淺析電網(wǎng)的智能發(fā)展

許崇偉 劉智慧 張童 賈明瀟

摘 要： 隨著時(shí)代的發(fā)展，智能化所帶來(lái)的便利已深入人們的生活。大到工廠車(chē)間小到住宅小區(qū)，智能控制都發(fā)揮著不容小覷的作用，其中電力系統(tǒng)的智能化也同樣是其發(fā)展的必然。電力系統(tǒng)的智能化不可能單靠電網(wǎng)的智能，它需要電力系統(tǒng)各部分的智能協(xié)調(diào)才能最大限度發(fā)揮出智能化所帶來(lái)的在安全性和可靠性上的優(yōu)勢(shì)。本文是在電源智能化的前提下通過(guò)分析智能化在當(dāng)前電網(wǎng)中的應(yīng)用，進(jìn)而展望電網(wǎng)的智能化發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 電網(wǎng)；智能；安全可靠；線路檢修；變電所；發(fā)展

一、電網(wǎng)智能化的基本概念

分析電網(wǎng)的智能化要先弄明白電網(wǎng)和智能化這兩個(gè)概念。

首先要將電網(wǎng)和電力系統(tǒng)的概念區(qū)別開(kāi)來(lái)：電網(wǎng)是由輸電線路和變電所組成，其中的變電所既可以用于變換電壓又可用于分配電能，也就是說(shuō)電網(wǎng)實(shí)際上是由輸電網(wǎng)和變配電網(wǎng)組成。而電力系統(tǒng)則是電網(wǎng)、發(fā)電廠電氣部分和電能用戶的整體組合。其次智能化是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)組合而成的對(duì)某一領(lǐng)域的智能集合。而通俗的理解就是所有利用現(xiàn)代技術(shù)能給人們帶來(lái)便利的都叫智能化。

二、輸電線路的智能化

輸電線路是由電纜或?qū)Ь€以及各類(lèi)輔助設(shè)備組成的整體。我國(guó)輸電線路通常運(yùn)行在惡劣的環(huán)境條件下，沿線的氣候海拔具有較大差異，線路維護(hù)工作難度大，其安全性和可靠性也就難以保障。而一旦輸電線路出現(xiàn)故障將會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)，造成大規(guī)模停電。由于傳統(tǒng)的人工檢修無(wú)法克服這些問(wèn)題，因此采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等科學(xué)方法實(shí)現(xiàn)輸電線路的智能檢修是當(dāng)今電網(wǎng)發(fā)展的可選之路。

2.1、GIS的應(yīng)用

GIS為地理信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，包括GPS、遙感、激光雷達(dá)掃描技術(shù)。輸電線路GIS系統(tǒng)將輸電線路進(jìn)行定位并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息顯示在地圖上，利用數(shù)據(jù)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)輸電線路是否發(fā)生故障以及發(fā)生故障的具體地點(diǎn)從而實(shí)現(xiàn)輸電線路的智能檢測(cè)。

2.2、智能檢修機(jī)器人應(yīng)用

傳統(tǒng)的巡線方式依靠人工，作業(yè)的強(qiáng)度大，效率低，作業(yè)人員作業(yè)時(shí)也存在著較大隱患。智能檢修機(jī)器人又叫巡線機(jī)器人，其利用智能機(jī)器人代替人工作業(yè)不僅能提高效率，也能將人們從危險(xiǎn)的作業(yè)環(huán)境下替換下來(lái)，可謂是輸電線路檢修的一大福音。

2.3、巡視無(wú)人機(jī)應(yīng)用

無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)需在無(wú)人機(jī)上安裝POS系統(tǒng)、激光雷達(dá)、雙天線接收機(jī)、GNSS天線、相機(jī)從而完成巡線任務(wù)。線路巡視無(wú)人機(jī)通過(guò)激光雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)掃描采集線路沿線的數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，將輸電線路沿線的環(huán)境形態(tài)、線路三維坐標(biāo)，線路附著物以及線路表面等數(shù)據(jù)信息再現(xiàn)，地面上的工作人員通過(guò)基準(zhǔn)站接受無(wú)人機(jī)發(fā)來(lái)的信息，發(fā)現(xiàn)輸電線路其中的異常。

三、智能輸電線路檢修的展望

隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步，線路智能檢修已是發(fā)展必然，針對(duì)線路檢修的一些制約因素，目前首要的是從以下幾點(diǎn)技術(shù)上進(jìn)行改善：

3.1、發(fā)展更精確的數(shù)據(jù)分析與自動(dòng)處理技術(shù)。

3.2、發(fā)展集激光，可見(jiàn)光、紅外線、自動(dòng)跟蹤于一體的多傳感器的智能檢修將畫(huà)面最真實(shí)的還原同時(shí)最大限度降低投入資金。

3.3、發(fā)展全自動(dòng)無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)作業(yè)，故障自動(dòng)識(shí)別，同時(shí)增強(qiáng)無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力，改善無(wú)人機(jī)避障系統(tǒng)以及克服惡劣環(huán)境的能力。

四、變電所的智能化

變電所的主要設(shè)備中包含一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備包括有變壓器、互感器、開(kāi)關(guān)設(shè)備等。二次設(shè)備則包括一些輔助設(shè)備，自動(dòng)控制設(shè)備等。要實(shí)現(xiàn)變電所的智能化也就是實(shí)現(xiàn)一二次設(shè)備的智能化，由于一次設(shè)備在變電所中的作用更為突出，因此本文僅論述一次設(shè)備的智能化應(yīng)用。

4.1變壓器中的智能應(yīng)用

變壓器是一次設(shè)備中最重要的部分，其智能化主要體現(xiàn)在在線狀態(tài)的智能監(jiān)控，其中智能監(jiān)控又包括對(duì)變壓器油內(nèi)溶解氣體的含量，對(duì)油內(nèi)微水含量，對(duì)套管絕緣性能，繞組溫度，局部放電等的監(jiān)控。

4.1.1對(duì)油中氣體含量以及微水含量的檢測(cè)是通過(guò)分析油分子結(jié)構(gòu)的變化實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)油內(nèi)氣體含量或微水含量變化時(shí)表明已發(fā)生故障，再通過(guò)現(xiàn)代化學(xué)的分析方法進(jìn)行判斷是哪種故障。

4.1.2檢測(cè)套管絕緣性能需要檢測(cè)設(shè)備的末屏電流信號(hào)。它通過(guò)電容式穿芯傳感器感應(yīng)出套管末屏電流的電壓信號(hào)，再將電壓信號(hào)進(jìn)行智能化處理作為套管末屏電流信號(hào)輸出，在通過(guò)后續(xù)設(shè)備處理實(shí)現(xiàn)對(duì)套管性能的檢測(cè)。

4.1.3油溫以及繞組溫度的檢測(cè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)裝設(shè)特定溫度傳感器即可進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而判斷是否故障。

4.1.4局部放電在線監(jiān)測(cè)

實(shí)現(xiàn)局部放電檢測(cè)和控制可以通過(guò)安裝LC-PD局放單元，其中UHF技術(shù)當(dāng)屬局放單元中最先進(jìn)的技術(shù)。其原理是通過(guò)超高頻傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。

4.2開(kāi)關(guān)設(shè)備的智能化

開(kāi)關(guān)設(shè)備的智能化主要通過(guò)改善其選擇性和反應(yīng)時(shí)間來(lái)體現(xiàn)，一次開(kāi)關(guān)設(shè)備主要包括高壓斷路器，高壓隔離開(kāi)關(guān)，高壓熔斷器。改善它們的選擇性和速斷性依靠繼電保護(hù)裝置，傳統(tǒng)的開(kāi)斷方式反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，供電可靠性較差。而智能開(kāi)關(guān)借助微電子技術(shù)，由智能控制裝置充當(dāng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的執(zhí)行單元，其各方面的性能得到大為改善。

4.3互感器的智能化

互感器也是變電所一次設(shè)備中重要的組成部分。互感器的智能化即采用電子式互感器，通過(guò)將電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)運(yùn)用到互感器上以提高互感器的靈敏度和可靠性指標(biāo)。

五、變電所的智能展望

變電所中的大量信息需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳，需要相應(yīng)軟件處理。這就難免會(huì)出現(xiàn)一些信息處理錯(cuò)誤，而電力系統(tǒng)的信息一旦被錯(cuò)誤處理所造成的損失將不可估計(jì)。因此如何更可靠迅速的對(duì)變電所中的信息處理是目前乃至今后一段時(shí)間內(nèi)要著重解決的問(wèn)題。

六、小結(jié)

盡管一些新型能源已逐漸進(jìn)入我們的生活，但不可否認(rèn)的是近一百年內(nèi)電能在某些領(lǐng)域依然具有不可替代的作用。因此電網(wǎng)的智能化發(fā)展是十分有意義的，也是發(fā)展的必然。放眼未來(lái)，電網(wǎng)究竟會(huì)有怎樣的發(fā)展我們無(wú)法預(yù)想，但能確定的是所有的發(fā)展都將趨于智能。

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