基于智能化的备发电监控平台研究

张环宇

（中国铁塔股份有限公司，北京 100000）

0 引 言

针对交通红绿灯、医疗机构、银行营业厅等网点在市电检修、异常天气等复杂因素造成市电停电时会影响其正常工作生产的问题，中国铁塔股份有限公司采用了一种不间断电源（Uninterruptible Power System，UPS）+电池组+动环监控单元（Field Supervision Unit，FSU）的模式，向用电客户提供一种综合备电、动环监控、智能监控等一体化服务解决方案，实现不间断用电保障[1-3]。以监控平台为载体，研究当UPS和铅酸电池组等备电设备发生告警故障时，监控平台如何使用智能化的方式解决问题，保障客户24 h不间断供电需求。

1 智能化监控平台设计

1.1 监控平台架构

监控平台的架构设计分为设备接入层、核心层、存储层以及应用层，如图1所示。

图1 监控平台架构设计

在设备接入层，备发电设备（如FSU、UPS、铅酸电池组及锂电池组等）通过消息队列遥测传输（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）协议、传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）接入监控平台。

核心层是监控平台的核心部分，包括接口服务器、业务告警机、注册中心等。接口服务器负责上传性能数据、告警数据至平台，而业务告警机负责冗余告警的压缩、告警的生成、告警的入库处理等[4]。注册中心负责存储设备的网络地址等信息，用户可以从注册中心查询服务提供者的地址，并通过该地址调用服务提供者的接口服务，达到负载均衡高可用性的目标。

存储层是持久化层，业务的核心数据保存在Oracle数据库中，历史性能、历史日志、实时性能数据保存在Kafka、MongoDB中[5]。

应用层主要提供Web服务和备发电业务平台的服务开放，提供直观化的监控展示。

1.2 监控平台功能模块

智能化监控模块主要分为数据采集模块、告警处理模块、工单派发模块、短信推送模块。

数据采集模块主要接收设备主动上报的性能数据、告警数据并传输到监控平台，同时监控平台可以主动下发指令来获取设备的数据，实现与设备数据的实时双向交互。

告警处理模块主要自动接收设备的告警信息并上报，从设备维度进行告警数量的压缩，生成告警数据信息和告警工单。

工单派发模块主要根据维护区域将工单自动调度至对应区域的运维人员，实现快速响应、快速排障。与此同时，模块支持运行维护工作的全过程管控，提供派单、接单、回单的全闭环流程。

短信推送模块主要基于规则配置，监控平台无缝衔接短信网关，可以自动触发告警短信传输至客户侧、维护人员侧，支持短信推送时间、接收手机号等信息的个性化配置。

2 智能化监控平台的流程及实现

通过Web端与移动端App的数据匹配结合，为客户提供发电服务提醒及设备告警的流程化处理等一系列智能化服务。

2.1 发电服务提醒

针对市面上客户无法对备电点位备电续航时长进行掌控的问题，平台通过短信推送为客户提供智能化的发电服务提醒功能。当市电停电、电池组开始备电后，监控平台会根据电池组容量、负载功率、负载电压以及实际放电电流等数据计算该点位的预计备电时长，并给客户推送短信，提醒客户是否需要发电服务，并提供相关发电维护人员的姓名及电话号码。当备电时长不满足客户供电需求时，客户可以选择发电服务，发电维护人员会匹配油机或锂电池包赶往供电现场进行发电操作，为生产网点提供电力保障。智能化发电流程如图2所示。

图2 智能化发电流程

2.2 告警处理流程

在备电设备的使用过程中，设备会因使用时长、外部环境、接入侧配电等问题产生交流输入中断、温度过高、电压过压以及电压欠压等信号量告警，客户对这些设备告警的产生原因及如何处理并不专业，需要借助铁塔侧的相关维护经验进行处理。监控平台提供了一种智能化的告警处理流程，实现了对设备告警的闭环处理。

当UPS、FSU、锂电池组存在异常问题时，会上传相关告警信号量到监控平台，例如FSU离线告警、交流输入中断告警、交流输入停电告警以及总压过压保护等，监控平台会对相关告警进行解析。对于紧急告警，根据中国铁塔集团的区域维护手段，将对应的告警工单派发给区域的维护人员。维护人员通过移动端App接单，到达现场进行故障处理。当维护人员处理完成设备故障后，通过移动端App填报回单信息，完成对应告警工单的归档。智能化告警处理流程如图3所示。

图3 智能化告警处理流程

2.3 智能化监控流程实现

以中国铁塔10栋演示大厅为例，当客户使用监控平台Web端和移动端App后，进行发电服务提醒和告警处理的全流程贯通。监控设备类型展示如图4所示。

图4 监控设备类型展示

在发生停电告警或停电告警恢复时，会发送相关短信推送。具体收到的短信截图如图5所示。通过短信配置告警接单人，填写维护人员手机号。

图5 告警短信推送

首先，当设备产生告警时，监控平台会自动生成相关告警信息，交流输入中断告警如图6所示。

图6 监控Web端告警展示

此时，相关告警自动同步至移动端App中，如图7所示。

图7 移动App端告警展示

其次，根据告警类型自动生成工单，并派发工单任务至一线维护人员的移动端App处。告警工单信息展示如图8所示。

图8 告警工单信息展示

再次，维护人员通过移动端App接单。移动端App接单界面如图9所示。

图9 移动端App接单界面

最后，当维护人员处理完故障后，通过移动端App进行回单操作，填报回单信息并完成工单归档。移动端App回单界面如图10所示。至此，故障处理流程结束，实现全过程闭环管理。

图10 移动端App回单界面

3 结 论

以客户使用电池组设备进行备发电为背景，探索一种智能化的发电服务提醒与告警闭环处理流程。采用监控平台Web端、监控平台移动端App相结合的手段进行设备告警信息的监控，采用短信推送和工单推送的方法完成对故障的闭环处理。采用智能化的手段，将维护人员信息、故障告警信息、故障告警工单以及故障处理状态进行匹配关联，完成故障的智能化闭环处理，解决客户使用过程中的设备维护问题。由于研究时间较短，本文只提供了短信推送的发电流程管理，对于平台进行自主化发电功能并没有实现，因此后续需要研究平台触发发电的判定条件，同时实现发电的自动化派单模式。针对不同的行业客户，在设备使用过程中需要关注设备的使用情况、老化情况。