医院配电房智能运维系统(医院配电房运维提升路径：从人工到人工智能)

　　医院配电房运维提升路径：从人工到人工智能

　　盐城市大丰人民医院程应华张新凤王大庆

　　【摘要】医院配电房运维经常面临人手不足、技术欠缺等诸多问题，无法有效保障正常的用电安全，也难以支撑起医院高质量发展的大目标。融合了人工智能和大数据等新技术的智能运维模式，具有实时监测、故障预警、数字化管理、节约运维费用等优势，已经成为医院配电房管理提升的必由之路。

　　【关键词】配电房运维人工智能

　　高质量发展是“十四五”乃至更长时期我国经济社会发展的主题。中央全面深化改革委员会第十八次会议审议通过了《关于推动公立医院高质量发展的意见》，高质量发展已成为现代医院管理的内涵和核心。

　　用电安全是医院正常运行的基本要求，也是医院高质量发展的前提。中大型综合性医院的供电负荷等级高，院内通常建有一或多座10KV配电房，按照规定，此类配电房必须“最少应有3班3倒6名电工”值班。实际调研中却发现，因经费和技术力量欠缺等原因，许多医院配电房的值守人数难以满足规定要求，安全隐患频现，遇到突发性断电故障等供配电问题时也时常不能及时妥善处置。现有的纯人工值班运维模式，无法有效保障医院配电房的安全运行，也难以支撑起医院高质量发展的大目标。

　　01、医院配电房运维面临的问题

　　医院配电房自动化配置普遍不足，通常仅在高压柜上有少量的微机综合保护装置，低压柜的监测仪表也只能显示电压、电流和功率因素等基本信息。配电房现场运维人员缺少必要的技术维护手段，能够执行的日常运维工作，也仅剩下值班和巡查，这很难提前发现并排除医院电力系统的运行隐患。

　　人员方面，医院后勤的水电运维现状普遍是人少、事多、责任大。以某三级综合性医院为例，水电工8人，需要同时负责三个高低压配电房值班和全院的水电设施维修。现有人员平时忙于应付各种水电设施的报修处理，配电房巡检和维护工作常常流于形式。另外，电力运行维护专业性很强，现有人员只能进行一些简单的操作，达不到识别隐患、排除故障、降低损耗等配电房管理技能，发生紧急情况时容易束手无策。

　　运维资料管理方面，医院配电房及电力设施的巡检、维修和保养仍然是手工记录。日常运行依赖个人能力与态度，故障处理全凭个人经验，百密一疏存在巨大的安全风险;电气故障的隐患与损耗是隐性的，人工值班、巡检，大多看表面、走过场，造成盲区多、隐患积累大;运行缺乏数据和工具支撑，缺陷无记录、判断无依据、运行无预警，导致故障多、停电时间长。

　　02、医院配电房运维新模式

　　近年来，阿里的无人超市，亚马逊的无人机，京东的无人仓，西门子的无人工厂……人工智能设备发展趋势已势不可挡!配电房的值班模式也正在悄然改变。传统的纯人工值班模式，可以知道配电房电力系统已经发生了什么?而全新的人工智能运维模式，更能预见性告诉我们系统将要发生什么?“无人化，少人化”的配电房人工智能运维模式将服务管理、性能检测、自动化结合在一起，以实现持续洞察和改进的目标，并由大数据和机器学习技术进行支撑，正从被动响应的故障恢复性管理，发展为主动响应的预防性预测性管理。

　　2021年9月24日北京市地方标准《配电室安全管理规范》(DB11/T527-2021)正式发布，明确提出新建或改造的电力用户配电室应按智能化运维的要求建设智能运维系统[2]。融合了人工智能和大数据等新技术的智能运维已经成为医院配电房管理提升的必由之路。

　　03、医院配电房智能运维的实施

　　1、平台化集成管理

　　医院配电房智能运维系统是一个开放式框架平台[1]，通过实时采集配电房电气设备数据、环境数据，同时利用互联网将实时数据传输至云平台，实现24小时在线监测监控、资产管理、智能巡检、能效管理等基本功能和高级应用服务，为医院提供全面的配电房智能管理一体化平台。平台主要功能有：

　　1)配电设备运行实时监测

　　系统实时监测配电房设备各回路各相电压、电流，功率，功率因数，电能等电参数信息;对高低压保护设备实时监测保护装置跳合闸情况，保障用电安全;对断路器触头温度、母线温度实时监测设备温度;对开关电器配套设备的开路运行状态实时可视化监测管理，以及有关故障、过载、缺相、漏电等告警信号;对电力事故提前预警，有效的避免事故发生，减少事故造成的损失，做到配电运维的高效、安全、稳定运行的管理。

　　2)用电质量监测

　　系统对电能质量实现实时监测可对回路的电压暂降、谐波、电压/电流不平衡等电能质量问题实时监测与告警。

　　3)环境综合监测

　　实时在线监测配电房内环境的温度、湿度、水浸、SF6浓度、烟感等实时数据和状态信息，并可通过关联门禁与监控视频，实现对人员入侵，小动物入侵等环境异常进行实时视频监控与告警。

　　4)能耗分析管理

　　按照电力设备对象分周期(日/周/月/年)统计电能数据及最大需量发生值，并进行同环比分析;按尖、峰、平、谷统计各配电回路的用电量;自动生成电能集抄报表。

　　按照配电回路、区域、部门、分项(照明、空调、动力等)统计用电数据，统计各配电回路的用电量及用电金额;按月统计每个回路的最大需量及发生值，为需量申报提供依据。

　　5)智能诊断

　　同规模的智能配电房和普通配电房，在两者接到告警进行处理时存在巨大差异，因为告警信息较多并且繁杂，会使得重要的告警信息被大量告警淹没，导致不能对其进行及时处理，为此，为防止上述问题发生，智能运维平台系统会对所接收告警信息进行分析处理，根据需求，进行智能判定，最快的呈现判断的结果。

　　2、无人化、少人化值守

　　无人值守技术已经成熟，电网企业的配电房也已基本都是无人值守运行模式。电网配电房无人值守模式并不意味着现场真的完全无人管理，而是类似于现代战争倡导的“特种兵+远程智能系统”作站模式。配电房现场不安排普通的维护值班岗位，但仍保留部分综合素质强的人员，以保障突发意外的应对和抢修;配电房的常规主控操作、定期检查和维护工作，则由远程监控中心的智能系统承担。

　　医院配电房日常运维，同样可以采用此无人化、少人化值守模式。建议在配电房内安装适当数量的环境和电力传感器，全面接入第三方的运行监测管理平台，由远程智能系统承担配电房的常规值班和巡检。在此基础上，从现有水电维护人员中选出1-2名综合能力强的人员，进行高级别专业培训，以胜任医院配电房应急处置和抢修工作的需要。

　　04、医院配电房智能运维的优势

　　1、实时在线运行监测及故障预警

　　实现7x24小时的全天候在线监测，随时随地全面了解医院配电房各电气设备的实时状态：并将数据实时上传至数据中心。第一时间获悉故障发生的准确信息，缩短故障处理时间，降低故障影响，提升应对故障的响应质量，提高自动化管理水平。

　　2、线下设备巡检和档案管理智能化

　　为医院配电房内的所有设备(包括变压器/开关柜/电缆/安全工具/附属设施)建立电子档案，记录设备的规格型号、技术参数、生产厂家、投运日期等，并可根据设备维护保养周期，提醒用户更换或维护试验。利用巡检APP,进行智能巡检，做到巡检记录无纸化、高效化。避免传统巡检纸质手写、手抄这样的烦琐过程，让医院由冗杂繁琐的纸面记录转变为简明直观的数字化管理，使巡检记录追溯和审核更加方便、快捷。为管理人员提供丰富的数据统计分析报表，提高运行安全管理水平，大幅减少人工巡检过程中的漏检和错检。

　　3、安全与质量分析数据化

　　利用大数据技术，对电气设备的各电气参数进行集中实时诊断，根据各电气参数的正常值与实际值的对比及运行时间等参数进行修正计算，映射电器元件的衰耗情况，提前发现故障异常，采取预警措施，及时消除故障隐患，大幅降低供电系统故障率，保障医院的供电安全和病员的生命安全。

　　05、医院配电房智能运维的经济效益

　　1、维护人员费用节省

　　按规定，人工值守配电房至少需要6名高压电工，上述某医院改为智能运维模式后，配电房现场运维人员数量减少一半以上，直接人员费用节省50%+。

　　2、维修费用节省

　　由于传统的人工值班运维模式没有隐患预警手段，运行缺陷不能及时发现;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，解决问题能力差，加剧设备老化。某医院配电房改为智能运维后，通过对配电设备全生命周期管理，运维人员可以及时、全面了解配电房的设备运营状态、运行趋势，有针对性地采取预防性保护措施，最大限度延长设备运转周期，有效降低设备检修和维修费用。

　　3、直接能耗节省

　　医院配电房智能运维过程中，通过对重点用电回路的用电时间、用电习惯、负荷分配、用电量等用电情况的分类监测，可动态分析重点用电回路的能效情况，便于采取节能措施或改造方案，降低医院能耗成本。例如，上述某医院配电房经智能化改造后，其人工智能专家系统发现医院生活热水电锅炉的谷电利用率有提升空间，经过优化与该电锅炉相关的配电柜出线电流定值参数，将此电锅炉的谷电平均利用率从60%提升到95%，全年节省电费20余万元。

　　综上所述，医院配电房运维经常面临人手不足、技术欠缺等诸多问题，无法有效保障正常的用电安全，也难以支撑起医院高质量发展的大目标。融合了人工智能和大数据等新技术的智能运维模式，具有实时监测、故障预警、数字化管理、节约运维费用等优势，已经成为医院配电房管理提升的必由之路。

　　参考文献：

　　[1]李鹏.智能配电系统在医院用电安全与智慧运维应用.“第六届远大杯全国医院后勤优秀论文奖”参评论文，2021.