基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修

□戴瑞金 邢毓卿 高國杰 盧章建

隨著各類無線感知設備技術的發(fā)展，實現(xiàn)配電設備溫度、負荷等信息實時在線監(jiān)測已不是問題，而海量的數(shù)據(jù)信息目前僅僅用于實時監(jiān)測及展示，并未進行大數(shù)據(jù)綜合分析從而實現(xiàn)高級應用功能。基于此，本文將基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修技術進行探討。

一、配網(wǎng)檢修現(xiàn)狀及存在的問題

目前，配網(wǎng)檢修主要實行的是計劃檢修，根據(jù)配電網(wǎng)檢修規(guī)程制定周、月、年檢修計劃。計劃檢修由于不是根據(jù)設備的實際狀態(tài)進行的檢修，一方面會存在對狀態(tài)良好的設備進行檢修，不僅浪費人力財力而且增加了停電時間；另一方面會造成問題設備不能得到及時檢修導致發(fā)生停電故障。設備過修失修現(xiàn)象并存[1～2]。

二、基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修

隨著智能配電網(wǎng)信息化、自動化、互動化水平的提高以及與物聯(lián)網(wǎng)的相互滲透與融合，電力企業(yè)量測體系內(nèi)部積累了大量數(shù)據(jù)，多種來源的豐富數(shù)據(jù)信息共同構成了一個智能配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)應用時代[3～4]。配網(wǎng)狀態(tài)檢修是將傳統(tǒng)的根據(jù)時間制定的計劃檢修變?yōu)楦鶕?jù)設備實際狀態(tài)進行的檢修，可以使狀態(tài)良好的設備持續(xù)保持運行狀態(tài)，問題設備及時進行檢修。基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修是指通過各類感知設備獲取線路、開關、站所的實時運行數(shù)據(jù)及輔助監(jiān)測信息，結(jié)合設備的檔案信息，通過綜合算法分析，發(fā)現(xiàn)問題設備，自動生成包含檢修設備、問題類別、檢修類別的檢修策略，同時可自動合并同一停電區(qū)域內(nèi)近期需進行檢修的設備，減少計劃停電時戶數(shù)[5]。

(一)大數(shù)據(jù)分析。目前普遍可通過感知設備獲取并且對設備狀態(tài)有評估價值的數(shù)據(jù)主要有以下幾類：一是設備狀態(tài)數(shù)據(jù)：10kV開關柜內(nèi)溫濕度、電纜頭溫度、架空導線溫度、母線溫度、配變油溫；二是負載數(shù)據(jù)：線路電壓、電流、配變超載、配變重載；三是環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)：10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度、煙感、紅外入侵。除了上述實時或準實時采集的負荷數(shù)據(jù)、運行環(huán)境及狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)外，還需引入生產(chǎn)廠家、運行年限、缺陷及故障記錄等設備檔案數(shù)據(jù)作為狀態(tài)評價依據(jù)。

(二)檢修策略算法。

1.設備狀態(tài)。評價設備包含架空導線、電纜導線、開關、開關柜、配變、10kV配電站所；各設備根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果可分為四個狀態(tài)：一是正常：設備各項數(shù)據(jù)均處于正常范圍內(nèi)；二是注意：當設備溫度緩慢上升且即將達到設定值時標注為注意狀態(tài)；當設備流經(jīng)電流即將達到過載值時標注為注意狀態(tài)；當10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度即將達到告警值時標注為注意狀態(tài)；三是異常：當設備溫度達到設定值時標注為異常狀態(tài)；當設備流經(jīng)電流達到過載值時標注為異常狀態(tài)；當10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度達到告警值時標注為異常狀態(tài)；四是嚴重：當設備溫度急速上升且超過告警值時標注為嚴重狀態(tài)；當10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度超過告警值時標注為嚴重狀態(tài)；當10kV配電站所煙感及紅外入侵告警時標注為嚴重狀態(tài)；當開關在一段時間內(nèi)多次跳閘時標注為異常狀態(tài)。

2.檢修類別。依據(jù)《Q/GDW 11261-2014配電網(wǎng)檢修規(guī)程》將檢修類別分為五類：A類檢修指整體性檢修，對配電網(wǎng)設備進行較全面、整體性的解體修理、更換(嚴重)。B類檢修指局部性檢修，對配電網(wǎng)設備部分功能部件進行局部的分解、檢查、修理、更換(嚴重)。C類檢修指一般性檢修，在停電狀態(tài)下對設備進行的例行試驗、一般性消缺、檢查、維護和清掃(嚴重)。D類檢修指維護性檢修和巡檢，在不停電狀態(tài)下對設備進行的帶電測試和外觀檢查、維護、保養(yǎng)(注意)。E類檢修指設備帶電情況下采用絕緣手套作業(yè)法、絕緣桿作業(yè)法進行的檢修、消缺、維護(異常)。

3.檢修時限。一是當設備為注意狀態(tài)時，應在一周之內(nèi)進行檢修；二是當設備為異常狀態(tài)時，應在三天之內(nèi)進行檢修；三是當設備為嚴重狀態(tài)時，應立即安排檢修。

(三)檢修策略。

1.檢修策略內(nèi)容。檢修設備+檢修類別+影響范圍+停電時間(ABC三類檢修)+設備歷史檢修信息(如有)。示例：XX線路XX開閉所進線開關柜電纜頭溫度越限告警時需立即進行設備檢修，則檢修策略內(nèi)容如下：檢修設備——XX線路XX開閉所XX進線開關柜；檢修原因——XX線路XX開閉所進線開關柜電纜頭溫度越限告警；檢修類別——B類檢修；影響范圍——XX公變、XX專變；停電時間——XXXX年XX月XX日8:00～16:00；設備歷史檢修信息——XXXX年XX月XX日XX故障。

2.檢修合并。當某一設備執(zhí)行檢修時，同時檢索該檢修策略停電范圍內(nèi)近期需進行檢修的設備，并合并檢修策略，減少檢修停電時間，提高供電可靠性。如在上節(jié)示例檢修策略中檢修停電范圍內(nèi)有設備處于注意及異常狀態(tài)且還未進行檢修時，應進行檢修策略合并：檢修設備1——XX線路XX開閉所XX進線開關柜；檢修原因——XX線路XX開閉所進線開關柜電纜頭溫度越限告警。檢修設備2——XX線路XX配電房XX配電變壓器；檢修原因——XX線路XX配電房XX配電變壓器油溫臨界。檢修類別——設備1進行B類檢修，設備2進行C類檢修。影響范圍——XX公變、XX專變。停電時間——XXXX年XX月XX日8:00～16:00。設備歷史檢修信息——設備1于XXXX年XX月XX日XX故障；設備2于XXXX年XX月XX日XX故障。

三、應用情況

基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修使得配網(wǎng)的設備檢修工作從定期的計劃檢修模式向智能化的狀態(tài)檢修模式轉(zhuǎn)變，可最大限度地減少因配網(wǎng)設備檢修造成的停電時間，同時降低了設備的維護成本，延長了設備使用壽命，對提高供電可靠性及配網(wǎng)精益化管理水平具有實踐意義[6]。

四、結(jié)語

隨著無線感知設備技術的發(fā)展以及配電設備的智能化、一體化趨勢的發(fā)展，將會有越來越多的設備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息被采集、被上傳到主站系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)分析可獲得更加準確的設備狀態(tài)，基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修策略將實現(xiàn)更加精準的配網(wǎng)設備檢修，從而進一步減少檢修停電時間，提高供電可靠性。