變電運(yùn)維中電力信息故障處理的方法研究

梁明

摘要：根據(jù)我國(guó)各行業(yè)的發(fā)展情況得出電網(wǎng)的發(fā)展是不變的趨勢(shì)，而對(duì)電網(wǎng)變電的維護(hù)工作也是必不可少的。所以，電網(wǎng)維修部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的修理，完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提高工作人員在維修過程中的技術(shù)水平，保證電網(wǎng)變電能夠一直正常運(yùn)行。當(dāng)下電力站在進(jìn)行智能化工作的過程當(dāng)中，需要使用到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)施以及不同的運(yùn)轉(zhuǎn)體系，從而集中管理變電站。整個(gè)變電站的運(yùn)作情況就更容易進(jìn)行監(jiān)控，減少了很多不良情況的發(fā)生。針對(duì)變電運(yùn)維過程中故障信息識(shí)別不精確、識(shí)別效率低等問題，文章采用基于傳統(tǒng)運(yùn)維安全處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出先進(jìn)的多層安全防護(hù)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)維;電力信息故障;處理方法

引言

為了保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ顚?duì)于多元化電能的需求，采用變電運(yùn)維技術(shù)是十分必要的。通常情況下，電力系統(tǒng)會(huì)受到來自于多方面的影響，如何快速?gòu)氖芨蓴_狀態(tài)恢復(fù)到穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)是衡量電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，所以變電運(yùn)維技術(shù)對(duì)于電力系統(tǒng)至關(guān)重要。變電運(yùn)維技術(shù)在保障電網(wǎng)安全運(yùn)行中起到了關(guān)鍵作用，降低電力系統(tǒng)故障率，降低電力經(jīng)濟(jì)損失。

1變電運(yùn)維技術(shù)分析

從變電運(yùn)維技術(shù)的角度來看，需要滿足如下要求：（1）變電站設(shè)備安全可靠：如果要保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在當(dāng)前變電站無人值班或少人值班模式下，其核心在于提高現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的可靠性;如果變電站設(shè)備故障率較高，會(huì)給實(shí)行無人值班或少人值班模式帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。（2）遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備安全可靠：根據(jù)變電運(yùn)維技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，無人值班或少人值班模式時(shí)代已到來，調(diào)控中心全部的運(yùn)行信息都來自于遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，所以保證遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的可靠性十分重要，其會(huì)直接影響到電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性?，F(xiàn)有的遠(yuǎn)動(dòng)裝置硬件設(shè)備使用壽命普遍在十年左右，多數(shù)使用硬盤作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，通過電力光纖網(wǎng)等媒介實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中若遠(yuǎn)動(dòng)裝置故障或失電，將存在極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。（3）數(shù)據(jù)通信通道：為了保證變電運(yùn)維技術(shù)的安全可靠，數(shù)據(jù)通信通道的安全可靠性以及冗余性要得到保證，保證數(shù)據(jù)能夠安全、穩(wěn)定傳輸。（4）數(shù)據(jù)配置：要保證數(shù)據(jù)配置的全面性、安全性、正確性和互補(bǔ)性，充分發(fā)揮變電運(yùn)維技術(shù)的作用。（5）主控中心安全可靠：為了保證變電運(yùn)維技術(shù)的正常應(yīng)用，主控中心需要發(fā)揮其協(xié)調(diào)作用，充分發(fā)揮各個(gè)子功能系統(tǒng)的作用;全方位保證各個(gè)子系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠。

2變電運(yùn)行管理存在的問題

2.1變電運(yùn)維安全管理不到位

然而，隨著工作年限的增加，在變電運(yùn)維的部分員工逐漸出現(xiàn)了麻痹大意的思想，忽視安全管理的重要性。一方面，這是由于員工本身的安全意識(shí)不高引起的，認(rèn)為搶修進(jìn)度或設(shè)備維護(hù)等工作才是重中之重，安全管理是套在變電運(yùn)維工作上的“枷鎖”，影響工作效率;另一方面，安全管理的培訓(xùn)和教育落實(shí)不到位，盡管現(xiàn)有安全管理確實(shí)保證了必要頻度的課時(shí)和講座，但是千篇一律的枯燥授課使得培訓(xùn)和教育效果較差。此外，在變電運(yùn)維的安全管理工作中，很多停留在“喊口號(hào)”和“做記錄”階段。由于在變電運(yùn)維工作中并沒有對(duì)如何進(jìn)行安全管理做出細(xì)節(jié)上的說明，這使得很多班組安全員并沒有切實(shí)執(zhí)行自己的職責(zé)，導(dǎo)致安全管理形式化，為了應(yīng)對(duì)檢查而“做記錄”。

2.2設(shè)備維護(hù)管理不到位

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備容量也不斷在提升，這使得變電設(shè)備的成本越來越高。然而，變電設(shè)備采購(gòu)成本的提高并沒有對(duì)應(yīng)越來越高的設(shè)備維護(hù)質(zhì)量。一方面，這是由于電力企業(yè)不重視設(shè)備維護(hù)引起的，長(zhǎng)期注重各種搶修速度、消缺次數(shù)等考核指標(biāo)的變電運(yùn)維班組，沒有采取相應(yīng)的措施提高設(shè)備的維護(hù)次數(shù)和質(zhì)量;另一方面，變電設(shè)備檢修模式有待改進(jìn)，為了快速消缺，很多變電運(yùn)維人員只注重消除現(xiàn)有故障而沒有進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮，這使得設(shè)備檢修質(zhì)量低下、人力資源浪費(fèi)、設(shè)備穩(wěn)定性差等。由于設(shè)備維護(hù)管理不到位，引起的變電設(shè)備“亞健康”，容易引起變電設(shè)備處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易頻繁引發(fā)故障，威脅電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。

3變電運(yùn)維中電力信息故障處理的方法

3.1壓縮感知算法在變電運(yùn)維中的應(yīng)用

變電運(yùn)維過程中，主要考慮對(duì)故障地點(diǎn)的排查與故障形式的確定，以此能夠用最快的速度對(duì)故障的處理方式與處理過程進(jìn)行規(guī)劃，這一點(diǎn)在運(yùn)維處理過程中尤為重要。傳統(tǒng)運(yùn)維定位系統(tǒng)算法由于數(shù)據(jù)的精細(xì)度不高，算法模糊值過多導(dǎo)致最終計(jì)算出的定位也有較大的差異。故障信息的特點(diǎn)，將壓縮感知算法應(yīng)用于定位系統(tǒng)中去，通過權(quán)值的設(shè)置將故障信號(hào)定位進(jìn)行精細(xì)化處理，通過故障信號(hào)的算法定位和多傳感器定位給出基礎(chǔ)定位信息，然后將基礎(chǔ)定位信息進(jìn)行權(quán)值判斷，定位信息清晰的賦予高權(quán)值，定位信息模糊的賦予零權(quán)值，定位信息規(guī)定區(qū)域但不確定的賦予低權(quán)值，將權(quán)值賦予后的信息可以再次調(diào)整定位，反饋到定位匹配中，將信息更加精細(xì)化，從而使得定位的準(zhǔn)確性得到保證。

3.2貪婪匹配重構(gòu)算法對(duì)壓縮感知算法的補(bǔ)充

貪婪算法主要面向于定位模糊和不確定定位的故障信號(hào)。將這些低權(quán)值甚至無權(quán)值的故障信號(hào)通過貪婪算法所擁有的篩選機(jī)制，對(duì)原信號(hào)庫(kù)進(jìn)行選擇整理，利用迭代逐步逼近設(shè)定的閾值，從而達(dá)到原始信號(hào)在一個(gè)壓縮后的稀疏感知域的模糊表示。本研究主要通過正交匹配和跟蹤采樣相結(jié)合的貪婪匹配重構(gòu)算法，將計(jì)算的復(fù)雜度降低，減少對(duì)運(yùn)算速度的要求，由于經(jīng)過多次迭代，計(jì)算得出較為適合的系數(shù)，通過系數(shù)區(qū)域閾值的選擇漸漸縮小故障信號(hào)間的線性組合，從而產(chǎn)生高速的重建效率和非常優(yōu)秀的重建效果，并且在對(duì)變電運(yùn)維中的電力信息故障進(jìn)行處理的過程中，能夠保證信息計(jì)算的穩(wěn)定性。

3.3超聲信號(hào)網(wǎng)格定位算法對(duì)故障精細(xì)化定位的處理

超聲信號(hào)因傳播速度快，在測(cè)量精度方面能夠達(dá)到微秒級(jí)別的測(cè)量精度。因此，在變電運(yùn)維中，通過使用超聲信號(hào)對(duì)不易定位的故障信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)格定位，網(wǎng)格大小的初始值選擇根據(jù)運(yùn)維區(qū)域的大小進(jìn)行選擇，每次篩選將網(wǎng)格平均分為4分，細(xì)化到其中的1份。超聲波網(wǎng)格精細(xì)算法就是利用此方法將故障信號(hào)集合比作一個(gè)網(wǎng)格，不斷對(duì)其進(jìn)行精細(xì)化，輔助壓縮感知算法對(duì)故障點(diǎn)的精細(xì)化過程進(jìn)行處理，進(jìn)而使得最終結(jié)果的精細(xì)度更加穩(wěn)定。

3.4電力信息故障監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

變電運(yùn)維的電力信息故障因素具有多樣性與不確定性，因此本研究通過搭建安全防護(hù)平臺(tái)對(duì)電力信息故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。變電運(yùn)維過程中的電力故障信息經(jīng)由傳感層網(wǎng)絡(luò)采集交由前端通信，核心層計(jì)算甄別，最后交由應(yīng)用層對(duì)處理后的信息進(jìn)行應(yīng)用可視化，對(duì)故障信息進(jìn)行報(bào)警，運(yùn)維人員通過應(yīng)用操作，能夠選擇不同的運(yùn)維信息作為關(guān)注點(diǎn)，針對(duì)不同權(quán)值的信息也具有不同的報(bào)警方式。保證了大故障與小故障處理緩急程度的排序。

結(jié)束語(yǔ)

基于變電運(yùn)維中的電力信息故障處理技術(shù)、通過貪婪匹配算法對(duì)壓縮感知算法進(jìn)行改良，讓其更適用于電力信息的處理中，使用超聲信號(hào)網(wǎng)格定位算法對(duì)區(qū)域內(nèi)的故障點(diǎn)進(jìn)行定位。構(gòu)建出新型的三層運(yùn)維系統(tǒng)物理模型與三層軟件模型，進(jìn)一步改進(jìn)了傳統(tǒng)變電運(yùn)維系統(tǒng)精度不高與時(shí)延過長(zhǎng)等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單迅速且高準(zhǔn)確率對(duì)區(qū)域內(nèi)變電運(yùn)維的安全運(yùn)行與檢修，這使得變電運(yùn)維電力信息故障處理領(lǐng)域提升了一個(gè)新的技術(shù)高度。

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