功能，作为电能质量优化的数据基础；
具体地，能效管理模块包括能耗监测单元、能效分析单元、质量分析单元和能效评估单元；其中，能耗监测单元，用于将感知层中的终端设备所采集的用能数据及电能质量参数等数据进行汇总和展示；能效分析单元对配电网能源消耗情况进行记录和分析，包括各相负载情况、运行效率、功率因数、电能质量、电能损耗状况。通过上述设置能够为配电网运行和管理人员提供实时决策分析的依据，满足管理人员对设备运行状态、***运行工况的全面了解，便于管理人员进行综合管理；同时可通过手机APP来掌握企业用能情况，及时做出科学决策。
设备资产管理模块，用于提供设备的全生命周期管理，并通过对设备运行数据、运维数据的记录和分析，给出预测性运维建议。
具体地，设备资产管理模块包括台账管理单元、资产管理单元、设备健康度分析单元，其中，台账管理单元用于对每个监测设备的监测数据进行增加、删除、修改以及查看所有监测设备的数据信息，包括设备资产类型、规格型号、以及具体资产的关键参数；资产管理单元用于对配网运行维护的相关设备、工器具等资产进行管理；设备健康度分析单元用于根据配网设备运行状态计算设备健康度来量化分析评价设备的运行状态。通过上述设置实现了设备从出厂安装—运行维保—设备报废的全生命管理，通过各种流程管理措施实现设备高效运行，延长设备寿命，最大化设备价值。同时通过对设备运行数据、运维数据的记录和分析，能够给出预测性运维建议。
增值服务管理模块，用于对电气设备运行数据进行分析，推算出用电结构性规划建议；
具体地，数据增值服务管理模块包括节能改造服务单元、电能质量治理单元和数据增值服务单元，其中，电能质量治理单元用于监控各企业的电能质量指标，实时分析和评估区域级电力网络的供电质量水平，动态产生企业电能质量多维统计报表或分析图。通过上述设置能够实现对各级用户电能质量的实时评估与控制，同时能够实现对多个企业用电的电能质量监测、分析和用电指导。上述设置通过云计算、人工智能、大数据分析技术，对电气设备运行数据进行分析，推算出用电结构性规划建议，从而完成从经验分析向大数据分析的转变。
本实施例中，平台层还包括***管理模块，***管理模块包括用户入驻管理单元、用户权限管理单元和数据管理单元；其中，用户入驻管理单元用于平台用户实现SSO单点登陆并发布服务需求信息；用户权限管理单元用于***用户管理、用户组管理、角色管理、权限管理、资源管理；数据管理单元用于记录平台日常使用过程的运行状态，并对用户登记、访问数据、日常维护进行记录与查询管理。
本实施例中，平台层还包括统计分析模块，用于提供各类统计分析报告，包括报表统计单元和运行报告管理单元，统计分析报告包括维修工作报表、监理工作报表、设备故障率统计报表、设备故障原因分析报告、运维工作量报表。通过上述设置能够实现展示整个园区用能管控平台的运维工作情况以及外场设备的运行情况的相关管理功能。
本实施例中，平台层还包括综合能源管理模块，综合能源管理模块包括负荷预测单元、多能互补单元、能源消纳单元和负荷平衡管理单元；
本实施例中，平台层还包括调度抢修管理模块，调度抢修管理模块包括自动派件单元、备品备件管理单元、车辆调度单元和人员调度单元。
本实施例中，传输层的功能是为管控平台终端之间提供数据传输，向各层提供可靠的数据传输服务。传输层在给定的链路上通过流量控制、分段重组和差错控制来保证数据传输的可靠性。传输层主要传输感知层和平台层的相关信息，传输的主要方式是有线局域网，同时包含蓝牙、WIFI、5G等无线传输方式。
本实施例中，感知层包括安防模块、设备状态管理模块和环境监测模块，其中，安防模块包括视频监测单元和门禁控制单元，设备状态管理模块包括电能质量单元、蓄电池单元、局方探测器单元、开关位监测单元和剩余电流单元，环境监测模块包括温湿度单元、烟雾传感器单元、除湿单元和水浸传感器单元，感知层使用各种终端设备采集数据，传输至平台层中的不同模块进行处理，如通过环境监测模块中的温湿度单元、烟雾传感器、除湿单元和水浸传感器采集的数据信息会在运行监测模块中的设备监测单元进行显示、储存。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于全景展示的园区智慧用能管控平台，包括感知层、传输层、平台层和用户层，所述感知层提供基础信息数据和业务数据，并将数据上传至传输层，所述传输层用于提供网络、硬件及服务器环境，保障平台运行，所述传输层将分散、异构的应用和信息资源进行重构、聚合，通过统一的访问入口，为平台层提供基础的服务，用户层为用户提供平台可视化操作界面，进行登录和操作；其特征在于：所述平台层包括：
运行监测模块，用于配电室各个设备的实时监测，进行配电室的环境状态以及实时运行数据展示，且进行参数告警；
智能运检模块，用于根据运维巡检需求信息对配电室进行自动巡检，并分辨出运维故障信息，对故障进行及时告警，同时生成工单，将工单派发给运维人员，及时通知运维人员快速处理故障；
能效管理模块，用于通过对用能数据的分类分项计量，以及同比、环比、占比、排名、变化分析，发现用电大负载和异常负载，同时提供专业的电能质量分析功能，作为电能质量优化的数据基础；
增值服务管理模块，用于对电气设备运行数据进行分析，推算出用电结构性规划建议；
设备资产管理模块，用于提供设备的全生命周期管理，并通过对设备运行数据、运维数据的记录和分析，给出预测性运维建议。
2.根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述运行监测模块包括全景地图展示单元、拓扑视图单元、设备监测单元、智能告警单元、趋势分析单元；其中，所述设备监测单元用于对配电室内外设备的运行数据，包括配电室内的温度、湿度、水浸液位以及烟雾情况进行实时监测；拓扑视图单元用于将监测的运行数据进行数据整合，生成电网拓扑结构；全景地图展示单元用于将生成的电网拓扑结构在全景图中进行展示；智能告警单元用于当实时运行数据超出告警限值时生成告警信息并展示。
3.根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述智能运检模块包括巡检计划管理单元、检修履历管理单元、故障诊断管理单元和巡检作业管理单元；其中，所述巡检计划管理单元用于将运维巡检需求信息发送给指定人员，对巡检需求的基本信息，包括新增、修改操作进行管理；所述检修履历管理单元用于对巡检历史记录以时空图形的有效查阅进行管理；所述故障诊断管理单元用于对故障告警、故障率统计、故障实时监控、故障GIS进行可视化，对故障进行及时预警，对故障提供详实的数据用于追查定位问题；所述巡检作业管理单元用于管理巡检过程生成的巡检工单，包括设施报修工单、工单维修数量，统计类型和时效。
4.根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述能效管理模块包括能耗监测单元、能效分析单元、质量分析单元和能效评估单元；其中，所述能耗监测单元用于将感知层中的终端设备所采集的用能数据及电能质量参数等数据进行汇总和展示；所述能效分析单元用于对配电网能源消耗情况进行记录和分析，包括各相负载情况、运行效率、功率因数、电能质量、电能损耗状况。
5.根据根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述设备资产管理模块包括台账管理单元、资产管理单元、设备健康度分析单元，其中，所述台账管理单元用于对每个监测设备的监测数据进行增加、删除、修改以及查看所有监测设备的数据信息；资产管理单元用于对配网运行维护的相关设备、工具资产进行管理；设备健康度分析单元用于根据配网设备运行状态计算设备健康度来量化分析评价设备的运行状态。
6.根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述数据增值服务管理模块包括节能改造服务单元、电能质量治理单元和数据增值服务单元；其中，所述电能质量治理单元用于监控各企业的电能质量指标，实时分析和评估区域级电力网络的供电质量水平，动态产生企业电能质量多维统计报表或分析图。
7.根据根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述平台层还包括***管理模块，所述***管理模块包括用户入驻管理单元、用户权限管理单元和数据管理单元；其中，所述用户入驻管理单元用于平台用户实现SSO单点登陆并发布服务需求信息；所述用户权限管理单元用于***用户管理、用户组管理、角色管理、权限管理、资源管理；所述数据管理单元用于记录平台日常使用过程的运行状态，并对用户登记、访问数据、日常维护进行记录与查询管理。
8.根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述平台层还包括统计分析模块，用于提供各类统计分析报告，包括报表统计单元和运行报告管理单元，所述统计分析报告包括维修工作报表、监理工作报表、设备故障率统计报表、设备故障原因分析报告、运维工作量报表。
9.根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述平台层还包括综合能源管理模块，所述综合能源管理模块包括负荷预测单元、多能互补单元、能源消纳单元和负荷平衡管理单元。
10.根据权利要求1所述的基于全景展示的园区智慧用能管控平台，其特征在于：所述感知层包括安防模块、设备状态管理模块和环境监测模块，其中，所述安防模块包括视频监测单元和门禁控制单元，设备状态管理模块包括电能质量单元、蓄电池单元、局方探测器单元、开关位监测单元和剩余电流单元，所述环境监测模块包括温湿度单元、烟雾传感器单元、除湿单元和水浸传感器单元。
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