集成到位管控云平台及智能挂锁的应用研究

吴琪琪，吴锦秋

（广东电网有限责任公司中山供电局 广东 中山 528400）

0 引言

配电网站点设备的巡视任务繁重、管控难度大、管理人员无法准确了解巡视工作完成情况，不能保证巡视计划有效、高效开展。一方面运维人员在巡视完成后需逐项汇报所巡视配电设备情况，班长需花费大量时间统计巡视数据，造成人力资源的极大浪费；另一方面配电房（箱）现在使用“一匙通”机械挂锁，钥匙管理难，安全隐患极大。为了实现配网设备的有效管理，保障配网系统的可靠运行，本文将从集成到位管控云平台及配网设备智能挂锁的应用展开研究。

1 项目背景

随着网架结构愈发复杂，配电网站点数量不断增多，配电设备可靠性管理工作量日益增加，设备可靠性水平参差不齐。通过分析，配电设备巡视管理模式主要存在以下三点问题。

一是作业缺监督，管理有漏洞。纵观巡视任务执行的流程，运维人员在巡视过程中会在PDA上做巡视记录。但管理人员无法对运维人员的作业进度及到位情况进行监督，不能保障巡视任务完成效果，管理存在极大漏洞。

二是数据统计慢，汇总效率低。运维人员在巡视完成后需逐项汇报所巡视配电设备情况，班长需花费大量时间统计巡视数据并手动更新巡视任务完成进展，造成人力资源的极大浪费。巡视完成情况不直观，管理人员无法及时获知一线工作开展情况，实现数据可视化。

三是钥匙管理难，安全性较低。在配网巡视过程中，一次巡视任务中往往包含多个配电房和配电箱的巡视。为了方便开锁，长期以来绝大多数配电房和配电箱使用通用型挂锁，即配电运维人员采用“一匙通”即可机械打开和关闭所有挂锁。但在方便开闭锁的同时，其钥匙的可复制性和替代性，将造成钥匙泛滥。班组里的钥匙没有明确的主人，难以管理。同时通用型挂锁安全性较低，存在不用钥匙就能开锁的情况，安全隐患极大。

2 设计思路

本课题希望通过集成到位管控系统及云端数据平台，配套智能挂锁及电子钥匙，设计一套完整的管控系统，从根本上解决配网设备巡视管理、可靠性及数据汇总等相关问题。

2.1 智能管控系统设计思路

管理系统需具备配电网站点基础数据管理、巡视设备信息配置管理、巡视组人员管理、巡视数据统计分析和管控系统管理等功能。通过该系统可完成日常巡视工作的人员分工安排、智能锁及钥匙的管理和管控、巡视数据的统计和分析等工作。

2.2 智能管理云平台设计思路

管控系统所有本地数据实时更新至云端数据库，记录每一项巡视任务，为各级管理部门远程在线管理提供数据支撑，使用者可依据已开通的账户权限访问网页相关模块[1]。网省公司和地市级电网公司管理人员可根据系统设置的访问权限，实时了解基层班组巡视情况。如图1所示。

图1 智能管控系统设计思路

2.3 配套智能锁及电子钥匙设计思路

智能锁采用无源全密封设计，只能通过电子钥匙接通电源，启动智能锁的开关装置，从而实现开锁闭锁功能。

电子钥匙应设置内置驱动电源，可驱动智能锁的开关；具有储存任务功能，记录巡视开闭锁执行时间，保证任务执行的有效性；同时采用动态密码解锁功能，通过动态密码打开相应任务的配电房或配电箱，保证任务执行的唯一性和准确性[2]。

3 成果介绍

3.1 智能管控系统

智能巡视管控系统通过基本数据管理、设备信息管理、巡视组管理、数据管理、统计分析和系统管理六大功能，实配网设备智能巡视运维与管控。如图2所示。

图2 智能管控系统使用界面

3.1.1 基础数据管理

快速导入或导出配电网配电线路和设备站点台账数据、智能锁及电子钥匙数据；具有基础数据管理权限可随时更新修改台账数据，系统自动记录更新时间与更新账号。

3.1.2 设备信息管理

实现智能锁和电子钥匙数据配置，获取和设置智能锁和电子钥匙编号，设置智能钥匙操作密码及激活时间、激活超级钥匙等功能。

3.1.3 巡视组管理

系统设有管理员，对系统的用户角色、权限、功能模块进行台账管理；录入巡视组基本信息，设置巡视组信息、名称、对应钥匙及备用钥匙编号等功能；录入人员信息，设置归属巡视组、姓名等功能。

3.1.4 巡视数据管理

编制巡视计划：根据巡视任务，制定设备主人巡视线路。根据巡视线路规划路线，建立巡视线路模板，明细站点信息、锁编号等内容。在电子钥匙写入路线开锁信息，通过智能锁线路管理模板信息，授权开锁范围[3]。

巡视数据读取与管理：巡视完成后，通过USB数据线读取巡视数据。将电子钥匙开闭锁时间导入系统巡视数据表，数据导入系统后删除电子钥匙临时存储数据，保障电子钥匙存储空间。

电子钥匙借用管理：记录电子钥匙借用信息，如所属巡视组、借用人、借出及归还时间等。

3.1.5 数据统计分析

统计智能锁单一作业点巡视时长、配电线路巡视作业时长、巡视小组作业时长，可进行年、月、日统计分析和查询。

3.1.6 系统管理模块

建立用户权限使用策略，开通用户授权申请途径。建立角色并设置权限，根据角色获取相应的系统权限，包括系统管理员、普通管理员、班长、巡视组长等。系统管理员具有编制修改所有系统数据及配置角色权限等权限；普通管理员可编制修改系统权限，但无法配置系统角色使用权限；班长具有编辑基础数据、建立及编辑巡视组、巡线任务派工、电子钥匙管理等权限；巡视组长具有电子钥匙开锁、导入巡视数据等权限。

3.2 云共享平台

根据系统统计数据，反映出各班日常巡视工作情况。通过统计巡视时长、路线轨迹及量化工作效果，为现场作业输出统计分析报表提供可靠数据来源，为绩效统计提供依据[4]。

管控系统与南方电网有限责任公司南网云平台对接应用。利用站点智能锁终端+南网云共享平台，结合本地巡视到位管控系统实现配电网智能化运维管理[5]。省网公司可根据系统设置访问权限，通过管控系统网页实时了解基层班组巡视情况，为各级管理部门远程在线管理提供数据支撑，具有广泛推广应用兼容性。

3.3 配套智能锁及电子钥匙

智能挂锁外壳结构选用赛钢材料，采用全密封的挂锁式设计，保证其机械强度的同时考虑其适用性和可操作性。锁内不设电源，只装芯片，通接口接入电子钥匙提供电源，输入正确的密码驱动芯片和微型电动机，从而启动锁的机械开关。如图3所示。

图3 智能锁的外观结构图及实物图

电子钥匙采用按键式设计，实现密码输入功能。钥匙内置电源，采用锂电池供电，为钥匙芯片提供电源，保证电子钥匙能够长时间运作。当电子钥匙外接线接入智能锁，即可连通回路，配合动态密码驱动打开智能锁。如图4所示。

图4 电子钥匙的外观结构图及实物图

钥匙芯片主要具有两大功能：一是读写存储功能。通过系统派工，将巡视任务明细储存在芯片中。如动态密码、巡视站点、日期等，驱动智能锁开关同时记录动作时间；二是数据传输功能。当电子钥匙与智能锁连接时，只有输入正确的动态密码，才能驱动智能锁的机械开关。

3.4 集成到位管控云平台及智能挂锁的应用

集成配网巡视管控系统、云端服务平台及配套智能挂锁和电子钥匙，将硬件设备、软件开发和服务器及存储有机协调，实现数据共享、综合统筹及整体优化。如图5所示。

图5 配电网巡视管控系统工作流程图

3.4.1 数据库管理

利用配网线路及站点的设备台账，建立系统应用范围内的配电设备的基础数据库。数据库内包括设备型号、定位、使用年限、运行时间、所属区局等设备信息。随着投入应用范围扩大，巡视所采集数据将进一步完善和精确站点设备信息，为设备运维提供更加精确可靠的数据来源。

3.4.2 巡视管控系统

（1）巡视任务派工

派工负责人根据巡视任务需求，从数据库查询筛选相关线路及设备数据。将任务明细导入电子钥匙，包括巡视组成员、站点位置、巡视内容等，并生成动态密码，将电子钥匙交至巡视组组长。

（2）执行巡视任务

巡视组根据最佳巡视轨迹，逐一执行巡视任务，巡视时利用电子钥匙及USB数据线连接智能锁，输入动态密码可以打开、关闭对应巡视站点的智能锁，自动记录开关时间。

（3）巡视数据上传

任务完成后将电子钥匙数据导入管控系统，系统自动统计巡视组的到点时间及巡视时长，生成巡视路线轨迹图，可有效管控设备主人巡视到位及巡视质量。

（4）数据管理和分析

统计分析巡视数据，可以直观反映出各班员的日常巡视工作情况。通过统计巡视时长及路线轨迹，实现巡视作业数据可视化并量化工作效果，为后续的绩效评比提供数据支撑。

4 成果亮点

4.1 信息可视化

通过电子钥匙记录巡视组到点巡视时间，有效监管设备主人巡视到位情况和记录巡视时长，形成巡视路线轨迹图等可视化信息。通过数字化信息技术手段，规范运维人员的作业行为，量化不同作业组到点率及巡视质量。为绩效考核提供数据参考，提高班组绩效评分的公平性，为管理部门远程在线管理提供数据支撑。

4.2 管理精益化

以管控配电网设备站点门禁管理为载体，利用站点智能锁终端和南网云共享平台，结合本地巡视到位管控系统实现配电网智能化运维管理，可有效减轻汇总巡视数据的劳动强度。将基层班组减负落实到位，提高日常巡视作业效率，有效管控配电网设备所有站点门禁，实现配电网设备精益化运维管理。

4.3 安全性更高

智能锁由无源微电脑控制芯片控制电动锁芯，必须接通电子钥匙并输入相应密码才能实现开锁，具有双重保险，杜绝了配电站电力设施被盗事件的发生。

电子钥匙能自动记忆每次开、关锁日期时间，并生成表格可供U盘下载。有效解决长期以来配网设备挂锁统一管理问题，提升配网设备管理水平。

5 总结

为解决配电网站点设备的巡视管控难度大、巡视工作开展效率低、配电设备管理不规范等问题，本文研究到位管控云平台及智能挂锁的集成应用。利用站点智能锁终端+南网云共享平台，结合本地巡视到位管控系统实现配电网智能化运维管理。管理单位可通过管控系统网页实时了解基层班组巡视情况，为各级管理部门远程在线管理提供数据支撑，为现场作业输出统计分析报表提供可靠数据来源。各设备站点通过无源智能挂锁、电子钥匙及动态密码，无缝接替传统机械挂锁及“一匙通”的作业方法与习惯，规范运维人员的作业行为，有效管控配电网设备所有站点门禁，实现配电网设备智能化运维管理。从最终呈现效果来看，这一成果的应用解决了安全生产现实需求，将创造良好安全效益、社会效益和经济效益，具有良好的市场推广前景。