电力系统中输变电设备智能化网络运维管理方法

引言

随着城市现代化规模的不断扩大，人们对电力的需求也在增加，这实际上增加了电网的产生、运行和管理的难度。为了有效满足日益庞大和扩大的电力行业的发展需要，人们关注智能电力传输和转换设备以及基于状态的大数据维护系统的建设。构建智能电力传输转换设备和基于状态的维护系统，不仅能有效提高我国电力传输转换设备的总体利用率，还能建立安全、清洁、稳定的供电机制。

1输变电运维管理平台架构设计

在底层设备层，主要设置各种输电设备。输电设备在运维过程中能够输出各种数据信息，比如电流、电压、功率等。输电设备被数据采集模块采集信息，比如输变电设备的各种参数，如运行数据、环境数据、设备通信数据等不同信息。数据采集的技术手段包括但不限于气体浓度传感器、温度探头、湿度计、摄像头、水浸、烟感等硬件设备。采集到的数据信息通过云通信、网关、ＲＳ４８５协议等接收，并汇总上传到云端进行存储。在数据计算层，设置了各种计算机算法模型，进而实现多种不同数据信息的交互和通信。设置的数据处理工具有改进型人鱼算法模型（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ-Ｆｉｓｈ-Ｓｗａｒｍ-Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＡＦＳＡ）、故障诊断模型等，这些大大提高了数据分析和计算的能力。计算后的数据信息传递到上层管理中心，通过运维监控层实现计算后数据信息的远程控制，使得用户能够快速获取输变电运维管理情况。

2电网输变电设备的状态检修工作开展情况

与传统的基于输电和电能转换设备状态的维护系统相比，基于状态的新型输电和电能转换设备维护系统以设备为主，以设备为核心进行系统建设，以智能电能转换设备的运行状态为状态基础。维护并建立了基于大数据交换条件的维护系统，引入了电力传输转换设备的辅助决策系统(CBM)，对设备进行风险评估。CBM系统为了跟踪电力传输转换设备在整个过程中的性能下降和趋势不佳，以数据交互的形式实时收集数据库中记录的电力传输转换设备pms的相关数据，主要包括电力传输转换设备的历史数据和实时运行，并通过结合相关人员事先确定的参数准确评估电力传输转换设备的健康状况。CBM系统一旦检测到某一特定能量传输转换设备处于“不健康”状态，CBM系统将首次向指定人员发送预警信号，以确保能量传输转换设备能够及时就医。为了根据电网中电力传输转换设备的状态不断优化维护系统，CBM系统还可以将受监控设备的状态分类为数据和直方图，以帮助维护人员合理安排维护时间，更高效地进行维护。一般来说，CBM系统将设备状态分为正常、注意和大异常。当设备处于“正常”状态时，维护人员可以采取每月维护的形式。当设备处于“护理状态”时，维修人员必须将其放在关键维修清单上，及时跟踪设备的变化，当设备处于“较大异常”状态时，维修人员必须立即采取措施进行状态工作。

3物联网关键技术在输变电设备中的应用

3.1输变电设备在线监测

基于条件的维护是构建智能变电站必须实现的目标之一。2008年采用了第一个传输设备在线监测应用程序，是指传感器与塔、传输线路以及重要的信息和数据采集设备的连接。对不同传感器类型的信息进行综合评价，得到监测结果。在某些应用程序中，4G是实现更好信息传输的主要连接。该监测系统是数据采集、存储和分析的主要组成部分，但深层数据挖掘和视觉可视化仍有待进一步发展和探索。此外，通过上述对物联网的层次分析，我们知道感知层是过程层，应用层是控制层。因此，智能变电站是智能电网中的典型设备。物联网技术监测的原则与传输设备监测的原则基本相同，但所采用的监测方法会因监测对象的变化而有所不同。对溶解气体和石油局部放电进行在线监测是重要的状态监测。例如，电流互感器和电容变压器的监测对象是电容和介质损耗，但也有必要监测频率波动及相关温度和湿度的可靠性和稳定性。线内监控可以通过电阻电源元件和避雷器的损耗性能来实现。

3.2输变电设备全寿命周期管理

电力传输转换设备在电网运行中占有非常突出的地位，因此有必要确保电力传输转换设备的安全和质量。利用物联网技术来管理整个生命周期，可以以最低的成本实现最大的经济效益。但是，由于考虑到电力传输和改造设备的维护和运营成本，往往只从建设和采购成本分析，评价体系不够完善，无法有效完成电力传输和改造设备整个生命周期的管理。构建智能电网时，可以利用信息报警技术等重要的互联网技术，通过传感器监测电力传输和变换设备的所有运行状况，评估电力传输和变换设备的使用寿命，以较低的成本实现最佳运行效果。

4故障诊断分为以下步骤

（１）输入输变电设备运维数据信息，对数据信息进行初始化，以提高运维数据的纯洁度。（２）启动分类算法模型，按照输出电流、电压或者电网中的其他数据信息进行分类，将输变电设备中的数据信息以不同的数据属性分类，作为不同的数据分区。（３）分区后的运维数据信息被输入到输入层，设置ＢＰ神经网络模型中的参数信息、权值、隐藏节点、阈值等，以调整模型输出结果。

5改进型人鱼算法模型验证

将该算法与不具有行波行为功能的ｋ－ｍｅａｎｓ算法模型进行对比验证。在电力系统中存在１００００００台电力系统设备，各台输变电设备在运维过程中，对应输出的运维数据量记为ｐｉ（ｉ＝１，２，…，１００００００）。为了验证数据接收量，将电力设备运行过程中的不同数据信息之间的故障点距离记作为Ｌ，通过将试验数据代入上述公式进行计算后，记录输入数据信息任务下达量，再分别采用本研究不同的方法，比如ｋ－ｍｅａｎｓ算法模型任务接收量、耗时、本研究方法任务接收量及耗时等多种数据情况，进而对比不同方法的数据接收情况与耗时情况。

6输变电设备智能化技术的未来发展趋势

电力传输和转换设备与整个电网相比起着非常重要的作用。失败的话，自己的后果会很严重，不仅会造成相应的经济损失，也会造成牺牲，也会产生负面的社会影响。智能技术应用于电力传输和改造设备时，需要妥善处理现有设备故障，降低故障率，提高设备的性能质量和效率。暴露于外部环境中的输电和变换线路会增加绝缘子的污染程度，导致污染故障，可以通过使用智能技术合理地处理。

结束语

一句话，为了提高供电质量，还合理调整了电网结构，提高了电力传输改造设施中使用的智能技术。为了改善对电力输送和转换设施的支持，同时需要加强新技术的应用，更加重视节能。情报的技术优势如下:可以合理定位传输设备的故障功能，并进行相应的故障诊断。同时，采取应急措施加强适当的风险控制，使设备性能得以提高，设备的运行环境可以合理、良好，有效提高设备的自我保护能力。

参考文献