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        智能變電站遠方智能巡檢生產(chǎn)系統(tǒng)的研究及應用

        2019-10-21 22:07:27任磊章其星李靜茹黃貴朋
        科技風 2019年23期
        關(guān)鍵詞:智能變電站

        任磊 章其星 李靜茹 黃貴朋

        摘 要:通過對智能變電站目前發(fā)展現(xiàn)狀的分析,發(fā)現(xiàn)其在實際應用過程中,還有很多不能滿足電力運維需求的地方。針對這些需求,提出了通過完善數(shù)據(jù)采集手段,優(yōu)化運維策略優(yōu)化技術(shù),數(shù)據(jù)智能預警技術(shù),順控操作和故障告警的遠方驗證技術(shù)等技術(shù)手段完善智能變電站的運維需求,使智能變電站的安全生產(chǎn)管控,提高運維工作的效率和質(zhì)量。

        關(guān)鍵詞:智能變電站;智能巡檢;運維策略

        隨著智能變電站的迅速發(fā)展,智能變電站不但可以實現(xiàn)信息采集、保護和檢測等基本功能,而且還同時具備了支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)和在線分析等高級功能。然而,在實際應用過程中,仍存在不能完全滿足電力運維的實際需求的地方,比如系統(tǒng)提供的狀態(tài)信息不足,難以部分或全部取代人工巡視;[1]系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)繁復離散,難以有效指導運維工作;[2]系統(tǒng)提供的安全管控措施側(cè)重在安全保衛(wèi)方面,不能形成對安全過程的智能管控;[3]系統(tǒng)提供的視頻圖像沒有與調(diào)度順控操作結(jié)合起來,調(diào)度人員遠方操作時很難直接進行明確的判斷,不利于及時做出應對策略。[4]

        本文針對上述問題,定位于數(shù)據(jù)采集,運維策略優(yōu)化,數(shù)據(jù)智能預警,順控操作和故障告警時遠方驗證等技術(shù)難題的解決,來達到實現(xiàn)智能變電站遠方智能巡檢生產(chǎn)系統(tǒng)的的目的。

        1 相關(guān)技術(shù)研究及應用

        智能變電站遠方智能巡檢生產(chǎn)系統(tǒng)的研究是在普通視頻監(jiān)控的基礎上,補充必要的信采設備,利用大數(shù)據(jù)挖掘和分析方法實現(xiàn)設備精細化管理、運維策略優(yōu)化、順控操作驗證和安全管控等技術(shù),來改進工作模式,提高工作效率。

        1.1 完善數(shù)據(jù)采集手段完善

        從我國目前變電站數(shù)據(jù)采集的實際情況來看,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能比較單一,主要以檢測為主,數(shù)據(jù)處理與顯示為輔。同時,還存在針對數(shù)據(jù)的分析和預測控制很難充分地體現(xiàn)出來,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能距離智能化還相差很多,系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)精確度不高等問題。通過在電力系統(tǒng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)主要依托于綜合自動化系統(tǒng),為使采集的數(shù)據(jù)更加完善,為后面的大數(shù)據(jù)分析打下基礎;在綜合自動化系統(tǒng)的基礎上,通過對電氣設備的的關(guān)鍵特征的補充采集,如聲音,形變和溫度等,使得遠方智能巡檢系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)更加豐富。

        1.2 運維策略優(yōu)化技術(shù)

        在智能變電站中,運維巡檢工作主要包括開關(guān)操作、設備維護、日常巡視以及事故處理等。在遠方智能巡檢生產(chǎn)系統(tǒng)中,為了實現(xiàn)該系統(tǒng)對變電站巡視路線的100%覆蓋,在制定變電站的運維策略時,需要將變電站全方位智能巡檢技術(shù)與運維過程中的路徑優(yōu)化結(jié)合起來全盤考慮。為此,在運維工作路徑優(yōu)化時,通過TSP模型的建立來對路徑進行優(yōu)化,以實現(xiàn)對變電站的全覆蓋。

        而在實際應用中,將運維站人力資源、變電站情況、設備運行狀態(tài)、歷史巡檢結(jié)果、設備特征數(shù)據(jù)趨勢視為變電站的檢測單元,各變電站檢測單元用于設置在對應的觀察點位上,變電站檢測單元與數(shù)據(jù)處理模塊相連接。通過設置這些變電站檢測單元,并布置在變電站相應能夠檢測變電站不同位置處的相關(guān)信息處,實現(xiàn)對變電站設備的可靠、全面地自動巡檢。

        1.3 數(shù)據(jù)智能預警技術(shù)

        在完成豐富智能變電站的數(shù)據(jù)采集和巡視路徑的優(yōu)化之后,下一步關(guān)鍵的工作就是對采集到的數(shù)據(jù)進行分析。對于采集到壓力,圖像以及紅外測溫等各類設備的特征數(shù)據(jù)的歷史記錄和實時記錄通過在Pentaho BI平臺上建立的預測數(shù)據(jù)模型進行智能分析,研究和判斷這些數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢,進而實現(xiàn)對電氣設備的智能預警。在對數(shù)據(jù)進行預測分析時,發(fā)現(xiàn)紅外測溫、壓力、圖像智能分析結(jié)果的參數(shù)數(shù)據(jù)具有復雜的特征,比如:高維度,內(nèi)在噪音,隱形的關(guān)系等,因此,預測其參數(shù)的發(fā)展變化趨勢是一個相當困難的任務。為此,在對采集的數(shù)據(jù)進行預測分析時,結(jié)合機器學習和大數(shù)據(jù)技術(shù)去克服大數(shù)據(jù)集的挑戰(zhàn)來構(gòu)建高效的用參數(shù)預測模型來解決此類難題;同時,利用大數(shù)據(jù)的機器學習模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型算法有機結(jié)合,通過輸入歷史數(shù)據(jù)來模擬預測設備未來的發(fā)展趨勢,對設備運維狀態(tài)進行智能分析和判斷,提前判斷設備的隱患和不良工況,為提前預防和消除電氣設備隱患提供技術(shù)支撐,進而對設備進行智能預警。對采集的數(shù)據(jù)進行預測時,主要分為以下三步來實現(xiàn):①采集的原始數(shù)據(jù)進行處理以及對其關(guān)鍵特征的提取;②數(shù)據(jù)規(guī)范化處理;③利用BPNN來進行數(shù)據(jù)的預測。

        1.4 順控操作和故障告警時遠方驗證技術(shù)

        常規(guī)的變電站通常采用的是分離式五防,且二次保護設備多維硬壓板,因此無法進行遠程的遙控操作,如果采用順控操作的方式,會存在著許多障礙,順控操作實用化較困難,而隨著智能變電站的大規(guī)模的投入使用,它的防止誤動作系統(tǒng)采用了綜合自動化整合的一體化五防系統(tǒng)且應用了帶軟壓板模式的智能化保護裝置,進而可以較容易實現(xiàn)綜自系統(tǒng)的后臺遙控操作,為順控操作的成熟應用打下基礎。

        該項技術(shù)的應用是根據(jù)故障報警時遠方狀態(tài)和故障智能判定技術(shù),分析設備運行各項數(shù)據(jù)的特征,通過對各項數(shù)據(jù)的構(gòu)建,建立關(guān)聯(lián)關(guān)系,并對其采集的實時和歷史數(shù)據(jù)特征進行聚類分析,然后根據(jù)一定的距離或相似測度在大型多維空間數(shù)據(jù)集中標識出聚類或稠密分布的區(qū)域,將數(shù)據(jù)分成一系列相互區(qū)分的組,從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集的整個空間分布規(guī)律以實現(xiàn)遠方設備運行狀態(tài)和異常情況的檢測的。

        2 結(jié)語

        本文通過對變電站的智能巡檢技術(shù)和運維策略等核心技術(shù)的研究,提出了智能變電站遠程智能巡檢的解決方案,研究了數(shù)據(jù)收集、運維策略優(yōu)化、數(shù)據(jù)智能預警、順控操作和故障告警時遠方驗證等技術(shù)的實現(xiàn)和應用方法,構(gòu)建了便捷實用的變電站運維生產(chǎn)系統(tǒng)。

        本文提出智能變電站遠程智能巡檢系統(tǒng)的成功應用將徹底解決常規(guī)變電站運維對人力資源高度依賴的問題,實現(xiàn)對儀表等設備的智能分析,對變電站生產(chǎn)的安全管控,提高了變電站運維工作的效率和質(zhì)量,提高了變電站安全生產(chǎn)的管理水平,將引領變電站運維管理走進智能化的時代。

        參考文獻:

        [1]王勇,韓少曉,尚力,等.智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)新型體系架構(gòu)研究與實踐[J/OL].電力系統(tǒng)保護與控制,1-7.

        [2]謝文超,薄玉琳,李文征,程勇.智能變電站全數(shù)據(jù)采集分析方式研究[J].電工技術(shù),2019(01):139-140.

        [3]杜興偉,祝琳,余俊杰,韓偉.智能變電站一體化管控平臺研究與應用[J].供用電,2018,35(06):66-71.

        [4]趙利華,段飛霞.智能變電站順控操作邏輯編制應用探討[J].科技風,2019(01):184.

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