喬飛

（中國電建集團裝備研究院有限公司，上海 2 0 0 2 3 3）

“互聯(lián)網(wǎng)+”在電力裝備領(lǐng)域的應(yīng)用

喬飛

（中國電建集團裝備研究院有限公司，上海 2 0 0 2 3 3）

電力行業(yè)是關(guān)系國計民生的支柱產(chǎn)業(yè)，電力裝備制造業(yè)必須進一步自我完善，以滿足電網(wǎng)經(jīng)濟可靠的運維方式，電力裝備的智能化及狀態(tài)智能檢修是我國電力行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果，“互聯(lián)網(wǎng)+”越來越滲透到電力設(shè)備的制造模式中。為了增進對電力裝備智能化制造趨勢的了解，本文對高壓電力裝備傳統(tǒng)的制造弊端展開分析，并提出裝備制造領(lǐng)域的“互聯(lián)網(wǎng)+”制造理念，從而提高電力設(shè)備運行安全指數(shù)，降低電網(wǎng)及用電企業(yè)的運維成本。

“互聯(lián)網(wǎng)+”；電力裝備；檢修

1 裝備制造實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的必然性

近年來，我國提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展，引導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場。通俗來說，“互聯(lián)網(wǎng)+”就是“互聯(lián)網(wǎng)+各個傳統(tǒng)行業(yè)”，即傳統(tǒng)行業(yè)基于互聯(lián)網(wǎng)平臺對企業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)的提升，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及移動應(yīng)用等技術(shù)為裝備制造企業(yè)進入智能裝備時代提供了技術(shù)支撐，電力裝備作為電能源傳輸?shù)闹鲗?dǎo)者，對“互聯(lián)網(wǎng)+”的需求更為迫切，開展“互聯(lián)網(wǎng)+”在電力裝備制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與研究，促進電力裝備制造企業(yè)生產(chǎn)、服務(wù)模式的變革也成為必然趨勢。

2 電力裝備運行弊端分析

電力裝備是一種產(chǎn)品，產(chǎn)品就會有故障、缺陷、使用壽命等問題，傳統(tǒng)的電力裝備制造是在設(shè)備自身性能方面考量，采用各種科技手段、如新材料、新工藝、新設(shè)計等確保內(nèi)部構(gòu)造質(zhì)量及對外絕緣性能、滿足電氣各項性能，即使這樣高性能、高品質(zhì)的裝備，一旦投入到電網(wǎng)運行中，其弊端仍時有發(fā)生，具體如下。

2.1 電力搶修的遲滯性

一方面，運營企業(yè)不能事先發(fā)現(xiàn)裝備缺陷，只能采取事后檢修，檢修工作人員處于被動狀態(tài)，不能取得良好的主動權(quán)，存在許多不確定因素很難讓居民、用電企業(yè)安心，也不能從根本上消除設(shè)備發(fā)生故障的問題。另外一旦發(fā)生故障，就會大面積停電，面臨很多突發(fā)事情處理，如器具、材料、備件、人力等各方面的調(diào)度，還會造成忙中出錯，甚至危及生命。

2.2 電力檢修的盲目性

現(xiàn)代電力裝備使用量大，現(xiàn)行的辦法為預(yù)防設(shè)備缺陷、采用定期檢修、預(yù)試方式進行設(shè)備體檢，這種方式具有盲目性，并且耗用了大量人、財、物，性價比較低，并且這種方式也給本無缺陷的設(shè)備造成二次傷害，加速設(shè)備老化，設(shè)備損壞率增大，由于安排停電作業(yè)，影響居民和用電單位的正常用電，對發(fā)電企業(yè)來講，經(jīng)濟損失巨大，同時也影響電網(wǎng)輸送壓力。

2.3 電力檢修的差異性

由于檢測技術(shù)人員的結(jié)構(gòu)、水平、專業(yè)層次不同，檢測設(shè)備及檢測手段也會有不同，從而導(dǎo)致誤判，有些電氣裝備在使用初期故障也會頻發(fā)，長期運行過程中由于零部件變形老化、磨損和疲勞等原因造成永久故障。

為了確保電網(wǎng)安全，提升運營效益，裝備智能化生產(chǎn)、使用在線監(jiān)測，減少故障停電時間和運維成本至關(guān)重要。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”在電力裝備制造領(lǐng)域運用的理念

電力裝備制造要成功實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”，電力系統(tǒng)重要裝備制造企業(yè)（如變壓器、斷路器）必須有完善的科研機構(gòu)及創(chuàng)新人才和高素質(zhì)的管理團隊，認(rèn)真研究、開發(fā)自主裝備的在線監(jiān)測、自我診斷系統(tǒng)，重要裝備制造的“互聯(lián)網(wǎng)+”指日可待（如圖1）。

（1）“互聯(lián)網(wǎng)+”就是把電力裝備分成兩個部分，一個為傳統(tǒng)的自身結(jié)構(gòu)，一個為附加在自身結(jié)構(gòu)上監(jiān)測裝置部分，在裝置內(nèi)部安裝一種開發(fā)好的自診斷芯片系統(tǒng)（如圖1所示），該系統(tǒng)具備友好人機界面，具有采集、分析、判斷、上傳等功能，能實現(xiàn)自我監(jiān)測并能發(fā)布信號、信息，無論裝備處于何種狀態(tài)，只要自診斷系統(tǒng)帶電，都能實現(xiàn)自我診斷，發(fā)現(xiàn)有缺陷及時發(fā)信，通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)上傳至各采集方數(shù)據(jù)處理平臺，提供可靠的設(shè)備實際工況信息及缺陷內(nèi)容等，便于事前采取對策，有的放矢，節(jié)約了運維企業(yè)大量的時間、精力、財力，也減少了設(shè)備故障率、提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和供電可靠性、效率性。

圖1 診斷系統(tǒng)模塊處理流程圖

（2）電力裝備制造企業(yè)可以利用“互聯(lián)網(wǎng)+”模式，充分應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算，設(shè)計好自己的產(chǎn)品平臺，每一個產(chǎn)品對應(yīng)一個標(biāo)準(zhǔn)芯片系統(tǒng)，并編號，實現(xiàn)出廠前自我監(jiān)測，節(jié)省人、財、物資源，同時，通過科技手段避免次品出廠，一旦該設(shè)備投入運行，處于工作狀態(tài)，設(shè)備運行的地址、運行工況、缺陷內(nèi)容、部位等信息全部在平臺上顯現(xiàn)，一旦設(shè)備發(fā)生重大故障，所有信息一目了然，可以提前介入治理方案，保障了企業(yè)后續(xù)服務(wù)增值。

（3）根據(jù)電力裝備在電網(wǎng)中的功能、易發(fā)缺陷、故障、故障診斷法及在線監(jiān)測，有針對性的把監(jiān)測系統(tǒng)分層次、分級設(shè)計，確保主要功能及次要功能監(jiān)測的及時性、診斷的準(zhǔn)確性、上傳同步性，這樣必須提高判識、采樣原件的精準(zhǔn)度，避免缺陷、故障臨界點的盲區(qū)誤判。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+”在變壓器制造應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)想

傳統(tǒng)的變壓器運行后，所有小缺陷只靠巡檢、故障只靠預(yù)試，不能事前發(fā)現(xiàn)、為了使變壓器缺陷、故障能夠在運行狀態(tài)下全天候監(jiān)測、自我診斷更新，變事后檢修為提前治理，“互聯(lián)網(wǎng)+”是保障。變電站中變壓器本體預(yù)試及油化驗為常見的頻繁項目，定期執(zhí)行，浪費人、財、物，在變壓器設(shè)計上加裝一套在線監(jiān)測系統(tǒng)，芯片編號對應(yīng)該臺變壓器，能夠監(jiān)測診斷包括油、線圈、套管、絕緣等電氣參數(shù)適時數(shù)據(jù)，一旦達到缺陷故障級，立即發(fā)信上傳至運維方采集平臺，為運維檢修提供智能分析與故障智能研判，自動制定對應(yīng)的檢修策略。同時制造廠也有自己的芯片跟蹤系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸采集該變壓器芯片的適時數(shù)據(jù)，一旦缺陷暴露，做到所有信息一目了然，設(shè)備所處的位置、業(yè)主、故障類型、部位等，進而分析原因，給出治理對策。提前介入故障處理流程，既節(jié)約了變壓器使用單位的運維成本，不需例行檢修，也提升了后續(xù)服務(wù)能力，甚至可終身服務(wù)，同時可轉(zhuǎn)型為“生產(chǎn)——檢修”一體化企業(yè)，開創(chuàng)了廣闊的市場前景。

5 結(jié)語

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)是科學(xué)技術(shù)進步的必然結(jié)果，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，建立電力裝備制造“互聯(lián)網(wǎng)+”新模式，就可以實施裝備在線監(jiān)測、杜絕計劃檢修，可以為運維單位創(chuàng)造防治相結(jié)合的檢修手段，減少運維成本，營造良好的設(shè)備運行環(huán)境，使裝備制造企業(yè)后續(xù)服務(wù)得到增值。

[1]王文娟.基于數(shù)據(jù)挖掘的電廠設(shè)備檢修決策支持系統(tǒng)的研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2 0 0 1.

[2]K Tomsovic，DE Bakken，V Venkatasubramanian，A Bose. Designing the Next Generation of Real-Time Control, Communication, and Computations for Large Power Systems[J]. Proceedings of the IEEE, 2005, 93(5):965~979.

[3] 金金，李紅梅，薛峪峰.“互聯(lián)網(wǎng)+”在電力領(lǐng)域中的應(yīng)用探索[J]. 無線互聯(lián)科技，2015(16)：93-94.

[4]J Aghaei，N Amjady. A scenario-based multiobjective operation of electricity markets enhancing transient stability[J].International Journal of Electrical Power & Energy Systems， 2012, 35(1):112-122.

[5]張磊.電力設(shè)備狀態(tài)檢修方式的應(yīng)用[J]動力與電氣工程，2 0 1 5（3 4）:0 9 3.

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