楊熠鑫

國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司銀川供電公司變電檢修室

電力工業(yè)的發(fā)展方向是智能電網(wǎng)，而智能電網(wǎng)的起步引領(lǐng)電力系統(tǒng)向著更高速、高效、安全以及資源優(yōu)化配置的方向發(fā)展。監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施保證了電力系統(tǒng)的安全，如何更好的開(kāi)發(fā)、利用監(jiān)控系統(tǒng)，優(yōu)化一次設(shè)備的安全監(jiān)控成為以后電力系統(tǒng)實(shí)踐的發(fā)展方向。實(shí)施對(duì)電力設(shè)備和電力系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期故障的征兆，以便于維護(hù)人員采取有效的監(jiān)測(cè)手段并加以維護(hù)，將安全隱患扼殺在萌芽狀態(tài)，從而避免惡性事故的發(fā)生。

1 電力一次設(shè)備智能化

科技時(shí)代發(fā)展步伐的不斷加快，帶動(dòng)了這個(gè)時(shí)代的文明。生活中處處都滲透著科學(xué)技術(shù)，科學(xué)信息不停的更新?lián)Q代。比如多媒體的普及，電網(wǎng)功能的不斷強(qiáng)大，電腦的一代代更新，手機(jī)功能的不斷強(qiáng)大等等。如今，人們形象的將這個(gè)時(shí)代稱為電力時(shí)代，是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)方面的發(fā)展更為突出?，F(xiàn)代生活離不開(kāi)電力資源，電力系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)也在不斷的更新、轉(zhuǎn)型。電力一次設(shè)備智能化的廣泛應(yīng)用就是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型成功的一個(gè)具體實(shí)例，通過(guò)改革，改變?cè)械牟蛔?，提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。

所謂一次設(shè)備是指發(fā)、輸、配電的主系統(tǒng)上所使用的設(shè)備。如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、電力電纜和輸電線路等。與傳統(tǒng)的電氣設(shè)備不同，傳統(tǒng)電器設(shè)備的制作形式在保護(hù)、控制和計(jì)量上都是由一些獨(dú)立的配件來(lái)完成的，用戶所需的配電產(chǎn)品以及每個(gè)配件彼此之間的功能與鏈接也是通過(guò)此種形式來(lái)完成的。一次設(shè)備可稱為一次回路或者一次接線系統(tǒng)，在控制、保護(hù)和計(jì)量上是一個(gè)整體，直接完成發(fā)電、輸電和配電任務(wù)，直接用于生產(chǎn)。例如一體化電源，以直流電源為核心，與其他電源（直流電源、電力用交流不間斷電源（UPS）和電力用逆變電源（INV）、通信用直流變換電源（DC/DC））所構(gòu)成的組合體，構(gòu)成的一體化電源設(shè)備。整體模塊具有監(jiān)控功能，且不依賴總監(jiān)控單元獨(dú)立工作，具備人機(jī)對(duì)話功能，支持與總監(jiān)控單元通信、接收并執(zhí)行監(jiān)控裝置的指令，并具有短路保護(hù)的功能等等。

一次設(shè)備智能化是電力設(shè)備轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志之一。一次設(shè)備智能化采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，將狀態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)保護(hù)、通訊信息等技術(shù)融為一體，滿足整個(gè)電網(wǎng)電力流、信息流一體化需求。智能化一次設(shè)備利用自身的優(yōu)勢(shì)，診斷自身的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)識(shí)別故障，并對(duì)故障分析，通過(guò)自動(dòng)化控制設(shè)備排除故障。但是智能一次設(shè)備還處于初步發(fā)展階段，還未能夠與二次設(shè)備很好的融合，檢測(cè)設(shè)備還處于試驗(yàn)階段，因此需要開(kāi)發(fā)一次設(shè)備的綜合管理系統(tǒng)，才能保障電力企業(yè)的質(zhì)量，提高一次性設(shè)備的智能化水平。

2 電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與發(fā)展

電氣設(shè)備實(shí)施在線監(jiān)測(cè)的目的在于能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，發(fā)現(xiàn)早期征兆，以便維護(hù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，將事故扼殺在萌芽狀態(tài)，避免惡性事故的發(fā)生。隨著電力系統(tǒng)市場(chǎng)化，節(jié)約電力成本。減低檢修費(fèi)用越來(lái)越受到企業(yè)的重視。早期的規(guī)程已經(jīng)完全不能滿足現(xiàn)實(shí)的需要。針對(duì)現(xiàn)實(shí)的電力設(shè)備情況，建立一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)制度，是電力系統(tǒng)運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，企業(yè)走向科學(xué)化的重要改革。

據(jù)調(diào)查，設(shè)備施行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷，可以使設(shè)備的故障率減低75%，大大降低了設(shè)備的維修費(fèi)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，傳感器技術(shù)逐步發(fā)展，信息技術(shù)日益成熟，在電力設(shè)備智能化研究上有巨大的推動(dòng)作用。如建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)，組成高智能化的電力設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，店里一次設(shè)備的在線監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)跨入了智能化新時(shí)代。

電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)通過(guò)實(shí)時(shí)提取故障的特征信號(hào)，分析信號(hào)的特征值，為故障診斷打下基礎(chǔ)，正確的故障診斷為狀態(tài)維修提供了檢修依據(jù)。在線監(jiān)測(cè)的目的是通過(guò)測(cè)量在運(yùn)設(shè)備的健康狀況，識(shí)別其現(xiàn)有的和即將出現(xiàn)的缺陷，分析、預(yù)計(jì)檢修的時(shí)間，以有效地減少設(shè)備損壞。

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)，人工智能技術(shù)，電力電子技術(shù)為電力系統(tǒng)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持，高速CPU 集合人工智能技術(shù)（專家系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，云技術(shù)，模糊邏輯理論等）將用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障實(shí)時(shí)診斷。這就要求電力企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，根據(jù)自身的情況，逐步將產(chǎn)品更新?lián)Q代，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)促進(jìn)供電系統(tǒng)和電力設(shè)備的不斷提高。

例如專家系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)，電力系統(tǒng)故障診斷一方面由于缺乏數(shù)學(xué)模型，常規(guī)軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)；另一方面由于檢測(cè)到的數(shù)據(jù)部分較容易從測(cè)量、規(guī)程和人員的經(jīng)驗(yàn)中獲得，且判斷得出的結(jié)論數(shù)目或待定原因有限，因此可以采用專家系統(tǒng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

另一方面，隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，寬帶數(shù)字通訊技術(shù)等將基于Internet 平臺(tái)融入電力設(shè)備故障診斷與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。在監(jiān)測(cè)工程中，設(shè)備診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實(shí)施采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)接口傳輸數(shù)據(jù)和人交換界面，實(shí)時(shí)將系統(tǒng)狀態(tài)展現(xiàn)在人面前，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備做出故障診斷很及時(shí)維修。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍連網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享.時(shí)間上達(dá)到數(shù)據(jù)同步，空間上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)作，在時(shí)間和空間上大大提高了工作效率，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)對(duì)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的作用

隨著電力網(wǎng)絡(luò)與電力市場(chǎng)以及用戶之間的關(guān)系愈加緊密，電能質(zhì)量水平的不斷提高，傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)以及控制措施難以滿足諸多需求。目前，我國(guó)形成了以特高壓為骨干網(wǎng)架和以各級(jí)電網(wǎng)為分區(qū)的中國(guó)特色電網(wǎng)，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電，水力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、燃料電池發(fā)電等可再生能源的發(fā)電技術(shù)。也是目前的發(fā)展現(xiàn)狀推動(dòng)我國(guó)需要更堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)運(yùn)行，為此我國(guó)提出了發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的構(gòu)想，對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行改革，對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)升級(jí)換代，發(fā)展新的控制思路，使電網(wǎng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，同時(shí)也為中國(guó)電力市場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前，大電網(wǎng)的安全防護(hù)已與涉及自然和社會(huì)因素的災(zāi)害防護(hù)緊密相連，因此大電網(wǎng)的安全防護(hù)受到了美國(guó)白宮科技政策辦公室和美國(guó)國(guó)內(nèi)安全部的重視。美國(guó)政府已于2007年通過(guò)了《能源獨(dú)立和安全法規(guī)（EnergyIndependenceandSecur 檢修yAct）》，有專門(mén)一章就是智能電網(wǎng)。

在輸電的每個(gè)元件（如開(kāi)關(guān)、變壓器等）、每個(gè)變電站和發(fā)電廠中皆設(shè)置一個(gè)具有堅(jiān)強(qiáng)的操作系統(tǒng)獨(dú)立的處理器（processor），也可用作獨(dú)立的代理器（agent），在這些處理器或代理器之間能進(jìn)行雙向快速通信，從而形成一個(gè)巨大的分布式平臺(tái)。每個(gè)代理器必須與相應(yīng)元部件的傳感器連接，以評(píng)估其運(yùn)行狀況，并用高速寬帶光纖通信系統(tǒng)將傳感器的數(shù)據(jù)傳送到其他處理器（代理器），各處的代理器既是獨(dú)立動(dòng)作的，又是彼此通信互連的，可以進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

4 系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐價(jià)值

統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)的實(shí)施，對(duì)強(qiáng)化運(yùn)維手段、降低故障發(fā)生的幾率、規(guī)范管理流程等方面帶來(lái)重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

從時(shí)間來(lái)看價(jià)值。提供實(shí)際數(shù)據(jù)，節(jié)省定位問(wèn)題層面的時(shí)間；關(guān)聯(lián)相關(guān)數(shù)據(jù)，節(jié)省挖掘問(wèn)題根源的時(shí)間；提供專家建議，節(jié)省找尋解決方案的時(shí)間。

從問(wèn)題發(fā)生前后來(lái)看價(jià)值。問(wèn)題發(fā)生前，提供性能下降預(yù)警功能，提早讓檢修人員處理，防止問(wèn)題擴(kuò)大化，以免造成重大故障和經(jīng)濟(jì)損失；問(wèn)題發(fā)生后，提供詳細(xì)分析與判斷，發(fā)現(xiàn)引起性能瓶頸的原因、加快性能問(wèn)題的修復(fù)，把檢修人員從煩瑣的問(wèn)題查找中解放出來(lái)。

從企業(yè)流程來(lái)看的價(jià)值。對(duì)于技術(shù)管理層面的人來(lái)說(shuō)，提供檢視“性能報(bào)告”，可以時(shí)時(shí)掌握應(yīng)用性能狀況；對(duì)操作人員和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員來(lái)說(shuō)，透過(guò)工具分析報(bào)告內(nèi)的問(wèn)題點(diǎn)，提高效率和能力。

5 電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)

在國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，一次設(shè)備智能化有很大的發(fā)展空間，而目前的工程還處于二次設(shè)備的智能化，在以后的研究中，隨著一次設(shè)備智能化，提高建模技術(shù)、智能評(píng)估技術(shù)、一體化集成技術(shù)的發(fā)展，在自主研發(fā)的基礎(chǔ)上吸取先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，一次設(shè)備必定有很大發(fā)展。今后，電力系統(tǒng)會(huì)加大檢測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，加大在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，通過(guò)運(yùn)行中經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，將使電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)完全智能化。