高征宇，黃寶航

（國網(wǎng)陜西省電力有限公司超高壓公司，陜西 西安 710026）

隨著能源行業(yè)的快速發(fā)展和電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，智能變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。作為智能變電站中至關(guān)重要的組件，二次設(shè)備在保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全運(yùn)維方面起著不可替代的作用。二次設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)管理對于確保電網(wǎng)供電質(zhì)量、提高供電可靠性具有重要意義。

1 智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)的挑戰(zhàn)

1.1 故障檢測

智能變電站的二次設(shè)備涉及復(fù)雜的電氣和電子系統(tǒng)，因此故障檢測是一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。故障涉及設(shè)備元件的故障、連接問題或通信故障。傳統(tǒng)的故障檢測方法已無法滿足智能變電站的需求，因此需要開發(fā)新的故障檢測技術(shù)和算法，以及實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)來提高故障檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。

1.2 狀態(tài)監(jiān)測

對智能變電站的二次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測是確保設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。狀態(tài)監(jiān)測包括對電壓、電流、溫度、濕度等參數(shù)的監(jiān)測。監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)的挑戰(zhàn)在于大規(guī)模數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分析。智能傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用可以幫助解決這些挑戰(zhàn)，并提供實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)警功能。

1.3 維護(hù)計(jì)劃

智能變電站的維護(hù)計(jì)劃需要綜合考慮設(shè)備的狀態(tài)、使用情況、運(yùn)行時(shí)間以及維護(hù)成本等因素。傳統(tǒng)的定期維護(hù)方法效率低下，因?yàn)樗鼈儧]有考慮設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的維護(hù)計(jì)劃可以根據(jù)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)和健康狀況進(jìn)行維護(hù)決策，以最小化停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。[1]

1.4 運(yùn)維決策

在智能變電站的二次設(shè)備運(yùn)維中，需要做出一系列運(yùn)維決策，如設(shè)備維修、更換、升級等。這些決策需要考慮設(shè)備的故障概率、影響程度、維修周期、成本效益等因素。智能變電站可以借助機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)維決策的優(yōu)化和預(yù)測，以提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。

2 智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)的必要性

2.1 提高運(yùn)維效率

智能變電站的二次設(shè)備運(yùn)維管控利用先進(jìn)的信息技術(shù)和自動化控制手段，能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障診斷和遠(yuǎn)程操作，有效提高了運(yùn)維工作的效率。傳統(tǒng)的手工巡檢和維護(hù)方式相對繁瑣且效率低下，而智能化的管控系統(tǒng)可以大大減少人力資源和時(shí)間成本。

2.2 增強(qiáng)運(yùn)維安全性

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和策略，能夠有效防范網(wǎng)絡(luò)攻擊、黑客入侵和惡意操作等安全風(fēng)險(xiǎn)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止?jié)撛诘陌踩{，保護(hù)變電站設(shè)備的安全運(yùn)行，確保供電的可靠性和穩(wěn)定性。

2.3 實(shí)現(xiàn)智能化管理

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，利用數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)行故障預(yù)測和優(yōu)化決策。通過智能化的管理，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的精細(xì)化管理，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障，避免事故的發(fā)生，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行效果。

2.4 支持遠(yuǎn)程運(yùn)維

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作，運(yùn)維人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問和控制設(shè)備，無需親臨現(xiàn)場。這對于大規(guī)模的變電站或分布式設(shè)備來說尤為重要，可以大大提高運(yùn)維的便捷性和靈活性。[2]

2.5 數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控系統(tǒng)產(chǎn)生大量的設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于設(shè)備性能分析、故障診斷和運(yùn)維決策具有重要價(jià)值。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，可以獲取設(shè)備的健康狀態(tài)和運(yùn)行趨勢，提供科學(xué)依據(jù)，支持運(yùn)維決策的制定和執(zhí)行。

3 智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 自動化運(yùn)維

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)采用自動化手段，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障診斷和預(yù)測。通過傳感器、監(jiān)測裝置和智能算法等技術(shù)手段，能夠自動檢測設(shè)備的參數(shù)、工作狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對異常情況進(jìn)行快速響應(yīng)和處理。

3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制功能。運(yùn)維人員可以通過遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看設(shè)備的運(yùn)行情況、參數(shù)數(shù)據(jù)和告警信息，并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。這樣可以避免人員頻繁進(jìn)入變電站現(xiàn)場，提高運(yùn)維效率，降低人員風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 數(shù)據(jù)分析與決策支持

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和分析。通過數(shù)據(jù)分析和挖掘，可以提取設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律、趨勢和異常特征，為運(yùn)維決策提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，還可以通過數(shù)據(jù)建模和預(yù)測算法，實(shí)現(xiàn)故障的提前預(yù)警和預(yù)測，減少設(shè)備故障對電網(wǎng)運(yùn)行的影響。[3]

3.4 智能化維護(hù)管理

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的智能化維護(hù)管理。通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和預(yù)測，可以提供設(shè)備維護(hù)的時(shí)機(jī)和方式建議，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的精細(xì)化維護(hù)。這樣可以延長設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的可靠性和安全性，降低維護(hù)成本。

3.5 多方聯(lián)動與信息共享

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多方聯(lián)動與信息共享。不僅可以與其他系統(tǒng)（如調(diào)度、供應(yīng)商管理系統(tǒng)等）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享，還可以與其他變電站設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動操作。這樣可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的設(shè)備協(xié)同工作，提高電網(wǎng)的整體運(yùn)行效率。

4 智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

4.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理

隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能變電站二次設(shè)備的運(yùn)維管控得到了極大的改進(jìn)和提升。其中，遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理技術(shù)在智能變電站的運(yùn)維中起著重要的作用。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，監(jiān)控中心能夠?qū)崟r(shí)獲取智能變電站二次設(shè)備的各種數(shù)據(jù)和信息。監(jiān)控中心是一個(gè)集中管理和監(jiān)控的平臺，通過網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)智能變電站的二次設(shè)備建立連接。通過監(jiān)控中心，運(yùn)維人員可以隨時(shí)了解智能變電站二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括電壓、電流、溫度等參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí)，監(jiān)控中心能夠接收并處理設(shè)備產(chǎn)生的告警信息，及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行故障處理和維修。除了實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控中心還具備遠(yuǎn)程控制和配置的功能。運(yùn)維人員可以通過監(jiān)控中心對智能變電站二次設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，包括設(shè)備的啟動、停止、重啟等操作，以及參數(shù)的調(diào)整和配置。這種遠(yuǎn)程控制和配置的方式不僅方便了運(yùn)維人員的工作，還能夠提高設(shè)備的響應(yīng)速度和管理效率。

4.2 數(shù)據(jù)采集與分析

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)是指利用傳感器、智能儀表等設(shè)備對變電站二次設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并借助大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)測、性能評估和優(yōu)化建議等功能，從而提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。在這項(xiàng)技術(shù)中，傳感器和智能儀表被用于收集變電站二次設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括電流、電壓、溫度等參數(shù)。這些設(shè)備會實(shí)時(shí)監(jiān)測變電站二次設(shè)備的狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。接下來，利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，對這些采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)集，提取其中有價(jià)值的信息。人工智能算法則可以通過學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)和模式識別，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的模式和規(guī)律。通過對數(shù)據(jù)的處理和分析，智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）設(shè)備故障預(yù)測：通過分析歷史數(shù)據(jù)和監(jiān)測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，智能系統(tǒng)可以檢測到潛在的設(shè)備故障跡象，并提前預(yù)測設(shè)備可能發(fā)生的故障。這樣，運(yùn)維人員可以及時(shí)采取措施，減少設(shè)備故障對電網(wǎng)運(yùn)行的影響。（2）性能評估：通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，智能系統(tǒng)可以評估設(shè)備的性能表現(xiàn)，包括電流、電壓等參數(shù)的穩(wěn)定性和合規(guī)性。運(yùn)維人員可以根據(jù)評估結(jié)果對設(shè)備進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化，提高設(shè)備的工作效率。（3）優(yōu)化建議：基于數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，智能系統(tǒng)可以給出針對設(shè)備運(yùn)行的優(yōu)化建議。這些建議可以涉及設(shè)備的調(diào)整、維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃的優(yōu)化，甚至是對整個(gè)變電站運(yùn)行策略的調(diào)整。通過實(shí)施這些建議，可以提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。[4]

4.3 設(shè)備健康管理

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)是指利用先進(jìn)的技術(shù)手段對智能變電站的二次設(shè)備進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控。其中，設(shè)備健康管理是一項(xiàng)重要的任務(wù)，它通過利用智能變電站二次設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立設(shè)備健康管理模型，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的故障診斷、預(yù)警和維護(hù)管理。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康管理，可以采用機(jī)器學(xué)習(xí)和專家系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。首先，通過對二次設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，可以建立設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)模型。這些模型可以學(xué)習(xí)和識別設(shè)備正常和異常的特征，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的故障診斷。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)，系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)并提供詳細(xì)的故障診斷信息，以便運(yùn)維人員能夠迅速采取相應(yīng)的維修措施。此外，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對設(shè)備的健康狀況進(jìn)行評估和預(yù)測。通過對大量數(shù)據(jù)的分析和建模，可以識別出設(shè)備故障的潛在特征，并預(yù)測設(shè)備未來的健康狀態(tài)。基于這些預(yù)測結(jié)果，運(yùn)維人員可以提前采取維護(hù)措施，包括定期維護(hù)、設(shè)備更換或優(yōu)化，以減少設(shè)備故障和停機(jī)時(shí)間，提高運(yùn)行效率。

4.4 故障診斷與智能維修

智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)，故障診斷與智能維修，是指利用故障診斷技術(shù)和人工智能算法，對智能變電站二次設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位和診斷。這可以通過設(shè)備自動診斷系統(tǒng)、圖像識別、聲音識別等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)，從而提高故障處理的速度和準(zhǔn)確性，并給出智能維修建議。智能變電站二次設(shè)備的故障診斷是基于先進(jìn)的技術(shù)和算法來確定設(shè)備中出現(xiàn)的問題。通過設(shè)備自動診斷系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析設(shè)備的工作狀態(tài)和性能參數(shù)。這些參數(shù)包括電流、電壓、溫度、振動等，通過與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，系統(tǒng)可以自動判斷設(shè)備是否存在異常情況。圖像識別技術(shù)可以用于檢測設(shè)備表面的物理損傷或熱點(diǎn)，并進(jìn)行快速分析。利用圖像處理算法，系統(tǒng)可以自動識別設(shè)備表面的裂紋、破損、灰塵等問題，并生成相應(yīng)的診斷報(bào)告。聲音識別技術(shù)則可以用于分析設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的聲音信號。每個(gè)設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)都會發(fā)出特定的聲音模式，一旦設(shè)備發(fā)生故障，聲音模式將發(fā)生變化。通過將聲音信號與已知故障模式進(jìn)行比對，系統(tǒng)可以識別設(shè)備是否存在故障，并提供相應(yīng)的維修建議。綜合運(yùn)用這些技術(shù)手段，智能變電站二次設(shè)備的故障診斷可以實(shí)現(xiàn)智能化分析和維修建議的生成。這樣的系統(tǒng)可以快速準(zhǔn)確地定位設(shè)備故障，并給出相應(yīng)的維修方案，提高故障處理的效率和準(zhǔn)確性。通過持續(xù)的數(shù)據(jù)收集和算法優(yōu)化，系統(tǒng)還可以不斷學(xué)習(xí)和改進(jìn)，提升其故障診斷和維修能力，從而保障智能變電站的可靠運(yùn)行。

4.5 實(shí)時(shí)告警與事件管理

通過智能告警規(guī)則的配置，監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)和性能指標(biāo)設(shè)定閾值，一旦設(shè)備狀態(tài)超出了預(yù)設(shè)范圍，系統(tǒng)將自動發(fā)出告警通知。這些告警信息可以根據(jù)重要性和緊急程度進(jìn)行分類，并根據(jù)設(shè)定的優(yōu)先級進(jìn)行篩選，確保相關(guān)人員能夠及時(shí)了解到關(guān)鍵的告警情況。為了更好地管理和處理設(shè)備告警，智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)還配備了事件管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對設(shè)備告警進(jìn)行記錄和跟蹤，并提供一個(gè)統(tǒng)一的平臺進(jìn)行事件處理和管理。運(yùn)維人員可以通過該系統(tǒng)查看設(shè)備告警的歷史記錄、詳細(xì)信息和處理狀態(tài)，以便進(jìn)行及時(shí)的故障排查和維修工作。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警時(shí)，相關(guān)人員可以通過多種方式接收到告警信息，如短信、電子郵件或移動應(yīng)用程序推送。這樣，無論他們身在何處，都能及時(shí)收到告警通知，以便快速響應(yīng)和處理設(shè)備故障。同時(shí)，相關(guān)人員也可以在事件管理系統(tǒng)中進(jìn)行即時(shí)的交流和協(xié)作，以便更好地解決設(shè)備故障和恢復(fù)正常運(yùn)行。通過智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)告警與事件管理系統(tǒng)的配置和應(yīng)用，能夠有效提升設(shè)備運(yùn)維的效率和可靠性，保障智能變電站的正常運(yùn)行。[5]

5 結(jié)語

總而言之，智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維管控技術(shù)的研究對于確保智能變電站的安全、可靠運(yùn)行，提高運(yùn)維效率，優(yōu)化資源利用和能源效率，適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展需求等方面具有重要的作用。這將為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展和智能化轉(zhuǎn)型提供有力支撐，促進(jìn)電力行業(yè)的創(chuàng)新與進(jìn)步。