智能變電站狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)及應(yīng)用

3 電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)(Expert Systems)是人工智能中的一個(gè)重要分支，是關(guān)于問題求解的一種智能軟件。它是一種在相關(guān)領(lǐng)域中具有專家水平能力的智能程序系統(tǒng)。它能利用領(lǐng)域內(nèi)專家多年積累的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，模擬人類專家的思維過程， 求解需要專家才能解決的困難問題。專家系統(tǒng)通過知識(shí)進(jìn)行推理，在問題所在的領(lǐng)域內(nèi)推導(dǎo)出滿意的答案，即“專家系統(tǒng)=知識(shí)+推理”，這區(qū)別于常規(guī)計(jì)算機(jī)程序“程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法”的一般模式，以達(dá)到“智能監(jiān)測、智能判斷、智能管理、智能驗(yàn)證”的目的。變電站故障診斷專家系統(tǒng)主要是根據(jù)電氣設(shè)備如斷路器、變壓器、避雷器和容性互感器等一次設(shè)備進(jìn)行開發(fā)和研究。專家系統(tǒng)主要包括：數(shù)學(xué)模型和專家評估模型兩大塊。數(shù)學(xué)模型是指利用改進(jìn)的數(shù)學(xué)模型， 把歷史數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行推理分析， 診斷出運(yùn)行電力設(shè)備的健康狀況。專家評估模型是指利用知識(shí)庫和推理機(jī)診斷運(yùn)行電力設(shè)備的故障情況， 也可以采用人機(jī)交互診斷混合推理策略， 對運(yùn)行電力設(shè)備提出維護(hù)方案。變電設(shè)備專家診斷系統(tǒng)作為狀態(tài)監(jiān)測的核心技術(shù)和最終目標(biāo)，需要依托監(jiān)測技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，目前仍處于研究發(fā)展階段。

4 智能變電站綜合告警系統(tǒng)

智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)按照站內(nèi)信息高度集成共享的原則，一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測平臺(tái)的信息量，除了常規(guī)的四遙信息外，還融入了大量設(shè)備的狀態(tài)信息、動(dòng)態(tài)PMU 信息等。信息的高度融合與共享，對現(xiàn)有的變電站監(jiān)測系統(tǒng)， 如果按照傳統(tǒng)的報(bào)警信息分類和組織模式，當(dāng)變電站發(fā)生事故時(shí)，監(jiān)控報(bào)警信息窗中將充斥著成百上千的提示、預(yù)告信息及事故信息，出現(xiàn)滾屏刷屏現(xiàn)象，監(jiān)控值班員眼花繚亂，無所適從，很難抓住重點(diǎn)，很容易遺漏重要告警信號(hào)，延誤處理使變電站運(yùn)行值班人員無法在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確判斷事故原因，不利于事故的及時(shí)處理。智能變電站實(shí)現(xiàn)了基于IEC 61850 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了變電站全景數(shù)據(jù)的高度整合， 但如何實(shí)現(xiàn)基于變電站告警信息的綜合分析和變電站運(yùn)行異常處理專家系統(tǒng)， 為變電站值班人員進(jìn)行事故處理提供輔助決策， 是提高變電站運(yùn)行和管理水平以及智能化程度的重要標(biāo)志之一。

智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)融合了報(bào)警信息綜合展示、變電站異常信號(hào)分析與處理輔助決策系統(tǒng)， 構(gòu)建對變電站運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視功能， 并將變電站所有故障信號(hào)進(jìn)行分類管理，建立多重故障推理模型，從而實(shí)現(xiàn)事故異常的輔助決策。5 電力變壓器故障診斷專家系統(tǒng)診斷實(shí)例變壓器異常現(xiàn)象往往是從變壓器外表暴露出來的，如聽到異常聲音、聞到異常氣味、瓦斯繼電器動(dòng)作報(bào)警、油溫升高等，所有這些故障現(xiàn)象均是由變壓器內(nèi)部故障波及到外部的結(jié)果[5]。測試實(shí)例： 某主變氣相色譜分析的結(jié)果如表1所示。

查詢變壓器局部放電監(jiān)測數(shù)據(jù)， 發(fā)現(xiàn)有輕微的局放信號(hào)發(fā)生。根據(jù)變壓器油中溶解氣體的含量變化，在主變故障診斷專家系統(tǒng)中輸入表征故障現(xiàn)象，進(jìn)行初步判斷。綜合局部放電信息，再結(jié)合其他運(yùn)行和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析驗(yàn)證輸出故障原因。專家系統(tǒng)初步給出故障原因?yàn)榻饘佼愇飸腋》烹?、開關(guān)接觸不良放電、將軍帽懸浮電位放電和油流放電等。故障后對主變壓器吊芯檢查，發(fā)現(xiàn)套管均壓球松動(dòng)，產(chǎn)生懸浮放電故障。

6 結(jié)束語

變電設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)還處于發(fā)展起步階段，根據(jù)其現(xiàn)狀及特點(diǎn)，提出以下建議：

(1) 將成熟的監(jiān)測技術(shù)引入電網(wǎng)一次設(shè)備，提高智能一次設(shè)備的監(jiān)測有效性和準(zhǔn)確性。智能一次設(shè)備已成為明確的發(fā)展方向，只有進(jìn)一步提高智能一次設(shè)備實(shí)用性，才能保證其良性發(fā)展。

(2) 促進(jìn)智能一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)與傳統(tǒng)二次技術(shù)的融合，真正實(shí)現(xiàn)測、計(jì)、控、檢、保五大功能與一體，其信息共享暢通、功能融合良好、運(yùn)行操作可靠。

(3) 進(jìn)一步開發(fā)智能一次設(shè)備的綜合分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評價(jià)、壽命預(yù)估、故障診斷的高級(jí)應(yīng)用功能。使得智能組件的設(shè)備狀態(tài)綜合評價(jià)結(jié)果與專業(yè)技術(shù)人員的評價(jià)結(jié)果基本一致， 智能化水平明顯提升。

(4) 加強(qiáng)智能設(shè)備入網(wǎng)的檢測、檢定工作。智能設(shè)備尚處于發(fā)展階段，產(chǎn)品不成熟，只有建立健全入網(wǎng)檢測、檢定工作，將該工作體系化、常態(tài)化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，切實(shí)提高一次設(shè)備智能化水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮軍. 智能變電站原理及測試技術(shù)[M]. 北京：中國電力出版社，2011.

[2] 王風(fēng)雷. 電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)應(yīng)用案例精選[M]. 北京：中國電力出版社，2009.

[3] 嚴(yán)璋. 電氣絕緣在線監(jiān)測技術(shù)[M]. 北京：中國電力出版社，1995.

[4] 王乃慶. 絕緣在線監(jiān)測技術(shù)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性[J].電網(wǎng)技術(shù)，1995，23(8)：65-67.

[5] 吳立增. 變壓器狀態(tài)評估方法的研究[D]. 保定：華北電力大學(xué)博士學(xué)位論文， 2005.

作者簡介：金逸(1978)，男，江蘇南京人，工程師，從事電力調(diào)度、科技管理工作;劉偉(1980)，男，江蘇鹽城人，工程師，從事高電壓絕緣、智能電網(wǎng)技術(shù)研究工作;訟怨(1985)，男，安徽池州人，工程師，從事高電壓試驗(yàn)、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究工作;費(fèi)益軍(1978)，男，江蘇無錫人，高級(jí)工程師，從事高電壓絕緣、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究工作。

更多好文：21ic智能電網(wǎng)