范寅秋 車(chē)明仁 王輝

摘要：本文提出一種變電站設(shè)備全景智能監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化方法，該方法使得系統(tǒng)具有全息感知，泛在互聯(lián)，自主預(yù)警，高效互動(dòng)等特征，能夠全面提升設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)檢業(yè)務(wù)的智能化水平。滿足社會(huì)用電需求量增長(zhǎng)迅速，用電設(shè)備不斷增多的場(chǎng)景，解決傳統(tǒng)電網(wǎng)設(shè)備健康判斷方法難以有效解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)貫通，監(jiān)測(cè)裝置在線率低及綜合分析能力差等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：全景監(jiān)視;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Abstract：With the rapid growth of social demand for electricity and the increasing number of electrical equipment， it is difficult to effectively solve the problems of system data penetration， low on-line rate of monitoring devices and poor comprehensive analysis ability by traditional health judgment methods of power grid equipment. In order to solve the above problems， this paper proposes a panoramic intelligent monitoring system for substation equipment based on optimization. The system has the characteristics of holographic perception， ubiquitous interconnection， autonomous early warning， efficient interaction， etc.， which can comprehensively improve the intelligent level of equipment status and operation and inspection business.

Keywords：panoramic intelligent monitoring; system design

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，社會(huì)用電需求量增長(zhǎng)迅速，全國(guó)電網(wǎng)規(guī)模增長(zhǎng)迅速。2019年擴(kuò)充220kV及以上變電設(shè)備容量2.2億kVA;增加220kV及以上輸電通道長(zhǎng)度3.77萬(wàn)km;新增直流換流容量3200萬(wàn)千瓦。電網(wǎng)設(shè)備健康的問(wèn)題備受關(guān)注。傳統(tǒng)方式下，電力一次電氣設(shè)備通過(guò)停電預(yù)防性試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)判斷其健康程度。傳統(tǒng)方式下電網(wǎng)健康判斷方法其局限性，隨著電網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，其局限性日益凸顯。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)設(shè)備健康判斷智能化已成為新的趨勢(shì)，新一代變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)智能變電站建設(shè)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，更是相關(guān)領(lǐng)域建設(shè)的核心內(nèi)容。最近幾年，我國(guó)電氣設(shè)備制造能力得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，層出不窮的高新技術(shù)、創(chuàng)新材料、革新工藝得到大量采用，例如無(wú)人巡檢技術(shù)、紅外技術(shù)、視頻技術(shù)、光柵技術(shù)等，改變了傳統(tǒng)變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)單一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的模式，海量、多維數(shù)據(jù)構(gòu)成新一代變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本特征。同時(shí)運(yùn)行設(shè)備型號(hào)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)、歷史故障信息、維修信息等設(shè)備全生命周期信息也是變電站在線狀態(tài)分析的重要依據(jù)。

我國(guó)變電站在線狀態(tài)分析從無(wú)到有，發(fā)展大概經(jīng)歷了三個(gè)階段，尤其在2012年國(guó)家智能電網(wǎng)全面建設(shè)，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。但實(shí)際運(yùn)用中還存在不少問(wèn)題：一，專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)分散。例如同時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài)，由于變壓器局放系統(tǒng)和油色譜系統(tǒng)是各自獨(dú)立建設(shè)，難以進(jìn)行信息整合綜合分析;二，數(shù)據(jù)質(zhì)量不高。各類(lèi)傳感器維修、取電困難，數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性無(wú)法保障;三、系統(tǒng)維護(hù)量大。因?yàn)閷?zhuān)業(yè)系統(tǒng)分散，系統(tǒng)架構(gòu)各異，所以系統(tǒng)維護(hù)困難，加劇了系統(tǒng)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題。讓各系統(tǒng)失去了權(quán)威性。

本文在對(duì)變電站設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)新技術(shù)發(fā)展等特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，提出了變電全景智能監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)[1]，進(jìn)而從總體架構(gòu)、軟件架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、物理架構(gòu)四個(gè)層面開(kāi)展了系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)電力公司運(yùn)檢業(yè)務(wù)的便捷化、智能化提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)架構(gòu)不僅使用于變電站，同樣適用于換流站、儲(chǔ)能站。

2 研究現(xiàn)狀

目前變電站相關(guān)的各種監(jiān)測(cè)裝置已經(jīng)廣泛投入使用，為電網(wǎng)企業(yè)的工作人員快速了解變電站運(yùn)行狀態(tài)提供了快速便捷的工具。然而，由于電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)系統(tǒng)沒(méi)有貫通、監(jiān)測(cè)裝置故障率高、綜合分析功能不足等原因，使得輸變電在線監(jiān)測(cè)裝置還存在一些問(wèn)題和不足。

（1）各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)沒(méi)完全貫通

變電站相關(guān)的系統(tǒng)多、業(yè)務(wù)多、數(shù)據(jù)量大。目前輸變電在線監(jiān)測(cè)裝置部分與其他業(yè)務(wù)模塊貫通，運(yùn)行維護(hù)人員獲取相關(guān)數(shù)據(jù)較為煩瑣，且不能獲取全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);各類(lèi)型的監(jiān)測(cè)裝置由于生產(chǎn)廠商各異，其監(jiān)控軟件、系統(tǒng)平臺(tái)及連接方式也各異，這就限制了各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的貫通。變電站運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)種類(lèi)多樣，在未做變準(zhǔn)化處理的情況下難以開(kāi)展數(shù)據(jù)整理分析。

（2）監(jiān)測(cè)裝置在線率低

變電站電監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣。在突發(fā)的極端天氣條件和復(fù)雜電磁環(huán)境下，監(jiān)測(cè)裝置發(fā)生故障的概率大大提高。部分變電站電監(jiān)測(cè)裝置采用無(wú)線通信網(wǎng)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，容易引起監(jiān)測(cè)裝置誤報(bào)、漏報(bào)或通信中斷等問(wèn)題，從而降低了監(jiān)測(cè)裝置實(shí)際在線率。產(chǎn)品質(zhì)量缺陷和實(shí)用化程度不高等問(wèn)題也影響了監(jiān)測(cè)設(shè)備的在線率。

（3）綜合分析功能不足

變電站監(jiān)測(cè)方法和手段還相對(duì)獨(dú)立、不能形成體系，造成設(shè)備本體、環(huán)境隱患失察、設(shè)備故障后不能快速準(zhǔn)確定位等問(wèn)題;對(duì)于設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行年限、環(huán)境溫度、濕度及設(shè)備的安裝、施工、運(yùn)維等管理數(shù)據(jù)等，由于沒(méi)有及時(shí)有效的數(shù)據(jù)綜合分析，無(wú)法快速形成輔助決策建議，提供給工作人員參考。