浅谈智能电网状态检测中的关键技术

电网是经济社会展开的重要根底产业,是国家动力产业链的重要环节,为保障中国将来动力和经济社会可持续展开,国家电网公司提出了契合中国动力战略和电网企业需求的智能电网展开形式。智能电网是指电网的智能化,是树立在集成的、高速的双向通讯网络的根底之上。经过领先的传感和丈量技能、领先的设备技能、领先的操控办法,以及领先决议方案支持体系技能的运用,完结电网的牢靠、安全、经济、高效、环境友好和运用安全的方针。依据IBM中国公司高档电力专家Martin Hauske的解释,智能电网有3 个层面的意义[1]:首先是运用传感器对发电、输电、配电、供电等要害设备的运转状况进行实时监控;然后把获得的数据经过网络体系进行搜集、联系;最终经过对数据的剖析、挖掘,到达对全部电力体系运转的优化办理。2009年5月21日 举办的 “2009 特高压输电技能国际会议”上,国家电网公司总经理刘振亚表明,活跃展开智能电网已成为国际电力展开的新趋势,到2020年,中国将全面建成一致的刚强智能电网。中国国家电网联系基本国情和特高压实习,确立了加速建造刚强智能电网的展开方针,即加速建造以特高压电网为主干网架,各级电网和谐展开,具有信息化、数字化、主动化、互动化特征的一致的刚强智能电网。

为了进步智能电网安全安稳水平缓电网设备办理效益,需求加强和进步电网设备的监控才能,关于输变电设备状况检查的有用办法和领先技能、传感技能、状况评价技能、信息技能以及通讯支持技能展开技能研讨和工程运用。国家电网公司已于2009年7月决定自2010年起全面推行施行状况修理,全面进步设备智能化水平,推行运用智能设备和技能,完结电网安全在线预警和设备智能化监控。 


      1 智能电网与传统电网在状况检查方面的区别

1.1 传统电网状况检查技能现状

状况修理是以设备当时的实践作业状况为依据,经过领先的状况监测手法、牢靠性评价手法以及寿数猜测手法,判别设备状况,辨认毛病的前期预兆,对毛病部位及其严重程度、毛病展开趋势作出判别,并依据剖析确诊结果在设备功用下降到一定程度或毛病将发作之前进行修理[2]。状况修理的高效展开,需求很多的设备状况信息,为设备状况评价以及状况修理战略的拟定供给根底数据。设备状况信息包含巡检、运转工况、带电检查、停电例行实验、停电确诊实验数据等。

跟着状况检查技能的展开,大家越来越明晰地认识到“带电检查、在线监测、停电修理实验”三位一体的检查形式代表着将来输变电设备状况检查技能的展开方向。

带电检查通常选用便携式检查设备,在运转状况下对设备状况量进行现场检查,其检查办法为带电短时刻内检查,有别于长时刻连续的在线监测[3]。在带电检查技能方面,国内外当前选用的首要带电检查技能包含:油色谱剖析、红外测温、局放检查、铁心电流带电检查、紫外成像检查、容性设备绝缘带电检查、气体走漏带电检查,其间最常用、最有用的是局放带电检查、油色谱剖析及红外测温技能。尤其是局放带电检查技能,它是当前展开最为敏捷、对电气设备绝缘缺点检查最为有用的一种带电检查技能。

在在线监测技能方面,当前运用较多的首要会集在变电设备,而输电线路和电缆也逐渐呈现一些运用。关于变电设备,变压器和电抗器选用的在线监测技能首要包含:油色谱、局放、铁心接地电流、套管绝缘、顶层油温文绕组热门温度;CT、CVT、耦合电容等容性设备首要是对其电容量和介损进行监测;避雷器首要监测其走漏电流;而断路器、GIS等开关设备首要在线监测技能包含开关机械特性、GIS局放、SF6气体走漏及SF6微水、密度。其间运用对比老练有用的:变压器油色谱在线监测、容性设备和避雷器在线监测。关于输电线路,当前首要运用的在线监测办法首要有雷电监测、绝缘子污秽度、杆塔歪斜、导线弧垂等监测技能,可是对比老练的首要是雷电监测和绝缘子污秽监测。关于电力电缆,首要在线检查办法是温度和局放,相对老练的是散布式光纤测温。

在停电修理实验方面,国内外都形成了一套老练的预防性实验办法和规程。

中国状况检查和评价作业还处于起步阶段,状况检查技能运用及推行上存在的疑问首要有:(1)状况检查技能运用规模不广,与电网设备总量比较,状况监测技能运用的设备掩盖面还处于较低水平;(2)状况检查设备牢靠性不高,存在误报表象,而且设备的毛病率高,运维的作业量较大;(3)短少一致的标准和标准辅导,各厂家设备的作业原理、功用指标和运转牢靠性等区别较大,一起各类设备的校验办法、输出数据标准以及监测渠道都各不相同;(4)短少深入有用的归纳状况评价办法;(5)在线监测技能需求深化研讨,现行的在线监测技能在设备缺点检查方面还存在盲区,状况参量还不行丰厚,对突发性毛病预警效果不行显着;(6)短少一致的考核、评价和辅导方面的职业办理机构。

1.2 智能电网与传统电网在状况检查方面的区别

智能电网对状况信息的获取规模将与传统电网发作很大的改变。将来智能电网的状况信息不只包含电网配备的状况信息,如:发电及输变电设备的安康状况、经济运转曲线等;还应有电网运转的实时信息,如:机组运转工况、电网运转工况、潮流信息等;还应有天然物理信息,如:地理信息、气息信息等[4]。

传统电网的信息获取及运用水平较低,且难以构成体系级的归纳事务运用。智能电网将通讯技能、计算机技能、传感丈量技能、操控技能等许多领先技能和原有的电网设备进行高度交融与集成,与传统电网比较,智能电网进一步拓宽了对电网的全景实时信息的获取才能,经过安全、牢靠、通常的通讯通道,能够完结出产全过程中体系各种实时信息的获取、联系、剖析、重组和同享。经过加强对电网实时、动态状况信息的剖析、确诊和优化,能够为电网运转和办理人员供给更为全面、精细的电网运转状况展现,并给出相应的操控方案、备用预案及辅佐决议方案战略,最大程度的完结电网运转的安全牢靠、经济、环保。智能电网状况修理将不只仅局限于电网配备的状况修理,必然延伸出更多的复合型高档运用。

2 智能电网状况检查要害技能

智能电网状况检查的运用规模将不再局限于状况修理、全寿数周期办理等狭窄的范畴,而是拓展至对安全运转、优化调度、经济运营、优质效劳、环保运营等范畴。智能电网状况检查技能应包含以下方面:电网体系级的全景实时状况检查;真实意义的电网配备全寿数周期办理;电网最优运转办法;及时牢靠的电网运转预警;实时在线疾速仿真及辅佐决议方案支持;推进发电侧经济、环保、高效运转等[4]。这篇文章首要探讨了输电线路设备办理、状况修理及全寿数周期办理、智能变电站有关技能等研讨方向需求研讨和处置的疑问及预期到达的方针。

2.1 输电线路设备办理

输电线路智能化要害技能是根据信息化、数字化、主动化与互动化对输电线路设备进行监测、评价、确诊和预警的智能化技能,以确保输电线路运转的安全性。而输电线路设备办理是完结输电线路状况检查然后完结输电线路智能化的重要方面,详细而言,关于输电线路设备办理的研讨需包含的内容如下。

(1)输电线路设备“自检查”功用研讨:研讨输电设备的特征参量及检查、监测技能;构建造备状况监测和确诊路线图;滚动优化修理战略;构建输电线路状况修理体系。

(2)输电线路设备“自评价”功用研讨:构建造备运转状况的数字化评价体系,完结设备的自评价功用;构建造备毛病危险评价模型,完结设备危险本钱的可控办理;树立设备的经济寿数模型。

(3)输电线路设备“自确诊”功用研讨:研讨首要设备的典型毛病形式,提取有用的特征参量,给出毛病的评判标准;研讨多特征参量反映同一毛病形式时设备状况的表征办法;逐渐树立具有自确诊功用的智能设备技能体系。

(4)输电线路设备“事端预警、辅佐决议方案”功用研讨:构建造备运转牢靠性预计模型,完结设备毛病的数值预告功用;完结设备寿数周期本钱的优化办理;联系设备的特征参量开发辅佐决议方案体系,使其能够为电网调度供给设备的牢靠性数值预告信息,供给领先的供电安全疾速预警功用。

2.2 状况修理和财物全寿数办理

状况修理过程中设备根底数据的搜集与办理、设备状况的评价、毛病确诊与展开趋势猜测、剩下寿数评价等4 个方面的内容是财物全寿数周期办理过程中财物的运用、保护、改造、更新所需求展开的根底性作业,一起财物的计划、计划、收购的办理也离不开设备在运用和保护时刻历史数据、状况和安康记载等的反应。关于面向智能电网的输变电设备的状况修理和财物全寿数办理需研讨以下内容。

(1)根据自我确诊功用的毛病形式、毛病危险的数值预告技能:以油浸式电力变压器、断路器和GIS为目标,在初级智能化设备的根底上,进一步展开添加自我检查参量、改善自我检查功用的研讨;在自我确诊方面,展开进步智能化水平的研讨,完结设备毛病几率和毛病危险的数值预告,效劳于智能化设备甚至电网的安全运转办理。

(2)状况修理辅佐决议方案:在已有输变电设备状况修理辅佐决议方案基本功用根底上,研讨根据状况修理的修理方案编列及优化技能、设备状况剖析及毛病确诊技能、输变配设备典型缺点标准化技能、设备厂家唯一性标识树立和盯梢技能、在线监测数据接入技能等,并完善扩大输变电设备的评价导则。

(3)财物全寿数周期办理:在已有老练套装软件、出产办理、调度办理、营销办理、牢靠性办理、招投标办理、方案计算等运用根底上,研讨电网财物从计划、计划、收购、建造、运转、修理、技改直至作废的全寿数周期办理中的各种信息化要害技能,要点研讨设备财物全息信息模型、设备财物全寿数周期管控技能、根据财物体现与效劳支持的电力设备供货商归纳评价技能、设备财物全寿数周期优化评价决议方案体系及其有关算法、根据财物全寿数周期的技改大修辅佐决议方案技能等,最终完结以财物全寿数周期评价决议方案体系为要害支持体系的财物全寿数周期办理体系。

(4)面向智能电网的设备运转和修理战略:研讨面向智能电网的变电站巡检技能、巡检项目和巡检技能标准;研讨面向智能电网的停电实验和保护战略;研讨完结契合智能电网运转特色的设备停电实验和修理建模;研讨智能化附件的现场保护、检验和检定技能和战略。树立起一套面向智能电网的设备运转和修理技能体系和标准体系,满意智能电网的运转办理需求。

(5)面向智能电网的设备寿数周期本钱办理战略:研讨各类一次设备的毛病形式及毛病发作几率,研讨各种毛病形式下的修理模型(所需时刻和资本散布规则),研讨各种毛病形式下的危险丢失(修理本钱、供电丢失本钱、社会影响折算本钱等)。面向智能电网,研讨设备的技能经济寿数模型,按新、旧设备分类树立寿数周期本钱模型和与之相适应的设备修理和替换战略。面向智能电网,完结设备寿数周期本钱办理技能体系和标准体系,满意智能电网的运转办理需求。

2.3 智能变电站有关技能研讨

智能变电站是智能电网的物理根底,其核心技能是智能化一次设备和网络化二次设备。关于智能变电站有关技能的研讨内容需包含以下方面。

(1)智能变电站技能体系及有关标准标准:研讨智能变电站的架构和技能体系,明确智能变电站的界说和定位,拟定相应的标准和标准,辅导将来智能变电站的建造和运转,进步智能变电站的标准化程度、开放性和互操作性。

(2)智能变电站动态数据处置:经过开发开放式的智能化变电站体系,并改善通讯设备以便获得更快的数据收集率,或许把在线丈量数据贮存在当地的一个智能化变电站中,然后,在各个智能化变电站之间交流有关的数据,把每一个智能化变电站当作一个Agent,然后完结根据Multi-Agent的全数字实时决议方案运用。在高档调度中间侧则需求开发广域全景散布式一体化的EMS/WAMS技能支持体系。

(3)智能变电站体系和设备的主动重构技能:树立智能设备的模型自描述标准,完结智能变电站中体系、设备的主动建模和模型重构,在体系扩建、晋级、改造时完结智能化、疾速化的体系布置、测验、校验和纠错,进步智能变电站主动化体系的安全性,削减体系建造和调试周期。

(4)智能变电站散布和谐/自适应操控技能:研制散布和谐/自适应操控的技能和办法,处置灵敏分区致使的继电保护、安稳补救和无功抵偿设备定值的自适应修正,完结解列后包含发电在内的微网和变电站的散布式智能操控。

3 结论

状况检查技能是为根据状况的修理或预知性修理效劳的一种技能,其展开是源于状况修理关于电网配备状况信息获取、剖析、评判的技能性需求。在将来智能电网的状况检查中,必然要进步信息收集的准确性,加强收集信息的牢靠性和准确性验证手法,经过长途、现场校验和校准技能,进步监测信息的可用度。一起,智能电网状况检查的信息处置,必须关于不一样运用需求,分层散布处置。智能电网状况检查的运用规模,将不再局限于状况修理,全寿数周期办理等,将会拓展到对安全运转、优化调度、经济运营、优质效劳等范畴。总归,将来智能电网的状况检查技能将远远超出传统电网状况检查的范畴,检查规模将大幅拓展、全方位掩盖,且将为电网运转、归纳办理等供给外延的运用支持,而不只局限于电网配备的监测。 
  

 

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