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.