基于集约化技术的输电线路智能运维系统研究

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  摘要:目前,电网输电线路的运行维护与管理方式比较粗放,线路运行维护手段尚有待提高。虽然,电网公司利用科研手段围绕输电线路的智能运行维护开展了诸多科研工作,但由于各个系统相对独立,信息的有效利用率低,信息运用及智能化程度不高;另一方面,随着电网的精细化管理的要求进一步提高,传统的管理方式存在管理的精细化程度不够,大量的过程数据丢失,业务系统繁多,各输电线路管理单位对输电线路的运维手段及能力参差不齐,已经不能满足输电线路智能运维的要求。
  关键词:集约化技术;输电;运维;智能
  0综述
  随着社会与经济的发展,云南省输电线路规模呈现出快速增长的态势,据统计截止2013年5月,云南电网公司所管辖17个供电局在运110kV以上输电线路约3.6万km。同时,国家“西电东送”战略工程和南方电网“区域资源优化配置”战略实施不断推进,云南电网公司“西电东送”规模和输电线路总里程将进一步扩大。云南省输电线路经过的地理环境将更加复杂,云南省输电线路地处低纬高原季风气候区,相对高差大,地形复杂,独特的地理位置和地形特征形成了其鲜明的气候特征,输电线路运行机制和特性日趋复杂,生产运行管理难度加大。输电线路覆冰、大风、山火、雷击、外力破坏等因素对电网稳定运行造成影响的事件频有发生。
  目前,电网输电线路的运行维护与管理方式比较粗放,线路运行维护手段尚有待提高。虽然,云南电网公司利用科研手段围绕输电线路的智能运行维护开展了诸多科研工作,如:覆冰在线监测预警及融冰系统、输电线路运行工况全景监测系统、杆塔的结构变形监测、气象监测预警系统、雷电定位系统、直升飞机巡线、PDA辅助巡线等科研项目,但由于各个系统相对独立,信息的有效利用率低,信息运用及智能化程度不高;另一方面,随着电网的精细化管理的要求进一步提高,传统的管理方式存在管理的精细化程度不够,大量的过程数据丢失,业务系统繁多,各输电线路管理单位对输电线路的运维手段及能力参差不齐,已经不能满足输电线路智能运维的要求。
  1数据模型研究
  采用规范化基础数据及信息的输电线路数据源,以统一标准的方式实现输电线路信息交互和共享,输电线路的运行及维护管理提供基础数据支撑,提供能够反映输电系统运行的稳态、暂态、动态数据以及输电设备运行状态、图像等数据集合。
  以输电线路在线监测为基础,研究输电线路智能监测技术,从通信、组网、监测几个方面实现监测终端的智能化;集成输电线线路运行信息,巡检信息,缺陷信息,环境信息,建立输电线路运行维护的数据模型,制定输电线路运行维护的智能化信息模型;运用空间分析技术、多信息融合技术、卫星遥感技术、三维仿真技术对输电线路的运行信息进行综合管理,开展输电线路运行状态的智能诊断,形成输电线路的智能运行维护平台,为输电线路提供智能化的监控机制,为输电线路的运行维护策略制定提供有效的技术支持。
  图1
  系统研究针对输电线路的各种运行信息制定输电线路智能运行维护的标准化信息模型,利用数据整合工具对来自各现有系统的数据进行数据集中,如:输电线路在线监测系统的线路在线监测信息;气象系统、雷电定位、中的运行环境信息;调度自动化系统中的运行信息;生产系统中的台账、缺陷、巡检、运维等信。进行标准化建模。
  2智能监测研究
  根据信息模型,利用信息化手段,研究开发输电线路智能运行维护平台系统主站。对输电线路运行维护信息进行分析,仿真。开展输电线路的状态评价、远程诊断、智能分析、设备预警、危险点分析、运维管理、故障分析等高级功能的综合应用。
  图2
  3设备评估研究
  目前大多数输电设备采用的计划检修策略存在临时性维修频繁、维修不足或成本占用过高等问题,这大幅限制了设备可用率及检修质量的提高,由于计划检修策略的诸多缺点,项目组提出了优化的状态检修策略,该策略是一种以可靠性和预侧性为中心的检修技术,它以先进的状态监测为基础,判断设备当前的实际状态,在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修。实施设备状态检修是目前电力系统提高检修效率、降低检修成本的有效手段。
  项目组针对高压输电的特性,对输电线路运维智能系统的风险评估提出了风险模型评估模型,其主要包括了:输电线路风险管理、输电线路检修维护策略,基于输电线路全寿命周期的检修维护成本分析,以及在这些数据基础上形成的基于状态检修策略的输电线路运行状态风险评估模型。
  将输电线路现场巡线记录进行分组的痕迹管理,能够对巡检步骤、巡检内容、巡检结果进行全面详细的记录。除常规的定期巡检工作以外,还应该在特殊气象条件下、异常运行情况下开展有针对性的特殊巡检,尤其是线路发生故障后,不论重合是否成功,均应及时组织故障巡检,各巡线区段应该做到巡检记录不中断、不遗漏,对故障现场做好详细记录,形成事故分析的依据与参考。这些巡检数据的完善可靠,能够对输电设备的风险评估打下良好的基础。
  2)输电线路检修维护策略。有效的输电线路维护策略能够降低输电线路风险等级。以输电线路风险评级为依据,对系统运行范围内重点管控设备进行梳理,对重点管控设备进行三级分级,形成一套管控粒度细化到杆塔的输电线路检修维护策略是十分具有必要性的。
  3)输电线路运行状态风险评估模型。随着输电设备规模的迅速扩大,设备检修任务和检修人员之间的矛盾日益突出。传统的事后维修与定时维修工作模式,已难以适应新形势对设备运行可靠性的要求。新的形势需要我们放弃“多维修、多保养、多多益善”或“故障后再维修”的单一维修模式,而采用 “以可靠性为中心” 的维修策略,根据设备运行状态与电网结构,采取针对性的维修策略,降低维修工作量,提高
  维修效果,确保输变电设备保持较高的完好率,使维修工作更具科学性。
  系统整合的多维数据,在系统中和地理信息形成联动,是传统的数字化信息形成直观的,易于操作检索的用户体验。   图3
  图4
  例如:系统可以从覆冰列表里面看到所有覆冰在线监测信息,然后点击地图定位,在地图上定位的具体的监测点,在监测点的描述信息中点击相关的链接查看详细信息。
  4辅助决策应用研究
  在实际运维工作中,常常有一些工作或是思路,不能马上开展,也没有列在年度计划或者日常计划中,因此没有纳入常规管理,长时间可能将淡化这些工作的关注,降低了工作效率。因此,开发计划储备库功能,具备计划相关的目标、资源、时间的要素,为运维工作的效率提供了支撑。
  5信息推送研究
  输电运维和变电站不同,不是在有围墙的办公司内,存在移动工作环境和不稳定的网络环境,运维人员没有坐在电脑端,时间常被切割成“碎片”,推送有效信息可以减少获取信息的时间。同时,输电运维人员获取同质化信息增加时,信息推送减少同质化查找操作,避免获取重复信息。通过消息推送主动呈现有效信息,增了运维人员对运维工作的粘度。通过系统实时主动推送消息,实现了信息快速有效的传递,根据系统设置,有用信息能够定向发送到相关人员。
  图5
  系统中,根据不同的应用可以设置不同的推送目标:全部推送,按供电局推送,按组推送(班组等),按个人推送。
  6结语
  为巩固提升云南电网的输电线路生产运行管理水平,进一步提高输电线路运维智能化管理水平,针对输电线路运维智能化开展研究工作,建立一套以输电线路的状态监测、智能运维、决策支撑三方面为核心业务的输电管理系统尤为重要。
  参考文献
  [1]黄志明,输电线路建设和展望,中国电力,1999;
  [2]曹敏、陈鹏、罗学礼、高尚飞、张志生,基于输电线路工况在线监测多源数据的多维度数据分析研究,云南电力技术论坛论文集,2011
  作者简介:
  曹敏(1961),男,云南昆明人,学士,高级工程师,云南电网公司首席技术科学家,享受云南省政府特殊津贴,全国电工仪器仪表标准化委员会电能测量和负载控制设备分技术委员会副主任委员。
  赵涓(1961),女,湖南邵东人,硕士,云南电网公司电力研究院,长期从事电力自动化、信息化、计量领域相关研究和实施推广工作。
  段勇(1974),男,云南晋宁人,学士,云南电网公司电力研究院,长期从事电力自动化、信息化领域的相关研究和实施推广工作。
  高尚飞(1984), 男,云南昆明人,硕士,工程师,云南电网公司电力研究院研发中心,长期从事电力信息化、输电在线监测相关建设与研究。
  陈超(1982),男,云南昆明人,学士,工程师。云南电网公司电力研究院研发中心,长期从事电力信息化建设与研究。
  孙继鹏(1979), 男,云南昭通人,学士,工程师,云南电网公司电力研究院研发中心,长期从事电力信息化建设与研究。
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