智能電網(wǎng)背景下電力設(shè)備監(jiān)測(cè)和維護(hù)技術(shù)的研究

盧明陽

【摘 要】隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，我國電網(wǎng)建設(shè)對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用層面也愈發(fā)深入，這也促使我國電網(wǎng)向智能化方向轉(zhuǎn)變，從而推動(dòng)了智能電網(wǎng)的形成。在智能電網(wǎng)背景下，電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)及維護(hù)水平直接影響到整個(gè)智能電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，這需要先進(jìn)的監(jiān)測(cè)與維護(hù)技術(shù)支撐。鑒于此，文章對(duì)智能電網(wǎng)的基本特征進(jìn)行了分析，明確了智能電網(wǎng)中設(shè)備監(jiān)測(cè)和維護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)智能電網(wǎng)背景下電力設(shè)備監(jiān)測(cè)和維護(hù)技術(shù)開展深入的研究，以期能夠提高我國電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)水平。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);電力設(shè)備;監(jiān)測(cè)和維護(hù)技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TM76;TM507 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）06-0050-03

0 引言

在智能電網(wǎng)背景下，電力設(shè)備是其關(guān)鍵組成部分，是確保智能電網(wǎng)得以正常運(yùn)行的前提所在。通常而言，在智能電網(wǎng)中所涉及的各種電力設(shè)備，包括輸配電網(wǎng)、繼電保護(hù)裝置、電力變壓器及控制裝置等。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，在智能電力系統(tǒng)中對(duì)各種電力設(shè)備開展實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)與維護(hù)，已經(jīng)成為越來越重要的工作內(nèi)容之一。為此，有必要對(duì)智能電網(wǎng)背景下用于監(jiān)測(cè)和維護(hù)電力設(shè)備的相關(guān)技術(shù)開展相應(yīng)的研究。

1 智能電網(wǎng)的基本特征

智能電網(wǎng)是通過智能化技術(shù)的應(yīng)用而建立的，其以高度集成化的雙向通信網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，利用測(cè)量技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等手段，使電網(wǎng)在正常運(yùn)行的前提下，保障其安全、高效、經(jīng)濟(jì)及環(huán)?；l(fā)展。智能電網(wǎng)的基本特征主要表現(xiàn)在其所具有的防護(hù)能力、自愈能力及高效率運(yùn)行能力。首先，在防護(hù)能力上，智能電網(wǎng)可對(duì)自然災(zāi)害或人力破壞導(dǎo)致的故障進(jìn)行有效抵御，當(dāng)智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備發(fā)生物理損害時(shí)，智能電網(wǎng)仍舊能夠進(jìn)行穩(wěn)定地供電，即使黑客對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行惡意攻擊，智能電網(wǎng)也能采取相應(yīng)的措施來確保其運(yùn)行的安全、穩(wěn)定。其次，在高效率運(yùn)行能力上，智能電網(wǎng)可使電力設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的損耗有效減少，延長電力設(shè)備的運(yùn)行壽命，進(jìn)而節(jié)約智能電網(wǎng)的運(yùn)行成本?？紤]到電力設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)因許多因素而產(chǎn)生很大損耗，進(jìn)而降低了其運(yùn)行效率，甚至?xí)l(fā)故障。因此，為了確保智能電網(wǎng)的高效率運(yùn)行，針對(duì)其電線損耗、低負(fù)荷或超負(fù)荷損耗、設(shè)備維護(hù)不及時(shí)等情況，智能電網(wǎng)都能采取相應(yīng)的措施來減少損耗。最后，在自愈能力上，智能電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)自我恢復(fù)和管理，其可根據(jù)不同情況來調(diào)度各個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)，使運(yùn)行參數(shù)得到對(duì)應(yīng)設(shè)置，同時(shí)可通過評(píng)估自身運(yùn)行狀態(tài)來對(duì)隱患進(jìn)行自主排查，并向檢修人員反饋解決建議。

2 智能電網(wǎng)背景下電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 儲(chǔ)能技術(shù)

在智能電網(wǎng)背景下，儲(chǔ)能技術(shù)作為其關(guān)鍵技術(shù)之一，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力負(fù)荷的削峰填谷，以此最大限度地減少電力設(shè)備的運(yùn)行損耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力資源的合理分配與高效利用。通過在智能電網(wǎng)系統(tǒng)或用戶系統(tǒng)中接入儲(chǔ)能設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)分布在不同地點(diǎn)的電源進(jìn)行有效配合，這對(duì)于利用風(fēng)能或太陽能發(fā)電的智能電網(wǎng)來說，由于其在供電上具有顯著的間歇性特點(diǎn)，這也使其能夠通過儲(chǔ)能系統(tǒng)的利用來彌補(bǔ)這項(xiàng)不足。此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)還可根據(jù)不同用戶對(duì)電力的實(shí)際需求，通過控制智能系統(tǒng)中的各種電力設(shè)備，使這些電力設(shè)備在相互配合下滿足用戶對(duì)電力資源的個(gè)性化定制需求。

2.2 電力技術(shù)

在智能電網(wǎng)背景下，我國正致力于建立分布式電源供電系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)新能源的開發(fā)與利用更加關(guān)注，這也使我國對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量有了更大的要求。電力系統(tǒng)不僅要確保其正常運(yùn)行，還要保障其安全性、穩(wěn)定性和高效性，避免電能因遠(yuǎn)距離輸送而造成大量損耗，而這就需要利用先進(jìn)的電力技術(shù)進(jìn)行處理，以此確保電能經(jīng)處理后可大幅提高其利用效率。在未來發(fā)展中，電力技術(shù)將對(duì)超過95%的電能進(jìn)行有效處理。

3 智能電網(wǎng)背景下電力設(shè)備監(jiān)測(cè)和維護(hù)技術(shù)研究

3.1 電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)方案的制訂

一直以來，電力工程人員在對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)時(shí)，往往是通過人工的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)，這種方式不僅效率低下，而且也不利于電力工程人員實(shí)時(shí)掌握電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而造成電力設(shè)備中存在的安全隱患沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而引發(fā)各種故障問題，這不僅影響了電力設(shè)備乃至整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的正常使用，而且還影響了電力資源的正常供應(yīng)，增加了電力系統(tǒng)的維護(hù)成本。在智能電網(wǎng)背景下，通過智能化技術(shù)的運(yùn)用，可使電力工程人員利用信息技術(shù)手段對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)。電力工程人員可采用專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法制訂電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)方案，以此幫助電力工程人員對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中專家系統(tǒng)共包括5個(gè)組成部分，分別是推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫、人機(jī)接口、知識(shí)庫及解釋機(jī)制。在專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫與知識(shí)庫中存儲(chǔ)著大量的專家經(jīng)驗(yàn)，其可根據(jù)電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行推理，以此檢測(cè)出電力設(shè)備中潛在的故障類型，然后通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫與知識(shí)庫中的專家經(jīng)驗(yàn)為電力工程人員提供具體的檢修和維護(hù)建議。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中包含著大量的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元通過彼此連接形成復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可對(duì)輸入的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，并將故障檢測(cè)結(jié)果和警報(bào)信號(hào)作為輸出，這樣便可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)中各種故障的有效檢測(cè)。

3.2 電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)信息平臺(tái)的建立

在智能電網(wǎng)背景下，電力工程人員通過分析與調(diào)整電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以此確保電力設(shè)備能夠滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的使用要求。通過計(jì)算機(jī)與智能電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行綁定和連接，可以此建立電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)的信息平臺(tái)，電力工程人員可對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后從數(shù)據(jù)中分析其可能存在的故障，并針對(duì)該故障由專家系統(tǒng)或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能化手段制訂科學(xué)的解決方案，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)與調(diào)整，保障了智能電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，使智能電網(wǎng)系統(tǒng)中各個(gè)電力設(shè)備的工作協(xié)調(diào)能力大幅增強(qiáng)。

3.3 電力設(shè)備安全監(jiān)測(cè)保護(hù)功能

一直以來，電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的檢測(cè)與維護(hù)往往存在很大的滯后性，這也使電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中頻繁出現(xiàn)故障。智能電網(wǎng)背景下，通過專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能化技術(shù)的運(yùn)用，可使人們利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)智能電網(wǎng)中各種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的動(dòng)態(tài)化管理。通過采集智能電網(wǎng)中每條線路與各個(gè)裝置在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)對(duì)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過與正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以此判定這些數(shù)據(jù)是否為異常數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)檢測(cè)到異常數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)開啟自我保護(hù)。通過智能隔離故障的電力設(shè)備，以此減少故障給智能電網(wǎng)造成的不良影響，確保智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)的傳感器研發(fā)與應(yīng)用

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與維護(hù)技術(shù)正被越來越多的電力企業(yè)所使用，這也使電網(wǎng)系統(tǒng)的安全系數(shù)不斷提高。在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)中，傳感技術(shù)在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，該技術(shù)也是智能技術(shù)中的核心技術(shù)之一，通過傳感器的應(yīng)用，可幫助電力工程人員對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中的電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。目前，常用的傳感器有許多種類，如振動(dòng)傳感器、紅外線傳感器、溫濕度傳感器等。這些傳感器的研發(fā)與應(yīng)用，使其能夠從不同的角度采集電力設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，這也使傳感技術(shù)為電力工程人員在對(duì)電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與維護(hù)時(shí)提供了大量的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語

總而言之，在智能化技術(shù)的帶動(dòng)下，我國電力領(lǐng)域得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這也使電力設(shè)備在電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化轉(zhuǎn)變下，其安全性與可靠性不斷提高，大幅延長了電力設(shè)備在電網(wǎng)系統(tǒng)中的使用壽命。各種智能化技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，使設(shè)備維護(hù)與管理效率得到了顯著提高，節(jié)約了設(shè)備的檢修與維護(hù)成本，提高了電力企業(yè)的運(yùn)營效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]