古儉榮，凌結(jié)靜，韋翊豪

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519075）

0 引言

智能電網(wǎng)即電網(wǎng)的智能化，有關(guān)學(xué)者稱之為“電網(wǎng)2.0”，是以實現(xiàn)電網(wǎng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和高效性為目的，在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立的一種先進(jìn)的傳感、測量、設(shè)備技術(shù)和控制方法支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用。而電力的二次設(shè)備是對一次設(shè)備的輔助設(shè)備，主要用于一次設(shè)備的控制、保護(hù)、檢測等。隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者對智能電網(wǎng)的二次設(shè)備進(jìn)行了不同層次的研究，丁家琪等[1]提出了智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行面臨的關(guān)鍵技術(shù)，杜健[2]分析了無線通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，章堅民等[3]首先提出了一次系統(tǒng)狀態(tài)激勵的電力二次智能裝置報文模型，牛博[4]等針對一次設(shè)備容易受到一次設(shè)備動作干擾而發(fā)生故障的問題提出了配網(wǎng)柱上開關(guān)容性關(guān)合過程中電磁輻射的干擾測試與仿真，王利平等[5]在互聯(lián)網(wǎng)化和移動互聯(lián)的基礎(chǔ)上對二次設(shè)備的運(yùn)維技術(shù)進(jìn)行研究，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)技術(shù)的二次設(shè)備智能運(yùn)維技術(shù)的整體系統(tǒng)架構(gòu)和功能部署方案，強(qiáng)文淵等[6]就電容式電壓互感器設(shè)備故障的問題提出了一種基于滑動時窗K-Means 聚類早期辨識CVT是否發(fā)生內(nèi)部電容單元擊穿故障的檢測方法。

1 運(yùn)維現(xiàn)狀和目標(biāo)

近年來，電力在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，貢獻(xiàn)著十分巨大的力量，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，而智能電網(wǎng)的出現(xiàn)極大地改善了電力行業(yè)的環(huán)境，為電力行業(yè)的發(fā)展提供了源源不斷的動力，隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)不斷增加，二次設(shè)備數(shù)量也隨之不斷增加，造成了運(yùn)維管理工作的難度不斷增加[7]，智能識別與設(shè)備的互動將無法實現(xiàn)。

1.1 運(yùn)維現(xiàn)狀

目前，智能電網(wǎng)二次設(shè)備的運(yùn)維模式一般分為定檢、全檢和特檢，然而隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和新興技術(shù)的交叉融合，二次設(shè)備的種類和數(shù)量上都有所增加，傳統(tǒng)運(yùn)維模式已無法在短時間內(nèi)滿足龐大運(yùn)維檢修工作的需求，為二次設(shè)備的檢修帶來了巨大的挑戰(zhàn)。首先，由于二次設(shè)備自身的狀態(tài)信息模型多以私有化為主，缺乏系統(tǒng)完善的監(jiān)控機(jī)制，無法實現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)信息的標(biāo)準(zhǔn)化采集；其次，運(yùn)行人員基本的技術(shù)素養(yǎng)和技術(shù)支撐不到位，使部分單位在二次運(yùn)維工作中出現(xiàn)軟壓處理不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象，造成相關(guān)設(shè)備的長期突出運(yùn)行；最后檢測策略有待完善、智能診斷技術(shù)有待普及。

1.2 運(yùn)維目標(biāo)

智能電網(wǎng)的二次運(yùn)維技術(shù)的目標(biāo)有可視化、智能化和定制化。所謂可視化是指在二次設(shè)備的設(shè)計過程中要充分考慮到后期的運(yùn)維工作，將二次設(shè)備的狀態(tài)通過計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用由“虛”到“實”的轉(zhuǎn)換，從而方便工作人員在實際運(yùn)維中的管理工作。智能化是指在信息技術(shù)運(yùn)用下，保證二次設(shè)備的自檢功能的有效運(yùn)行，降低運(yùn)維人員的工作難度。定制化是指運(yùn)維人員在實際操作中根據(jù)二次設(shè)備的健康狀況進(jìn)行的檢測計劃和方案。

2 智能電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

智能電網(wǎng)是將現(xiàn)代信息技術(shù)等理念融入傳統(tǒng)的電網(wǎng)以滿足人們對電力能源的需求，使傳統(tǒng)的電網(wǎng)具有可控性和可觀性，同時能夠解決傳統(tǒng)電網(wǎng)的能源利用率低、安全性能難以控制、互動性差等問題的一種新型的智能化電網(wǎng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖1可知：智能電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)由站控層、間隔層、過程層三部分組成，各個部分相互獨(dú)立又相互協(xié)調(diào)。智能電網(wǎng)的主要特征是：可觀性強(qiáng)，能夠借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、電子技術(shù)等進(jìn)行對各層次、各節(jié)點(diǎn)之間的監(jiān)控；發(fā)電用電動態(tài)交互，可以根據(jù)各層次的相互關(guān)系，利用計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、電子等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行對用戶信息和發(fā)電信息的調(diào)度；可控性高，利用現(xiàn)代信息相關(guān)技術(shù)對電網(wǎng)進(jìn)行控制，可提高電網(wǎng)利用率；安全性高，利用電子技術(shù)對系統(tǒng)失穩(wěn)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警和調(diào)整，提升電網(wǎng)的安全性能。

圖1 智能電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

3 智能運(yùn)維系統(tǒng)的整體架構(gòu)

3.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

與傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)相比，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)維工作難度相對較大，問題相對較多，對于二次設(shè)備的運(yùn)維工作，主站端和廠站端被賦予了不同的功能：（1）主站端的新功能開始向智能分析、智能控制、智能監(jiān)視、智能診斷和評估方向發(fā)展；（2）廠站端的新功能開始向數(shù)據(jù)采集、簡單處理和過濾方向發(fā)展。在智能電網(wǎng)中無人值守的變電站的應(yīng)用對主站端的全面性的要求越來越高，因此，二次設(shè)備運(yùn)維工作的重點(diǎn)開始向主站端轉(zhuǎn)移，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

如圖3所示，智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)是由信息系統(tǒng)應(yīng)用體系、信息系統(tǒng)支撐平臺和信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施三部分組成，在信息系統(tǒng)應(yīng)用體系中包括：電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)和用電側(cè)。信息系統(tǒng)支撐平臺包含：數(shù)據(jù)與儲存、分析與決策、傳感和量測、控制與執(zhí)行。信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施包括：通信與網(wǎng)絡(luò)、量測設(shè)備、電力系統(tǒng)和控制設(shè)備。

圖3 智能電網(wǎng)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

4 二次設(shè)備運(yùn)維的關(guān)鍵技術(shù)

在1.1中提到傳統(tǒng)的二次設(shè)備的運(yùn)維模式隨著運(yùn)維設(shè)備的類不斷增加，設(shè)備規(guī)模不斷擴(kuò)大，特別是信息技術(shù)、電子電力等技術(shù)的融合為二次設(shè)備的檢修工作帶來了嚴(yán)峻的考驗。對二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，達(dá)到對二次設(shè)備進(jìn)行實時操控的目的，需要對二次設(shè)備運(yùn)維的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。下面將從智能診斷技術(shù)、可視化技術(shù)介紹二次設(shè)備運(yùn)維的關(guān)鍵技術(shù)。

4.1 智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)包含：智能告警和故障定位。智能告警是對信息進(jìn)行收集、過濾通過分析處理進(jìn)行智能判斷，并將判斷結(jié)果通過分級分類告警、重要告警、頻繁告警和源數(shù)據(jù)不一致告警等方式展現(xiàn)出來。故障定位是采用大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)字挖掘技術(shù)，通過故障特征和設(shè)備關(guān)聯(lián)信息實現(xiàn)對回路故障的定位，從而減少運(yùn)維和巡視工作量。

4.2 可視化技術(shù)

可視化技術(shù)是指利用計算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，再進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。與智能電網(wǎng)的二次設(shè)備運(yùn)維相關(guān)的可視化技術(shù)包括與設(shè)備相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)可視化，SCD管理可視化，虛端子變化和實時狀態(tài)可視化，故障邏輯、回路可視化等。

5 結(jié)語

智能電網(wǎng)的二次設(shè)備運(yùn)維技術(shù)是建立在智能運(yùn)維系統(tǒng)的整體架構(gòu)基礎(chǔ)之上。二次設(shè)備運(yùn)維技術(shù)不僅能夠滿足目前智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，還能在未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上不斷提升。