基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)的探討

許超 馮喬

摘要：當(dāng)前，我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已深入到千家萬(wàn)戶，“互聯(lián)網(wǎng)+”的實(shí)行，極大地推動(dòng)了國(guó)民消費(fèi)水平，并且促進(jìn)了各類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平也得到了相應(yīng)提高，增強(qiáng)了行業(yè)創(chuàng)新能力，為我國(guó)構(gòu)建新經(jīng)濟(jì)和新動(dòng)能提供了有效舉措，并且為我國(guó)其他部門增添了新動(dòng)力。我國(guó)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)技術(shù)相融合，已成為我國(guó)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，這也標(biāo)志傳統(tǒng)電力行業(yè)在“互聯(lián)網(wǎng)+”智能配電網(wǎng)方面的轉(zhuǎn)變。因此，探討研究“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的未來發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;智能配電網(wǎng);運(yùn)維技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)的意義

“互聯(lián)網(wǎng)+”，即以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)，并有機(jī)結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)與各生產(chǎn)行業(yè)結(jié)合起來，以更好地促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型與現(xiàn)代化發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)+智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)，由于大數(shù)據(jù)、通信技術(shù)的結(jié)合，使得配電網(wǎng)運(yùn)維工作擺脫了對(duì)地理位置的依賴，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流與信息流之間的完美統(tǒng)一，因此已經(jīng)成為智能配電網(wǎng)運(yùn)維工作的主要發(fā)展方向?；ヂ?lián)網(wǎng)與智能配電網(wǎng)的融合，可以使電力能源的調(diào)配更加便捷、更加高效，從而有利于實(shí)現(xiàn)電能供需的最優(yōu)化配置，達(dá)到一定范圍內(nèi)電能的工序平衡，有利于降低電力調(diào)度成本、減少電力傳輸損耗，還有利于減少配電基礎(chǔ)設(shè)施的投入，對(duì)于改善如今日益突出能源短缺與能源供求矛盾問題、實(shí)現(xiàn)綠色配電，有著重要的意義。

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)配電網(wǎng)系統(tǒng)不斷完善，但是仍有一些地區(qū)由于受到配電網(wǎng)投入成本高、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施水平低、項(xiàng)目工期長(zhǎng)等因素的限制，導(dǎo)致我國(guó)配電網(wǎng)整體上存在建設(shè)不均衡的局面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全覆蓋。同時(shí)，智能配電網(wǎng)運(yùn)維過程中，需要涉及到的元素包括設(shè)備零部件及專業(yè)維修工具、專業(yè)維修人員與專業(yè)技術(shù)人員等。但實(shí)際上，配電網(wǎng)運(yùn)維工作的成本較高，且往往花費(fèi)了大量的人力、物力，效果卻不盡人意。以W=T1（/ T+T2）代表配電網(wǎng)運(yùn)維效率計(jì)算公式。其中，W 是配電網(wǎng)運(yùn)維效率，T1 是配電網(wǎng)的有效工作時(shí)間，T2 是配電網(wǎng)的維護(hù)的時(shí)間。由此可見，配電網(wǎng)運(yùn)維效率與配電網(wǎng)維護(hù)的時(shí)間成反比。因此，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)維效率的提高，必須縮短配電網(wǎng)維護(hù)的時(shí)間。

2 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)

“互聯(lián)網(wǎng)+”支持下的智能配電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)主要是由信息中心、運(yùn)維診斷中心、運(yùn)維專家中心、典型案例中心以及服務(wù)交互平臺(tái)等組成。其中，信息中心主要是利用采集設(shè)備全面采集配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)期間存在的各項(xiàng)故障問題，在收集完成之后由技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行整理，存儲(chǔ)在信息采集中心;運(yùn)維診斷中心主要是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷算法以及故障定位技術(shù)等全面診斷故障問題;運(yùn)維專家中心主要是建立全球配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)專家群交流中心，對(duì)專家在線聊天以及視頻會(huì)議等信息資料進(jìn)行全面收集;典型案例中心主要是對(duì)典型案例進(jìn)行收集，全面分析故障測(cè)試數(shù)據(jù)，跟蹤設(shè)備零件的錯(cuò)誤信息;服務(wù)交互平臺(tái)主要是采用微信公眾平臺(tái)以及應(yīng)用軟件等對(duì)用戶普及用電常識(shí)，對(duì)于用戶出現(xiàn)的基本故障問題可以遠(yuǎn)程指導(dǎo)檢修。

2.1“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)的信息采集

由于我國(guó)電力輸配線路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不平衡，很多配電線路都分布在環(huán)境氣候比較惡劣的山區(qū)，形成信息的孤島和業(yè)務(wù)的孤島，發(fā)生故障時(shí)，依靠人工巡線來尋找配電線路故障的效率會(huì)很低，消耗大量的人力和物力，并且增加了停電的時(shí)間，因此，利用互聯(lián)網(wǎng)電力故障檢測(cè)終端實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

業(yè)務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)化，必將需要設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)化。配電網(wǎng)及終端設(shè)備接入網(wǎng)，將是智能配電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的前提。通過發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、用電設(shè)備等環(huán)節(jié)部署各類能效監(jiān)測(cè)終端、控制器、環(huán)境傳感器、視頻監(jiān)控等采集控制單元，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、用電、環(huán)境及安全數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，是實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域能源管理的末端“神經(jīng)元”。通過“樹狀匯聚”、“縱向貫通”、“扁平化匯聚”的3 種流量形態(tài)，形成以終端用戶為末梢，以平臺(tái)為調(diào)度管理中心的智能配電網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)，對(duì)人、財(cái)、物進(jìn)行集約化管理。

信息的采集分為兩個(gè)方面：配電網(wǎng)設(shè)備出廠數(shù)據(jù)和配電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)設(shè)備出廠數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠反映設(shè)備性能;配電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，在電力輸配電線路上安裝電流、電壓互感器，互感器將電力一次值轉(zhuǎn)換為二次電流及電壓值。通過終端的濾波放大電路處理后，利用AD 轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。處理器通過并口通訊獲取數(shù)字信號(hào)，使用定時(shí)器等功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻傅里葉計(jì)算，計(jì)算出實(shí)時(shí)電流、電壓值。將數(shù)據(jù)與定值進(jìn)行比較計(jì)算，判斷其故障類型。并將故障類型及電力參數(shù)，利用串行及IO 口通訊發(fā)送至無(wú)線傳輸模塊，無(wú)線傳輸模塊通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至運(yùn)維人員和后臺(tái)。在平時(shí)的監(jiān)測(cè)維修過程中，應(yīng)該時(shí)刻注意將設(shè)備現(xiàn)有狀態(tài)的數(shù)據(jù)與原始狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從對(duì)比當(dāng)中，得到設(shè)備的參數(shù)變化情況，為設(shè)備的維護(hù)

提供參考數(shù)據(jù)。

2.2“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)電力故障的鑒定

電力系統(tǒng)輸出配電網(wǎng)的工作頻率為50Hz，即為20ms 為一個(gè)正弦波，一個(gè)正弦波會(huì)分為80 個(gè)采集點(diǎn)。定時(shí)器到達(dá)規(guī)定時(shí)間時(shí)，會(huì)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，同時(shí)利用AD 轉(zhuǎn)化芯片進(jìn)行通訊，采集離散數(shù)據(jù)。通過離散數(shù)據(jù)可測(cè)算出參數(shù)的有效值和最大值。通過得到的數(shù)據(jù)與定值進(jìn)行比對(duì)。如果數(shù)據(jù)是在正常的范圍內(nèi)，則對(duì)程序發(fā)送，將數(shù)據(jù)發(fā)送到正常的數(shù)值范圍，如果數(shù)值不在正常的范圍之內(nèi)，則對(duì)故障進(jìn)行鑒定，同時(shí)將故障的類型進(jìn)行無(wú)線發(fā)送。在電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)對(duì)智能電網(wǎng)設(shè)備的故障情況加以分析，制定出可行性報(bào)告，報(bào)告的內(nèi)容可體現(xiàn)在以下方面，第一，電網(wǎng)設(shè)備是否應(yīng)進(jìn)行維修。第二，電網(wǎng)設(shè)備的維修經(jīng)費(fèi)分析。電力系統(tǒng)部門應(yīng)在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，盡量減少經(jīng)濟(jì)成本的投入，同時(shí)要對(duì)維修的效果來制定維修方案。從故障所反饋的參數(shù)和原有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，可以有效判定電力設(shè)備的運(yùn)行狀況和使用壽命，進(jìn)而對(duì)該設(shè)備今后可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估。

2.3“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)的維修及數(shù)據(jù)分享

智能配電網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)所需要的維護(hù)修理人員及工作方式包括：第一，智能配電網(wǎng)需要專業(yè)的技術(shù)型人才，對(duì)供電設(shè)備所生成的原始數(shù)據(jù)和智能配電網(wǎng)上所實(shí)時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，對(duì)智能配電網(wǎng)裝備運(yùn)行和維護(hù)修理中遇到的難題進(jìn)行整理和分析。同時(shí)對(duì)一線的工作人員進(jìn)行統(tǒng)一的培訓(xùn)，在技術(shù)難點(diǎn)上和技術(shù)重點(diǎn)上進(jìn)行技術(shù)突破，對(duì)于一些關(guān)于技術(shù)和維修的難題可以發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與高端的技術(shù)人才進(jìn)行在線學(xué)習(xí)和溝通。第二，智能配電網(wǎng)同時(shí)需要大量的一線運(yùn)行維護(hù)人員。一線工作人員對(duì)客戶所上傳的智能配電網(wǎng)的故障問題進(jìn)行檢測(cè)和維修，在維護(hù)過程中，要對(duì)電力設(shè)備裝置進(jìn)行測(cè)試、診斷和維護(hù)，并且建立整理檔案。在維修中遇到難題，應(yīng)及時(shí)與專業(yè)的技術(shù)人員和專家進(jìn)行交流，商討處理維修方案，通過技術(shù)人員的分析和指導(dǎo)，有效解決智能配電網(wǎng)設(shè)備的問題。第三，智能配電網(wǎng)需要運(yùn)行維護(hù)支持專家，與技術(shù)人員交流經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一線運(yùn)維人員所面臨的問題予以遠(yuǎn)程指導(dǎo)。同時(shí)對(duì)智能配電網(wǎng)新技術(shù)要不斷創(chuàng)新和開發(fā)，對(duì)于故障的案例進(jìn)行記錄，并且上傳，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維經(jīng)營(yíng)共享。

結(jié)語(yǔ)

智能的配電網(wǎng)運(yùn)行管理維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握配電線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)情況，達(dá)到能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)線路負(fù)荷及定位故障位置，提高運(yùn)維工作效率，節(jié)約投入成本，最大程度地讓用戶滿意，是智能配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)，為智能配電網(wǎng)的完善提供了保證和高性能的軟硬件支撐，保證了終端技術(shù)的先進(jìn)性，更好地滿足用戶的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]趙江河.智能配電網(wǎng)的體系架構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].供用電，2016，33（10）：2-6.