基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)智能運行與維護技術(shù)

楊帆

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司， 江蘇鹽城 ?224000

摘要：在信息化技術(shù)快速發(fā)展的時代下，相關(guān)部門應(yīng)注重配電系統(tǒng)的智能化建設(shè)，在配電系統(tǒng)智能運行的過程中會發(fā)生各種故障。因此，有必要對配電系統(tǒng)智能運維安全以及設(shè)備維護中存在的問題進行分析，提出具體的解決措施，確保配電系統(tǒng)能夠處于安全平穩(wěn)的狀態(tài)，提升配電系統(tǒng)的輸送效率，減少安全事故的發(fā)生，為經(jīng)濟的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。本文就基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)智能運行與維護技術(shù)進行詳細探究。

關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng);配電系統(tǒng);智能運行;維護技術(shù)

1 電力物聯(lián)網(wǎng)

1.1 概念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是依靠全球范圍內(nèi)的REID標簽，應(yīng)用無線的方式，將互聯(lián)網(wǎng)計入進來，從而對大量信息內(nèi)容進行全面整合，并完成審核的工作。在電力運行工作之中，通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以更好地對各類電力設(shè)備、電力人員以及運行環(huán)境展開控制。具體表現(xiàn)在感知、識別、互聯(lián)以及控制四個方面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將多種不同的技術(shù)整合在一起，因此自身功能極為多樣化，滿足多種不同工作任務(wù)的需求，進而使得電力系統(tǒng)的運行水平不斷提高[1]。

1.2 功能

電力物聯(lián)網(wǎng)可以利用先進的傳感器感知技術(shù)、泛在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)對氣象、環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、用戶狀態(tài)、負荷狀態(tài)、儲能狀態(tài)等參數(shù)的全面感知;利用智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)對發(fā)電和負荷的精準化預(yù)測;利用云平臺及先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對海量電網(wǎng)、用戶數(shù)據(jù)進行分析處理，實現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)估、需求側(cè)狀態(tài)分析、需求側(cè)潛力預(yù)估;利用人工智能強大的數(shù)據(jù)分析處理能力，實現(xiàn)對源、網(wǎng)、荷、儲各個方面的協(xié)調(diào)、平衡，進而實現(xiàn)對整個電網(wǎng)的實時、精準控制。在數(shù)據(jù)傳輸方面，能源互聯(lián)網(wǎng)將各個配電網(wǎng)、變電站數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)互相傳遞，同時將數(shù)據(jù)送到云平臺，控制中心通過海量數(shù)據(jù)分析，實時監(jiān)測控制電網(wǎng)。

2 配電系統(tǒng)智能運行

2.1 直流電源管理

我國智能配電系統(tǒng)在實際的運維過程中無法順利運行，其中一個重要的原因就是電子式互感器直流電源存在問題。如果智能配電系統(tǒng)中的光電互感器出現(xiàn)直流電源中斷，那么不僅會導(dǎo)致相關(guān)的繼電保護裝置以及測控等裝置出現(xiàn)故障，也會造成相關(guān)的一次設(shè)備不能有效運行。而由于相關(guān)的配置具備雙重化的特點，所以實際的OTC電源往往需要依靠兩組直流電源進行電力供應(yīng)。此時，如果其中一組電源出現(xiàn)了故障，那么就會導(dǎo)致實際的繼電保護裝置出現(xiàn)故障。因此，如果其中的電流接地，相關(guān)的工作人員不能夠通過拉路檢查電源。如果上述的電源需要進行相應(yīng)的斷電操作，那么相關(guān)的工作人員需要先停止相應(yīng)的保護裝置，然后再進行后續(xù)的操作。

2.2 變壓器監(jiān)測

油溫油位是反映變壓器運行狀態(tài)的重要參數(shù)，但卻較難實現(xiàn)在線采集并告警。針對該問題提出了基于聲表面波技術(shù)的變壓器油溫監(jiān)測和磁控開關(guān)的油位監(jiān)測技術(shù)，研制了嵌入式安裝的油溫、油位、壓力釋放一體化監(jiān)測保護裝置，在云平臺實現(xiàn)了配電變壓器油溫油位綜合在線監(jiān)測，有效解決了人工巡視效率低、故障定性不及時、不準確的問題。在油位計油浮底部安裝溫度傳感器，實現(xiàn)了變壓器頂層油溫的測量;在油位計觀察窗內(nèi)部安裝磁控開關(guān)，通過磁控開關(guān)的開閉實現(xiàn)油位監(jiān)測;在油位計頂部設(shè)計了壓力釋放閥。

3 運維技術(shù)

3.1 傳感技術(shù)

當(dāng)前電網(wǎng)中的傳感器主要監(jiān)測潮流，針對智能電力設(shè)備的運行狀態(tài)感知還需要深入研究。智能電力設(shè)備要求傳感器結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高、抗干擾性強和接口統(tǒng)一，還要提高經(jīng)濟性以適合工程應(yīng)用。傳感器嵌入設(shè)備本體的要求限制了其體積和成本，而一般傳感器的體積、成本與精度之間呈正相關(guān)。因此，智能電力設(shè)備傳感技術(shù)的研究關(guān)鍵是在當(dāng)前硬件基礎(chǔ)上開發(fā)輔助軟件算法提高采樣性能，滿足傳感需求。數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的壓縮感知（compressed sensing，CS）技術(shù)可以用低秩數(shù)據(jù)高概率重構(gòu)出原始信號。因此，可考慮將CS理論與傳感技術(shù)相結(jié)合，解決傳感器成本與性能矛盾，實現(xiàn)低采樣頻率和采樣點集傳感器恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。

3.2 遠程管理系統(tǒng)

智能化遠程管理系統(tǒng)是對配電系統(tǒng)的運行、維護與維修的重要管理機構(gòu)，其具體可以分為基礎(chǔ)功能與高級功能。一方面，具有巡檢智能化功能、系統(tǒng)自檢功能與設(shè)備監(jiān)控智能化功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對配電系統(tǒng)運行情況的實時監(jiān)控，為配電系統(tǒng)的良性運行提供基礎(chǔ)保障，還能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)進行長期的例行巡檢。一般情況下，配電系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控設(shè)備、消防設(shè)備、入侵報警設(shè)備等都是相對獨立運行的，若在配電系統(tǒng)的運營與管理發(fā)生突發(fā)情況的時候，這些設(shè)備之間的溝通存在障礙，則只能夠依靠工作人員進行人為監(jiān)控與觀察，這種情況就會直接降低配電系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，加大工作人員的工作負擔(dān)。基于此，配電系統(tǒng)運維的智能化遠程管理系統(tǒng)中提出“支持二級組網(wǎng)”的理念，以此實現(xiàn)對配電系統(tǒng)中各相對獨立的設(shè)備進行實施監(jiān)控與智能化管理，比如：在配電系統(tǒng)安裝子站運檢單元，分別開展基礎(chǔ)分析工作、數(shù)據(jù)搜集工作、告警聯(lián)動工作、數(shù)據(jù)和告警上報、巡檢作業(yè)計劃執(zhí)行等功能，保證系統(tǒng)具有獨立保活功能，能夠在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下獨立運行，以此及時獲取及保存本地數(shù)據(jù)信息，提高配電系統(tǒng)運維管理水平。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)

所謂控制技術(shù)，主要是指配電系統(tǒng)在實際運行的過程中，對其進行全面分析、診斷以及預(yù)測，以防出現(xiàn)斷電或者電壓穩(wěn)定性較差的情況。依靠這一形式，可以將電網(wǎng)管理活動變得更為便利，配置的效率也能有所提升，促使人員們更好地對整個系統(tǒng)展開控制，保證設(shè)備的運行水平達到預(yù)期高度。不僅如此，在未來建設(shè)控制系統(tǒng)之中，還會適當(dāng)引入專家分析的功能，以此完成診斷工作。基于功能本身允許的條件下，若有任何故障出現(xiàn)，都能夠自動進行控制。如此一來，控制工作的效率便會大幅度提升，甚至能夠以秒為單位進行計算，并且電網(wǎng)自身具備自愈性功能，又能使其可靠性得到提高。

結(jié)束語

配電網(wǎng)的智能化運行是與時俱進的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人民的生活水平的提高，社會的需求隨之不斷增加，電力企業(yè)也需要不斷進步，走向現(xiàn)代化。基于電力物聯(lián)網(wǎng)的智能配電系統(tǒng)使用智能終端收集有關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)視，全年全天候監(jiān)控，在配電室實現(xiàn)“無值班，少值班”，智能配電系統(tǒng)讓運維進入萬物互聯(lián)的新時代。

參考文獻

[1] 劉敦楠，張婷婷，李華，等.面向泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃模型[J].發(fā)電技術(shù)，2020，41（1）：50-55.