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變配電監控系統 項目建設方案
二〇一七年四月 1. 項目概況........................................................ 3 1.1. 項目背景.................................................. 3 2. 建設目標和主要任務.............................................. 4 2.1. 建設目標.................................................. 4 2.2. 主要任務.................................................. 5 3. 總體建設方案.................................................... 6 3.1. 總體部署結構.............................................. 6 3.2. 系統框架設計.............................................. 7 4. 信息化基礎設施建設.............................................. 8 4.1. 硬件基礎設施.............................................. 8 4.1.1. 服務器系統.......................................... 8 4.1.2. 網絡及安全系統...................................... 8 5. 電力云服務平臺建設............................................. 10 5.1. 總體結構................................................. 10 5.1.1. Web應用服務器...................................... 11 5.1.2. App應用服務器...................................... 11 5.1.3. 數據庫服務器....................................... 11 6. 應用軟件平臺建設............................................... 12 6.1. 工廠電力監控系統......................................... 12 6.1.1. 實時數據........................................... 12 6.1.2. 歷史數據........................................... 12 6.1.3. 系統報警........................................... 13 6.1.4. 報警設置........................................... 13 6.2. 手機App監控管理系統..................................... 13 6.2.1. 實時監控........................................... 13 6.2.2. 實時報警........................................... 13 6.3. Web數據分析平臺.......................................... 14 6.3.1. 系統總覽........................................... 14 6.3.2. 實時監控........................................... 14 6.3.3. 歷史查詢........................................... 14 6.3.4. 統計分析........................................... 15 6.3.5. 統計報表........................................... 16 6.4. Web后臺管理系統.......................................... 16
1. 項目概況 現有變配電監控系統置于公司內網中，離開公司后便不能查看到電力相關的運作情況。在當今移動互聯網高度發達的時代，急需要一套完善、強大的系統能通過互聯網云服務技術，讓領導、用電管理人員隨時隨地都能監控公司電力運作情況，能夠及時的對異常情況做出應急措施。 變配電監控系統將以精準實時監控、云服務存儲、智能分析、信息推送為目標，以先進的理念和信息化技術采集、整合、分析電力信息，建立一套覆蓋全面、技術先進的監控系統，為企業提供智能化、可視化、移動化的監控服務平臺，便捷、及時地對企業電力運作情況提供監控，提高監控方便性和應急決策的效能。 1、精準實時監控 系統將充分利用最新的物聯網技術，全面、準確、快速、精細地采集各類電力信息，在信息采集對象范圍、頻率、空間密度等方面進行擴展，完整、準確地描述電力的實時數據、總體特征和變化過程，全面反映企業用電情況的連續性、動態性、相關性和綜合性。 2、云服務存儲 充分利用最新云服務技術，將企業內網與云服務器打通，讓領導和電力管理者通過Web或移動設備隨時隨地監控用電情況。 3、智能分析 系統將以海量的監控數據為基礎，通過對大量數據的挖掘、評測與關聯性分析，分析不同時間、不同設備用電變化趨勢，為節能節電、安全用電提供科學依據。
4、信息推送 變配電監控系統改變傳統的信息獲取方式，按每個用戶的個性化需求，將用戶關注的各類信息以用戶指定的格式組織起來，通過App、短信的渠道自動推送給每個用戶，使用戶能隨時隨地及時獲取企業用電信息，提高信息獲取效率。 變配電監控系統的建設將在總體規劃主要包括以下內容： 1、內網監控系統建設 為企業各個環節設備用電情況，提供精準的實時監控，查看日常、歷史用電情況，用電異常與報警設備相互連接，為用電管理人員、監控人員提供安全可靠的用電信息。
2、云數據服務平臺建設 通過互聯網云服務技術，將監控數據實時與云服務器同步。并將數據進行分析，分別通過WEB瀏覽器和手機App進行展示，并對企業領導和用電管理者推送其比較關注的信息。 3.1. 總體部署結構 變配電監控系統的使用對象包括企業領導、分管領導、用電管理者，既要考慮領導層的信息關注度，還要注重用電管理者、監控工作人員的工作安全可靠性。根據以上要求，我們設計的系統部署結構如下圖所示：
系統總體框架主要由數據服務層、應用支撐層和業務展現層三個層次構成，其結構示意圖如下圖所示： （1）數據服務層 數據服務層主要包括對電力數據的采集、分析、管理，通過數據采集設備進行對電力數據采集，篩選出各類有效數據進行信息處理，最后存儲在工廠數據中心及上傳云服務器，為各應用系統提供有效數據支撐。 （2）應用支撐層 應用支撐層包括工廠值班電力監控系統、云平臺數據展示管理相關系統，讓系統不再局限于工廠內網，實現即可以在公司值班監控，有可以通過移動網絡、萬維網實時隨地監控管理。 （3）業務展現層 針對不同人員不同用戶提供全方位的監控管理服務。工廠電力管理人員可以通過系統獲取實時用電運轉情況，可以通過APP獲取監控報警信息，領導層可以在WEB系統和APP隨時查看到工廠用電消費情況及各用電設備對應廠房車間的工作運作情況。 硬件基礎設施包括服務器系統、網絡及安全系統等內容。 服務器是作為系統的核心部件，提供計算處理服務、網絡應用服務和其他服務。根據不同的用途，服務器設備可分為數據庫服務器、應用服務器、數據交換服務器、數據采集服務器、網管服務器等。服務器的配置應根據各級各類應用的不同規模和特點，并結合處理速度、存儲容量、高可靠性、系統開放性、性能價格比等因素來進行選擇。 選擇服務器系統時，系統的體系結構、CPU性能、I/O性能等都是影響系統性能的關鍵因素，并與系統管理以及應用軟件開發的復雜程度有關，因此選擇適合的主機系統體系結構、適合的CPU、適合的I/O性能是系統成功的關鍵，同時作為使用者還必須關心后期的維護和服務方面的質量。 選擇服務器產品時，首先需注意服務器能否保證24h×7天×365天，不間斷工作無宕機，是否采用了冗余技術。運行在關鍵環境下的中心主服務器一般要求多電源、熱插拔硬盤、RAID卡，必要時需提供雙機熱備份方案。 本期智慧環保建設項目所需的服務器由邗江區政府的云計算機中心提供。 根據總體設計中的部署結構設計，系統的網絡分為內網（工廠內網）和外網（互聯網）二個部分，其中內網是工廠電力監控系統運行的主要網絡，外網主要用于WEB分析展示系統和手機APP系統，外網云平臺通過工廠網關與內網進行數據交換。 為阻止廣播風暴、提高數據效率，一般需要將一個大的網絡劃分成相對獨立的子網，然后通過特定的設備和技術實現子網間的互聯。子網的劃分可按照不同的原則進行，在本項目中，我們將采用按網絡功能來劃分子網，將上述不同功能的網絡作為一個邏輯上的子網，并使用三層交換機組建VLAN，實現網間互連。 在傳統技術上，子網間的互連一般采用路由器，路由器在子網間互連、安全控制、廣播風暴限制等方面起了關鍵的作用，但復雜的算法、較低的數據吞吐量使其成為網絡的瓶頸。針對以上問題，業界推出了三層交換技術，三層交換是采用Intranet應用的關鍵，它將二層交換機和三層路由器兩者的優勢有機而智能化地結合成一個靈活的解決方案，可在各個層次提供線速性能。這種集成化的結構還引進了策略管理屬性，不僅使二層與三層相互關聯起來，而且還提供流量優先化處理、安全訪問機制以及多種其它的靈活功能。 需配備的網絡設備主要包括主交換機、防火墻、網閘等。 電力云服務平臺是該系統承上啟下的核心，負責接收各類由工廠網關上傳上來的數據，為WEB系統和APP系統提供真實有效的數據，真正實現一套數據多用。 系統從功能架構上來看，可以分為WEB應用服務器、APP服務器、電力數據服務器，其層次關系如下圖所示：
5.1.1. Web應用服務器 該服務器是Web應用系統服務器，為用戶通過瀏覽器使用Web數據分析平臺和Web后臺管理系統提供支撐，有效避免用戶越權登入系統。 5.1.2. App應用服務器 該服務器是App應用系統服務器，為用戶通過手機使用App管理系統提供支撐。 該服務器是App管理系統和Web應用系統的數據基礎，存儲了所有電力數據，為系統分析統計查詢提供運算服務。 應用軟件平臺是該電力系統功能的直接體現，包括一系列實現特定功能的應用子系統，完整地覆蓋電力監控管理業務的各個環節，滿足電力管理業務的應用需求。 該系統為工廠內部值班監控系統，為工作人員提供實時電力數據展示、報警功能、電力數據歷史走勢等。 實時監控工廠各個電柜、各個車間、各個用電設備的用電情況，通過軟件將數據形象的展現在電腦上，方便管理人員管控。 對每個車間及用電設備當天用電走勢情況形象的展示，凸顯出用電異常時間區間。為用電異常溯源提供有效依據。 查閱工廠歷史用電情況，并通過曲線展示用電走勢，為隱患排查提供有效依據。提供多天數據對比、多設備對比、多車間對比和多電柜對比，形象的了解各個工作運作情況。 實時監控異常數據，在系統在將異常點不斷的進行閃爍，并通過接口與報警器連接，當有報警是報警器便會自動鳴笛。當報警信息未在規定時間處理時，系統將通過短信方式通知管理者，以達到不在監控室也能接收到報警信息，方便及時處理。 并提供異常信息歷史查詢，為監控總結、安全排查提供有效的數據依據。 為系統報警提供設置，可以對報警等級及報警值設置，報警方式設置和報警時長短信通知設置。 該系統主要為領導層及電力管理者提供報警服務和實時數據查閱服務。 當用戶開啟App后展示實時監控數據，并能設置著重關心的監控點，定時推送刷新數據，即便是在后臺也能不斷接收數據，當有異常數據時會通過微信、鈴聲、短信等方式為用戶推送信息。起到不用實時觀察也能管理的功能。 用戶通過設置自己關心的用電設備、車間等用電情況來接收異常用電信息。并能對異常報警進行設置。
6.3. Web數據分析平臺 該數據平臺為外網用戶提供實時數據查詢、數據統計、數據分析服務，將數據通過各種報表、各種圖形形象的展示工廠用電情況。主要包括系統總覽、用電點實時監控、歷史數據分析、統計報表分析、報警分析查詢等。 為用戶提供各類信息展示，包括各時段用電量情況、電流情況、多天多月用電情況對比等，如下圖所示： 為系統提供實時數據展示，按照工廠線路結構形象的展示數據，并將電流按等級顯示，將異常數據異常設備用閃爍的方式給用戶警示。可以選擇查看當個設備的當天用電情況，如下圖所示： 為用戶提供對歷史用電情況查詢，包括電流、電量、電壓等查詢，通過查看歷史走勢得出設備運轉是否正常，如下圖所示 為用戶提供報警歷史查詢，對用電設備進行隱患排查提供依據。
該功能塊主要分為，同比分析、環比分析和數據追溯，通過不同方式，充分展現谷峰平時段的用電變化情況。 （1）同比分析 該功能實現了多個時間段（多天、多月份、多季度和多年度）同一個用電設備電流、電壓、用電量等的變化情況。為工廠節能決策提供有效依據。 （2）環比分析 該功能實現對多個用電設備、多個車間、多個電柜在同一個時間段用電情況，充分體現各個車間用電設備的工作情況，從側面反映出各個車間的工作狀態。 （3）數據追溯 通過對電流、電壓等異常數據分析，推斷出產生異常的時間段，產生異常的供電電柜、車間和用電設備的一個溯源功能。
通過對數據統計生成各類型（電流、電壓、電能等）用電日報、月報、季報和年報，為車間生產節點節能提供可靠依據。 6.4. Web后臺管理系統 每個系統的運行都離不開一個功能完善的后臺管理系統，該系統很好的為用電管理者、配電工作人員提供功能設置平臺。配電工作人員將自己的配電方式錄入系統，并在數據分析系統中通過實時路況展示，設置各用點設備的峰值與最低值，設置用電谷峰平時間段。用電管理者也在系統上設置報警方式、報警信息推送方式，還有對各個使用者權限分配等功能的可視化管理系統。
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