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如何使用Grafana(和插件)给智能国家技术公司带来震动,这是一家推进能源基础设施技术的公司

2021年1月6日7分钟

智能国家技术SST是一家总部位于荷兰的公司,为智能电网开发先进的技术和未来的解决方案。bob彩票中奖计划他们的使命是通过提供连接工业和研究的创新能源解决方案,加强关键的能源基础设施,同时确保社会能够充分受益于可持续的能源未来。bob彩票中奖计划

风场的独特基于平台的解决方案帮助公用事业公司将配电电网转变为可持续的数字能源系统,并拥有安全的IT基础设施,保持高质量的服务。

该公司已经创建了一套用于分析测量、可视化结果和相量绘图的大型工具。

是什么推动了他们看待测量的方式?当然是格拉夫娜。

SST于2016年由Dennis Bijwaard和Omar Mansour创立,当时SST需要为他们自己的研发工程师(软件和电气)和其他研究项目合作伙伴的研发工程师(软件、电气和电力)创建基于web的可视化实时数据更新。

Bijwaard回忆道:“我们考虑过定制SVG编辑器来构建数据流,使用Flask定制网站,或者Django后端。”Bijwaard的职责包括开发内核驱动程序、分布式通信、DSP流、实时数据库和Grafana。“我们选择Grafana是因为它提供了许多开箱即用的功能(数据源、面板等),而且是一个活跃的、不断增长的社区。”

Bijwaard(他说自己“不是JavaScript的英雄,也不是花瓶”)也很欣赏Grafana的很多功能可以通过插件轻松重用,而且仪表板有“专业的外观和感觉”。由于Grafana的设置非常简单,他说他们的功能系统安装和运行没有浪费任何时间。他们经历了对支持请求的快速响应,并与Grafana Labs团队成员进行了富有成效的互动。bob电竞频道

Bijwaard说:“与插件开发者/维护者的接触使得讨论问题和新特性,以及在更新可用时测试更新变得更容易。”

全部潜力

SST在各种不同的机器上使用Grafana:实验室工作站、笔记本电脑和运行在低压变电站中的嵌入式机器。

因为他们有来自不同变电站的数据,他们消耗了大量的指标。一个电压/电流传感器产生许多(计算)测量,从4000Hz的原始样品到50Hz的相量和1Hz的谐波失真。一个变电站可以有多个电场(1个输入+多个输出)进行测量——仅在荷兰就有几千个变电站。

Bijwaard表示:“我们在智能电网仪表板上大量使用Grafana,显示我们的低电压传感器的工作状态,并使用流程图、SVG和JSON数据源等插件。

更具体地说,他们的Grafana仪表板可视化:

  • 测量的地理位置(alexandra-trackmap
  • 变电站功率/电压/电流概述(流程图插件)
  • 变电站馈线概述(流程图)和历史测量(图)

他们还使用自己的JSON数据源创建了实时仪表盘,显示:

  • 电压/电流/功率值最近3秒的详细快照(图形面板)
  • 作为旋转箭头的电压/电流/功率相量(SVG插件
  • (4kHz)原样品的最后2个周期(50Hz)(无x轴图形面板)
  • 谐波(策划小组
  • 显示完整流程及其中间输出的DSP流程指示板

比杰沃德发现流程图绘制插件尤其有用。“它的好处是,我们可以将设计和可视化(包括参数化)结合在类似的图中,我们都可以用draw.io创建这些图。”

SST在Grafana的同时利用了几种不同的技术:用于Web服务器的Python/Flask和侦听实时测量的JSON数据源;c++和Python用于软件dsp;用于实时数据库的InfluxDB;ZeroMQ用于软件dsp之间的实时通信;以及基于ZMQ的二进制消息的CBOR。

“我们使用SSH端口转发将Grafana的TCP/IP端口传输到我们的实验室,并使用Apache web代理将Grafana实例的组合作为一个网站使用,在URL中使用不同的Grafana实例的独立路径,”Bijwaard补充道。他们使用流程图和面板超链接切换到其他仪表板和Grafana实例。SST还编写了一个解析器,从DSP流程图中提取链接和参数,以便使用给定的参数执行那些(c++ /Python) DSP,并订阅传感器、工作站等上的链接DSP输出。

带电的图表

2020年11月期间联合电网网络研讨会, Bijwaard和Mansour介绍了他们的工作,Bijwaard进行了现场演示,展示了SST如何将Grafana作为安装在荷兰埃因霍温实验室和低压变电站的先进测量解决方案的一部分。

下面是一个变电站的概述。它由一个输入变压器(F0)、一个被测量的母线(一个电源分配器)和一些也被测量的出线馈线组成。图的底部是传感器的有效值、功率和无功功率。

在馈线的详细视图中,用户能够看到所有不同的线路功率和安培,以及电流历史、电压历史和功率历史。

例如,通过观察它们随时间发生的频率偏差,他们可以观察模式,并了解何时能源消耗更高或更低。

下面的实时视图显示了母线上的电压、每条功率线的RMS值(或电压)的最后三秒、频率和相量表示。右边是原始信号的最后几个周期下面是谐波。

Bijwaard说:“这些实时信息对于识别信号中的短时变化非常有用,而谐波可以快速概述50Hz交流频率的倍数。”“时间变化和谐波可以用来分析电能质量问题,如不平衡、电压过/过低等。电压/电流相量给出了信号相位和幅值的快速视图,功率相量在一个图中显示了有功、再有功功率和功率因数。”

下面是SST实验室测量的概述:

提升未来

SST正在不断改进他们的可视化并添加新的仪表板。Bijwaard说:“我们想要更上一层,展示连接的子站点的概况,以及它们之间的相互作用。”

为了实现这个目标,他希望未来的Grafana版本能够增加在Grafana插件中可以嵌入的代码的数量。(目前,SVG插件是唯一可以完全使用JavaScript控制指标的面板。)

“在某些情况下,预定义的计算和转换是不够的,”Bijwaard解释道。“如果我们能够根据现有的指标(如通过JavaScript)计算自己的指标,并使用相量的两个值(这是一个复数)来计算其极坐标形式作为新的角度和幅度指标,那就太好了。”

该公司目前正在与关键插件的开发人员进行谈判,以讨论互惠互利的新功能。

虽然Grafana在监控方面为SST提供了很好的服务——这基本上是一个从传感器到用户的单向过程——但他们也希望有一天他们能够使用仪表板向分站发送配置/控制命令。

Bijwaard说:“当然,这需要在整个链中设置适当的身份验证和授权角色。“如果除了数据源之外,还能添加数据汇的概念,那就太好了。”

同时,SST正在将Grafana整合到他们的新项目中,公平对待,该项目涉及农业地区可再生能源的生产和使用的分布式控制。他们希望给出测量领域的概述,每个农场的测量,分布式控制算法的结果和收益,等等。

Bijwaard说:“Grafana帮助我们在有限的努力下,以低代码、可扩展和未来保障的方式开发了测量平台的web视图。”“仪表板为我们提供了电信号和衍生测量的历史和实时洞察,并可扩展到多种使用类型。在未来,我们希望从Grafana的开发中受益,以及大量的插件,以不断扩展和改进仪表板。”