淺談智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測中的關(guān)鍵技術(shù)

2智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測關(guān)鍵技術(shù)

智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測的應(yīng)用范圍將不再局限于狀態(tài)檢修、全壽命周期管理等狹隘的范疇，而是擴大至對安全運行、優(yōu)化調(diào)度、經(jīng)濟運營、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、環(huán)保經(jīng)營等領(lǐng)域。智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測技術(shù)應(yīng)涵蓋以下方面：電網(wǎng)系統(tǒng)級的全景實時狀態(tài)檢測;真正意義的電網(wǎng)裝備全壽命周期管理;電網(wǎng)最優(yōu)運行方式;及時可靠的電網(wǎng)運行預(yù)警;實時在線快速仿真及輔助決策支持;促進發(fā)電側(cè)經(jīng)濟、環(huán)保、高效運行等[4]。本文主要探討了輸電線路設(shè)備管理、狀態(tài)檢修及全壽命周期管理、智能變電站相關(guān)技術(shù)等研究方向需要研究和解決的問題及預(yù)期達到的目標(biāo)。

2.1 輸電線路設(shè)備管理

輸電線路智能化關(guān)鍵技術(shù)是基于信息化、數(shù)字化、自動化與互動化對輸電線路設(shè)備進行監(jiān)測、評估、診斷和預(yù)警的智能化技術(shù)，以保證輸電線路運行的安全性。而輸電線路設(shè)備管理是實現(xiàn)輸電線路狀態(tài)檢測從而實現(xiàn)輸電線路智能化的重要方面，具體而言，針對輸電線路設(shè)備管理的研究需涵蓋的內(nèi)容如下。

(1)輸電線路設(shè)備“自檢測”功能研究：研究輸電設(shè)備的特征參量及檢測、監(jiān)測技術(shù);構(gòu)建設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和診斷路線圖;滾動優(yōu)化檢修策略;構(gòu)建輸電線路狀態(tài)檢修體系。

(2)輸電線路設(shè)備“自評估”功能研究：構(gòu)建設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)字化評價體系，實現(xiàn)設(shè)備的自評價功能;構(gòu)建設(shè)備故障風(fēng)險評估模型，實現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險成本的可控管理;建立設(shè)備的經(jīng)濟壽命模型。

(3)輸電線路設(shè)備“自診斷”功能研究：研究主要設(shè)備的典型故障模式，提取有效的特征參量，給出故障的評判標(biāo)準(zhǔn);研究多特征參量反映同一故障模式時設(shè)備狀態(tài)的表征方法;逐步建立具有自診斷功能的智能設(shè)備技術(shù)體系。

(4)輸電線路設(shè)備“事故預(yù)警、輔助決策”功能研究：構(gòu)建設(shè)備運行可靠性預(yù)計模型，實現(xiàn)設(shè)備故障的數(shù)值預(yù)報功能;實現(xiàn)設(shè)備壽命周期成本的優(yōu)化管理;結(jié)合設(shè)備的特征參量開發(fā)輔助決策系統(tǒng)，使其能夠為電網(wǎng)調(diào)度提供設(shè)備的可靠性數(shù)值預(yù)報信息，提供先進的供電安全快速預(yù)警功能。

2.2 狀態(tài)檢修和資產(chǎn)全壽命管理

狀態(tài)檢修過程中設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與管理、設(shè)備狀態(tài)的評價、故障診斷與發(fā)展趨勢預(yù)測、剩余壽命評估等4 個方面的內(nèi)容是資產(chǎn)全壽命周期管理過程中資產(chǎn)的利用、維護、改造、更新所需要開展的基礎(chǔ)性工作，同時資產(chǎn)的規(guī)劃、設(shè)計、采購的管理也離不開設(shè)備在使用和維護期間歷史數(shù)據(jù)、狀態(tài)和健康記錄等的反饋。針對面向智能電網(wǎng)的輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修和資產(chǎn)全壽命管理需研究以下內(nèi)容。

(1)基于自我診斷功能的故障模式、故障風(fēng)險的數(shù)值預(yù)報技術(shù)：以油浸式電力變壓器、斷路器和GIS為對象，在初級智能化設(shè)備的基礎(chǔ)上，進一步開展增加自我檢測參量、改進自我檢測功能的研究;在自我診斷方面，開展提高智能化水平的研究，實現(xiàn)設(shè)備故障幾率和故障風(fēng)險的數(shù)值預(yù)報，服務(wù)于智能化設(shè)備乃至電網(wǎng)的安全運行管理。

(2)狀態(tài)檢修輔助決策：在已有輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修輔助決策基本功能基礎(chǔ)上，研究基于狀態(tài)檢修的檢修計劃編排及優(yōu)化技術(shù)、設(shè)備狀態(tài)分析及故障診斷技術(shù)、輸變配設(shè)備典型缺陷標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、設(shè)備廠家唯一性標(biāo)識建立和跟蹤技術(shù)、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)接入技術(shù)等，并完善擴充輸變電設(shè)備的評價導(dǎo)則。

(3)資產(chǎn)全壽命周期管理：在已有成熟套裝軟件、生產(chǎn)管理、調(diào)度管理、營銷管理、可靠性管理、招投標(biāo)管理、計劃統(tǒng)計等應(yīng)用基礎(chǔ)上，研究電網(wǎng)資產(chǎn)從規(guī)劃、設(shè)計、采購、建設(shè)、運行、檢修、技改直至報廢的全壽命周期管理中的各種信息化關(guān)鍵技術(shù)，重點研究設(shè)備資產(chǎn)全息信息模型、設(shè)備資產(chǎn)全壽命周期管控技術(shù)、基于資產(chǎn)表現(xiàn)與服務(wù)支持的電力設(shè)備供應(yīng)商綜合評價技術(shù)、設(shè)備資產(chǎn)全壽命周期優(yōu)化評估決策體系及其相關(guān)算法、基于資產(chǎn)全壽命周期的技改大修輔助決策技術(shù)等，最終實現(xiàn)以資產(chǎn)全壽命周期評估決策系統(tǒng)為關(guān)鍵支撐系統(tǒng)的資產(chǎn)全壽命周期管理體系。

(4)面向智能電網(wǎng)的設(shè)備運行和檢修策略：研究面向智能電網(wǎng)的變電站巡檢技術(shù)、巡檢項目和巡檢技術(shù)規(guī)范;研究面向智能電網(wǎng)的停電試驗和維護策略;研究完成符合智能電網(wǎng)運行特點的設(shè)備停電試驗和檢修建模;研究智能化附件的現(xiàn)場維護、檢驗和檢定技術(shù)和策略。建立起一套面向智能電網(wǎng)的設(shè)備運行和檢修技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，滿足智能電網(wǎng)的運行管理要求。

(5)面向智能電網(wǎng)的設(shè)備壽命周期成本管理策略：研究各類一次設(shè)備的故障模式及故障發(fā)生幾率，研究各種故障模式下的檢修模型(所需時間和資源分布規(guī)律)，研究各種故障模式下的風(fēng)險損失(檢修成本、供電損失成本、社會影響折算成本等)。面向智能電網(wǎng)，研究設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟壽命模型，按新、舊設(shè)備分類建立壽命周期成本模型和與之相適應(yīng)的設(shè)備檢修和更換策略。面向智能電網(wǎng)，完成設(shè)備壽命周期成本管理技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，滿足智能電網(wǎng)的運行管理要求。

2.3 智能變電站相關(guān)技術(shù)研究

智能變電站是智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)，其核心技術(shù)是智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備。針對智能變電站相關(guān)技術(shù)的研究內(nèi)容需包括以下方面。

(1)智能變電站技術(shù)體系及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：研究智能變電站的架構(gòu)和技術(shù)體系，明確智能變電站的定義和定位，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，指導(dǎo)未來智能變電站的建設(shè)和運行，提高智能變電站的標(biāo)準(zhǔn)化程度、開放性和互操作性。

(2)智能變電站動態(tài)數(shù)據(jù)處理：通過開發(fā)開放式的智能化變電站系統(tǒng)，并改進通信設(shè)備以便取得更快的數(shù)據(jù)采集率，或者把在線測量數(shù)據(jù)儲存在當(dāng)?shù)氐囊粋€智能化變電站中，然后，在各個智能化變電站之間交換相關(guān)的數(shù)據(jù)，把每一個智能化變電站當(dāng)作一個Agent，從而實現(xiàn)基于Multi-Agent的全數(shù)字實時決策應(yīng)用。在高級調(diào)度中心側(cè)則需要開發(fā)廣域全景分布式一體化的EMS/WAMS技術(shù)支持系統(tǒng)。

(3)智能變電站系統(tǒng)和設(shè)備的自動重構(gòu)技術(shù)：建立智能裝置的模型自描述規(guī)范，實現(xiàn)智能變電站中系統(tǒng)、設(shè)備的自動建模和模型重構(gòu)，在系統(tǒng)擴建、升級、改造時實現(xiàn)智能化、快速化的系統(tǒng)部署、測試、校驗和糾錯，提升智能變電站自動化系統(tǒng)的安全性，減少系統(tǒng)建設(shè)和調(diào)試周期。

(4)智能變電站分布協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制技術(shù)：研發(fā)分布協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制的技術(shù)和方法，解決靈活分區(qū)導(dǎo)致的繼電保護、穩(wěn)定補救和無功補償裝置定值的自適應(yīng)修改，實現(xiàn)解列后包括發(fā)電在內(nèi)的微網(wǎng)和變電站的分布式智能控制。

3 結(jié)論

狀態(tài)檢測技術(shù)是為基于狀態(tài)的檢修或預(yù)知性維修服務(wù)的一種技術(shù)，其發(fā)展是源于狀態(tài)檢修對于電網(wǎng)裝備狀態(tài)信息獲取、分析、評判的技術(shù)性需求。在未來智能電網(wǎng)的狀態(tài)檢測中，勢必要提高信息采集的準(zhǔn)確性，加強采集信息的可靠性和準(zhǔn)確性驗證手段，通過遠程、現(xiàn)場校驗和校準(zhǔn)技術(shù)，提高監(jiān)測信息的可用度。同時，智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測的信息處理，必須針對不同應(yīng)用需求，分層分布處理。智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測的應(yīng)用范圍，將不再局限于狀態(tài)檢修，全壽命周期管理等，將會擴大到對安全運行、優(yōu)化調(diào)度、經(jīng)濟運營、優(yōu)質(zhì)服務(wù)等領(lǐng)域?？傊?，未來智能電網(wǎng)的狀態(tài)檢測技術(shù)將遠遠超出傳統(tǒng)電網(wǎng)狀態(tài)檢測的范疇，檢測范圍將大幅擴展、全方位覆蓋，且將為電網(wǎng)運行、綜合管理等提供外延的應(yīng)用支撐，而不僅局限于電網(wǎng)裝備的監(jiān)測