“智能化10kV開閉站”
——基于大數據的一體化應用平臺

韓冰

（國網冀北電力有限公司廊坊供電公司，河北廊坊065000）

1 項目簡介

城市配網市區(qū)及周邊郊區(qū)10kV開閉站的運維工作，主要依靠巡檢人員帶著檢測設備現場巡檢取得，海量一手數據存檔未關聯形成綜合分析，并且巡視方式費時費力，巡檢人員素質不盡相同，無法保證定時、定頻、無死角詳細的開展巡檢工作。

開閉站內電氣設備主數據主要通過配網自動化、PMS等各系統(tǒng)獨立運行，不能進行連續(xù)有效的數據積累監(jiān)測、綜合分析、預判設備狀態(tài)趨勢而提前實施研判管控；站內生態(tài)環(huán)境對設備運行造成很大程度影響，當站內設備或環(huán)境出現異常萌芽狀態(tài)時，因避免延誤最佳消缺治理時期，導致設備及附屬設施溫濕度升高、間接造成銹蝕放電、故障起火等各類缺陷頻出降低使用壽命；現場缺陷和故障信息不能及時回傳，缺陷不能及時發(fā)現及時消除，影響了設備的安全運行和供電的可靠性，發(fā)生故障時不能預控，擴大了損失。

大數據下的10kV開閉站智能一體化應用平臺，將補充無人值守站帶電檢測盲點，并由在線監(jiān)測代替人工巡檢，它將在各運檢系統(tǒng)數據融合的基礎上，整合海量現場一手數據，形成長期真實有效的數據積累對比，再增加局放監(jiān)測、負荷趨勢、電壓偏差、溫升濕度等異常告警功能，在缺陷萌芽的狀態(tài)實現準確定位消缺預判，將生態(tài)環(huán)境數據與電氣數據有機融合，形成綜合趨勢分析結果并跟蹤回傳，實現遠程自動化集中監(jiān)控設備的電氣參數、室內環(huán)境參數、視頻告警以及門禁、煙感、消防、水浸自啟停監(jiān)視，自動形成數據分析報表、形成曲線圖、預估運行設備各電氣量發(fā)展趨勢，最終搭建一個集巡視、監(jiān)測、預控一體化的監(jiān)控平臺，實現站內運維智能管控。

平臺由硬件與軟件設施并存的形式構成，將在大數據的積累下，形成信息高效處理與對比預判，完善站內煙感、消防、水浸、溫濕度、空調等生態(tài)環(huán)境各設備物物互聯；增加各類前端，完善站內帶電檢測盲點，融合各運檢系統(tǒng)數據，將海量現場一手數據形成長期真實有效的數據積累對比；入網設置安全加密認證，使用調度專網在安全Ⅳ區(qū)運行數據轉發(fā)，采用僅單向讀取不能寫入數據的方式，正反相隔離加防火墻保密，對監(jiān)控主機設定條件實現記錄、分析、告警功能，通過智能手機APP隨時隨地，第一時間精準定性現場設備狀態(tài)信息，及時根據監(jiān)測情況的變化制訂維護策略，并通過人機交互進行準確定位決策處理。平臺將代替人工巡檢，節(jié)省大量的人力及車量使用費用，降低設備缺陷及設備故障風險，增加持續(xù)供電收益，降低決策投資風險。

該平臺能夠為運檢人員提供重要的現場各個全時數據信息、異樣視頻識別、智能分析、報警及自啟?？刂?；能夠對站內開關柜、站變、PT、電纜接頭等設備定時、定頻、按照預置點自動開展超聲波、地電波等帶電檢測，通過數據積累、曲線變化趨勢、預判設備有無放電及設備異常隱患；能夠通過歷史數據積累、分析推算負荷高鋒負荷，形成用電趨勢曲線圖，對即將超負荷線路自動預報警提醒，預判超負荷時段及負荷情況，并通過準確預判對端負荷來決策投切聯絡線路方向；能夠全時采集儀器儀表數據（電流、電壓、功率、過載、過壓、短路、溫升、三相不平衡等）實現數據自動匯集、上傳、分析報警，實現操作人員異地遠程對站內設備進行分合閘操作；為站內設備狀態(tài)評估提供全面有效的數據支撐，提高設備潛在故障的提前預判能力，減少故障，保證設備的安全供電及高可靠持續(xù)運行。

2 市場分析

該平臺將實現運用物聯網技術進行大數據分析，綜合電氣設備參數、環(huán)境參數、生態(tài)參數、視頻告警、裝置自啟停等參數形成數據分析報表、形成曲線圖、預估運行設備各電氣量發(fā)展趨勢，提前預判設備潛在故障，實現異常態(tài)勢提前告警消缺從而減少故障，是將現階段的無人值守站升級為5G時代全時多數據全景可視遠程操控站，實現物聯網時代開閉站大數據分析與應用的必經之路。本項研究實現了現場多種設備監(jiān)測信息的遠程管控，使各級技術人員、專家隨時隨地掌握開閉站現場環(huán)境、設備的運行狀態(tài)、設備異常數據情況、診斷、研判、預警結果，及時根據監(jiān)測情況的變化制訂維護策略[1]。

當前國網提出的“三型兩網”概念，旨在打造“三型”企業(yè)，建設運營好“兩網”，運用物聯網技術，打造堅強型智能電網，為進一步深化國網智能化發(fā)展需求，保障運行安全的前提下，提高用戶供電可靠性，大幅降低設備停電時間，大幅減少檢修資源投入，進一步提高電網設備狀態(tài)檢修效益[1]。

3 核心競爭力

該平臺能夠通過巡檢監(jiān)（檢）測設備；能夠為運檢人員提供相當重要現場各個全時數據信息、異樣視頻識別、智能分析、報警及自啟?？刂?；能夠全時采集儀器儀表數據（電流、電壓、功率、過載、過壓、短路、溫升、三相不平衡等）實現數據自動匯集、上傳、分析報警，實現操作人員異地遠程對站內設備進行分合閘操作；能夠通過歷史數據積累、分析推算負荷高鋒時段及用電負荷性質，形成用電趨勢曲線圖，對即將超負荷的分支自動預報警提醒，預判各分支段超負荷時段及負荷情況，并通過準確預判對端負荷來決策投切聯絡線路方向；能夠對站內開關柜、站變、PT、電纜接頭等設備定時、定頻、按照預置點自動開展超聲波、地電波等帶電檢測，通過數據積累、曲線變化趨勢、預判設備有無放電及設備異常隱患，為站內設備狀態(tài)評估提供全面有效的數據支撐，提高設備潛在故障的提前預判能力，減少故障，保證設備的安全供電及高可靠性持續(xù)運行，具有實際運行中很高的開發(fā)價值[2]。

4 商業(yè)模式及實施計劃

本項目可通過技術、服務、產品實現商業(yè)營利，對內效益（電力行業(yè)以內）廊坊市區(qū)配網實施該平臺后，預計每年節(jié)省人力及車輛使用費用約300萬元；降低設備故障風險預計每年節(jié)約800萬元；增加持續(xù)供電收益預計每年增加上千萬元；降低管理層投資決策風險，對外推廣拓展（類似模式領域）可沿用到各類擁有集中器械設備站房運維業(yè)務的大小型企業(yè)。無人值守10kV開閉站是配電網中最重要的供電節(jié)點，通過配電網系統(tǒng)大數據下的10kV開閉站智能一體化應用平臺設備的接入，運用智能平臺將大幅提升開閉站管控質量，可在各區(qū)域供電公司開閉站站房內實現其智能化最大價值，降低巡檢人員日常運維工作，提高數據信息質量、分析預判，提高運維水平和供電可靠性，開閉站智能建設的實施將對其形成專業(yè)化、高可靠性的遠程實時集中監(jiān)控與運行管理。

5 結語

大數據下的10kV開閉站智能一體化應用平臺，具有廣域的，面向10kV開閉站的配電網線上通用性，通過采集各個全時數據信息（電流、電壓、功率、過載、過壓、短路、溫升、三相不平衡等）、實現分析報警，異樣視頻識別、歷史數據積累負荷預判、分析曲線變化趨勢、預判隱患、實時監(jiān)測、趨勢預警和故障研判，代替線下巡檢人員通過設備單一電氣量來判斷設備狀態(tài)、提升配電搶修運維工作。