配電網數字化智能運維技術應用研究

萬強

摘要：隨著社會發展，我國的電力隨之快速進步。本文首先分析了在役配電網設備質量現狀，在此基礎上提出了基于設備在線檢測/監測的狀態檢修策略支持下的數字化智能運維技術方案，為提升建設與運維的精益化水平、提高供電可靠性奠定基礎。基于對運維大數據的分析，指出了配電網數據資產的利用價值。創新性地提出了在原有的調度自動化、配電網自動化系統數據整合的基礎上，融入配電網智能設備的現場監測數據、環境數據等非傳統業務系統數據，以此提供更準確且貼近實際的配電設備狀態評估結果，為大數據分析配電網運行狀態以及進一步分析具體設備的運行狀態提供了更可靠的支撐。

關鍵詞：配電網;在線監測;狀態檢修;數據資產;大數據分析;智能運維

引言

近年來，我國電力企業著重發展配電網自動化技術，配電網自動化系統取得了長足的發展。當前經濟高速發展的現狀對電力供應的要求日益提高，我國十四五規劃對于電網的智能化建設提出了新的更高要求，需要把握數字化、網絡化、智能化融合發展的契機，全面提升電網智能化水平，促進電力行業全產業鏈的共同發展。由于我國仍存在區域發展不平衡的現狀，電網基礎建設水平整體上較為薄弱，受資金、技術和設備等方面限制，電力企業在進行配電網智能化建設時進展緩慢，大部分地區配電自動化系統目前僅具備電壓等級“三遙”功能，信息化、智能化水平不足，難以支撐日益提高的供電服務需求。本文探討智能自愈控制、通過應用智能監控裝置將環境狀態量等非電量信號納入監控范圍，作為配電網智能化建設的信息化、數字化基礎，同時探索將0.4kV低壓配網全面納入調度管理范疇與配電網實行同質化管理的手段以便于面臨資金困難的電力企業開展配電網智能化升級的前期工作。

1配電網設備檢修現狀

配電網設備的檢修模式經歷了故障檢修、周期檢修，最終發展到狀態檢修。三種模式的更迭是一個由不科學到較科學的過程，都與當時設備技術水平、人員狀況及運行模式緊密相關。初期，運行中的配電網設備一般是出現故障和損壞時，不得已才停機檢修，其原則是“壞了必修、修必修好”，稱之為故障檢修。該種模式勢必造成突發性停電，對需要連續運行的用電客戶是一種大型生產事故，其損失無法估計;對供電企業來講，供電可靠性指標無法保障，電量損失較大。后來逐漸發展到了預防檢修階段，該階段含有兩種模式，即周期檢修和狀態檢修。周期檢修的原則是“到期必修、修必修好”，這種檢修方式由被動停機到主動停機，減少了停電用戶的突發性損失。對于檢修周期的確定，從借鑒國外的經驗到自己總結，逐漸趨于完善合理。設備狀態檢修是根據先進的狀態檢測、監測和診斷技術提供的設備狀態信息，判斷設備的異常狀況，預判設備的故障趨勢，并在故障發生前進行檢修。其原則是“該修則修、修必修好”。隨著設備全壽命周期狀態檢測與故障診斷技術的發展，實施設備狀態檢修已經成為設備檢修的最高策略。狀態監測是狀態檢修的基礎與支撐，而對監測結果的有效科學應用則是狀態檢修得以實現的保證。目前，由于狀態監測的判據還沒有絕對標準，限制了狀態檢修的推進。隨著數字化技術、計算機通信技術的進步，基于邊緣計算、云計算技術的設備狀態參數與配電系統運行參數融合，構建了智能運維體系，給設備狀態檢修應用推廣帶來了廣闊的未來。在配電系統中推行狀態檢修是電力設備檢修制度發展的必然選擇。其直接效益有：節省大量維修費用，延長設備使用壽命，提高供電可靠性，降低檢修風險，提高設備利用率。

2大數據分析在配電網運維中的應用

2.1組織機制

從機巡的角度，按照“誰來發現問題，誰來分析問題，誰去處理問題”，將原生產班組（輸電線路班）的組織形式，重新定義分類為機巡作業班、科技信息班和輸電線路班，其中機巡作業班來發現問題，科技信息班來分析問題，而輸電線路班來處理問題。科技信息班承擔運維管理責任，機巡作業班和輸電線路班承擔運維能力，三類角色分別從責任與能力維度構建。（1）責任維度：建立健全資產全生命周期管理責任體系，明確各環節主體及層級責任，形成責任鏈條，由設備主體責任者對全生命周期進行管控。責任維度是“分析問題的人”，即科技信息班。（2）能力維度：分離輸電線路班人員的設備運維能力，讓班組人員專注于運維技能提升及工藝改善，保障設備運維質量，能力維度包括：“發現問題的人”和“處理問題的人”，即機巡作業班和輸電線路班。

2.2配電網高低壓同質化管理手段

由于歷史遺留問題以及低壓設備數量龐大，型號復雜等客觀原因，大部分電力公司0.4kV配電網的設備臺賬、電源關系、圖模維護、自動化建設等方面工作長期缺位，存在“盲區”。隨著電網可靠性水平與供電服務要求的不斷提高，分布式新能源、電動汽車充電樁、SSTS、ATS等新型低壓設備不斷接入，0.4kV低壓配網作為距離終端用戶最近的一級電網，其調控運行管理工作愈發重要。將0.4kV低壓配網應全面納入調度管理范疇，在調度下令操作、計劃工作執行、新設備啟動、電網方式調整等方面與10kV高壓配電網實行同質化管理。同時積極推進配電自動化功能向0.4kV電壓等級延伸，實現低壓設備可觀可控，為配變臺區精益化運維、三相負載不平衡、低電壓、重過載等異常監測治理進行支撐，為低壓網架結構互聯互通目標奠定基礎。最終實現提升低壓配網設備臺賬、戶源信息的準確性，提高低壓故障缺陷等異常事件響應速度，壓縮處置時間，縮小停電范圍。

2.3配電網智能運維系統架構

配電網智能運維平臺系統架構按照分層分布式體系共分三層：現場感知層、數據傳輸層、平臺應用層。現場感知層：采用各類設備安全狀態傳感器、探測器、采集器、智能檢測終端或第三方儀器儀表類智能設備等，完成現場電流、電壓等參數的采集及預處理;數據傳輸層：融合多種通信方式的通信網絡;平臺應用層：基于調度自動化、變電站綜合自動化及配電自動化等構成的運行監控平臺應用已經實現;設備在線監測平臺功能正在逐步實現;配電網運行監控平臺與設備在線監測平臺融合構建了智能配電網運維平臺，即配電網狀態參數與運行參數均實現可觀、可測、可控。基于配電設備狀態監測與故障診斷技術的平臺，可以融合設備壽命管理與預測技術、設備可靠性分析技術及信息管理與決策技術為一體，是一個廣義的配電網智能運維系統平臺，實現了配電網的智能化運維。

結語

本文在通信技術及邊緣計算技術進步的基礎上，提出了基于狀態檢修策略的配電網智能運維平臺系統的構架，即融合了傳統的調度自動化等系統運行參數及配電設備在線監測狀態參數，用大數據的理論分析了運行參數及狀態參數的相關性，為判定配電設備運行情況提供依據，為配電網薄弱點分析提供支撐，給配電網建設、運維檢修提供方案建議。

參考文獻

[1]陳橋平，劉世丹，李一泉，等.基于智能運維的繼保管理體系構建[J].中國電力企業管理，2020，38（36）：44-46.

[2]李超，馬崇瑞，徐贏，等.基于電網領域的智能云運維管理平臺的設計[J].電子技術與軟件工程，2020，27（10）：167-168.

[3]鄭宗強，韓冰，閃鑫，蘇大威，趙家慶，徐希.輸配電網高級應用協同運行關鍵技術分析[J].電力系統自動化，2017，41（06）：122-128.