基于“集中監(jiān)控+無人值守”模式的電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維策略優(yōu)化

國網(wǎng)吳忠供電公司 趙雯雯

當(dāng)前電網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的組成部分中，主要都是由變電站組成的。可以說，變電站作為供電系統(tǒng)中一個(gè)不可或缺的部分，對于整個(gè)供電系統(tǒng)來說都是十分重要的。因此，本文針對無人監(jiān)測與集中監(jiān)控的情況，以變電站為例，將這兩個(gè)方面應(yīng)用到不同的實(shí)際情況中，對于變電站以外的各種設(shè)備，也會在后續(xù)分析中提到。但不論是問題發(fā)生的位置還是實(shí)際使用過程中的使用頻次，變電站都在扮演一個(gè)主要的角色。從技術(shù)上找到問題，主要面向變電站解決相關(guān)問題，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的升級換代，迎來國家電網(wǎng)運(yùn)營的穩(wěn)定，為民眾帶來一個(gè)高效、穩(wěn)定、安全的用電環(huán)境，最終達(dá)到促進(jìn)社會和諧的目的。

1 數(shù)字化運(yùn)營改造

不論是集中監(jiān)控還是無人值守，這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的背后一定是靠數(shù)字化作為支撐的。數(shù)字化作為國家電網(wǎng)改造的重要環(huán)節(jié)，是能夠提供不同運(yùn)算結(jié)果和實(shí)際應(yīng)用場景的。例如在變電站中，如果將變電站改造為智能型變電站，那么其在實(shí)際運(yùn)用過程中將會有很大的進(jìn)步。數(shù)字化的變電站作為一種智能設(shè)備，其智能主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先數(shù)字化是一種指代，其主要意味著一種從人工向更加智能方向的轉(zhuǎn)變，將一部分人工操作的過程轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)的自動操作，利用預(yù)先設(shè)計(jì)好的相關(guān)程序并能夠符合工作中的人工標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以自主運(yùn)算，解決問題并及時(shí)報(bào)告，作為數(shù)字化，其目的就是朝著更高效率、更省人力的方向前進(jìn)的。

在實(shí)際電網(wǎng)的變電站運(yùn)用中，變電站發(fā)展出了一套智能、環(huán)保、自動、交互的智能方式。在這個(gè)過程中，有關(guān)數(shù)據(jù)會通過相關(guān)的儀器傳輸至智能變電站的儲存系統(tǒng)，通過數(shù)字化中的分析部分分析這一段儲存內(nèi)容的有關(guān)消息，分析完畢后，根據(jù)實(shí)際要求與需要進(jìn)行下一步解決，在解決過程中，如果遇到系統(tǒng)可以解決的問題，例如電網(wǎng)程序錯(cuò)誤、變電站系統(tǒng)故障等，智能模式中相關(guān)程序和硬件可以進(jìn)行重啟或修復(fù)，自動運(yùn)行解決程序，得以解決問題。而在遇到一些只有人工才能解決的故障，例如部件損壞或嚴(yán)重的軟件問題時(shí)，系統(tǒng)將會采用備用程序，及時(shí)上報(bào)有關(guān)部門，在收到維修故障的消息后，有關(guān)工作人員就會及時(shí)出動解決，即使是像這樣系統(tǒng)無法解決的問題，數(shù)字化電網(wǎng)設(shè)備也能夠及時(shí)上報(bào)給有關(guān)工作人員，避免了中間傳輸信息所損耗的時(shí)間，能夠在現(xiàn)有數(shù)字化技術(shù)中得到消息傳輸最高效的利用。

整個(gè)過程中，作為系統(tǒng)的處理、解決與傳輸，都很好地貫徹了數(shù)字化電網(wǎng)設(shè)備的相關(guān)要求。數(shù)字化作為當(dāng)前無數(shù)電網(wǎng)設(shè)備升級的一個(gè)不可或缺的前提，將變電站和其他相關(guān)重要電力設(shè)備升級到數(shù)字化設(shè)備的規(guī)定要求內(nèi)，就可以在之后進(jìn)行各種方式的革新與創(chuàng)新，后續(xù)的集中監(jiān)控與無人值守也都是在這個(gè)前提下完成的[1]。

當(dāng)前發(fā)達(dá)國家并沒有制定有關(guān)智能變電站的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但由于智能化和數(shù)字化正在迅速地發(fā)展，國外的有關(guān)電網(wǎng)設(shè)施也在不斷進(jìn)步，向著智能化與數(shù)字化不斷發(fā)展。而因?yàn)檎麄€(gè)世界并沒有制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)國家對于自身的設(shè)備智能化要求不同，這也導(dǎo)致了不同發(fā)電站的發(fā)展道路各不相同。

例如，西門子公司的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)就是設(shè)備的自動化程度，以及遇到緊急情況的緊急處理能力。在這條道路上，公司對于其發(fā)展的主要目標(biāo)就是能夠盡量減少人工干預(yù)，從而達(dá)到系統(tǒng)自動識別，自動解決的目的。這樣，就可以減少人工成本，提高整個(gè)電網(wǎng)公司的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)整個(gè)公司的發(fā)展進(jìn)步。而在ABB 公司看來，自動化并不是其公司發(fā)展的主要目標(biāo)，同樣作為電網(wǎng)發(fā)展的規(guī)模巨大的公司，ABB 公司著重于在如何運(yùn)行和在整體規(guī)模上把握整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行。該公司主要依靠較大規(guī)模和較大投資量完成各種各樣的有關(guān)研究項(xiàng)目，用來支撐ABB 公司對于一體化的研究與探索，走出了一條與西門子公司不同但同樣具有發(fā)展意義的發(fā)展道路。

2 當(dāng)前無人值守電站設(shè)備運(yùn)營現(xiàn)狀

2.1 無人值守變電站的整體狀況

從世界上整體電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r來看，無人值守是整個(gè)變電站和相關(guān)電網(wǎng)設(shè)備的發(fā)展趨勢。無人的優(yōu)點(diǎn)，最顯而易見的一點(diǎn)就是能夠減少相關(guān)人員的工作，有關(guān)工作人員可以不用上崗，利用數(shù)字化、智能化帶來的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)無人化的電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行，從而能夠達(dá)到人力資源的節(jié)約，減少相關(guān)人力成本，提高整個(gè)變電站和相關(guān)電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行效率。而從深層次的角度來看，無人值守的背后，代表的是一種技術(shù)自動化。表面上看其作為一種高效的運(yùn)行方式帶來的是實(shí)際上的效益提升，而實(shí)質(zhì)上它作為一種生產(chǎn)方式的變革，大大降低了以往人工工作過程中發(fā)生的一些風(fēng)險(xiǎn)。而作為生產(chǎn)力而言，無人值守的模式從過去較為繁瑣和重復(fù)的人力勞動脫離了出來，從根本上提升了供電模式中的生產(chǎn)效率。

在無人值守的過程中，利用數(shù)字化中遠(yuǎn)程操作的方式，將無人值守的優(yōu)勢最大化。在這個(gè)過程中，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性得到了提高。由于遠(yuǎn)程操作對于員工的數(shù)量要求少，同時(shí)對于員工的質(zhì)量要求高，這就導(dǎo)致了對于無人值守過程中遠(yuǎn)程操作相關(guān)工作人員的要求變得更高。在招聘工作人員時(shí)，對于他們的培訓(xùn)會更多，要求也更高。而這樣的流程走過后，遠(yuǎn)程操控的穩(wěn)定性自然得到了提高，在實(shí)際工作過程中，更加專業(yè)的電站工作素養(yǎng)能夠讓無人值守的電力設(shè)備變得更加安全，整個(gè)值守模式也更加專業(yè)，一旦出現(xiàn)問題，就能有具體有效的方法用來解決。

在中國，在110kV 和其以下的相關(guān)電網(wǎng)設(shè)備基本完成了無人值守的目標(biāo)。但對于數(shù)值更大的變電站，就沒有采用無人值守地方法看守，而是更偏向類似ABB 公司的自動化技術(shù)。由此看來，無人值守在中國的應(yīng)用前景暫時(shí)主要集中于110kV 這一規(guī)模的電網(wǎng)設(shè)備中。因此，在對無人值守電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)維過程中，要加強(qiáng)對110kV 這一情況下的具體研究。只有這樣，對于我國無人值守的具體情況才能有更好的研究與進(jìn)步，一旦研究產(chǎn)出成果，就可以應(yīng)用到我國數(shù)量巨大的電網(wǎng)設(shè)備中。

在這個(gè)過程中，同樣能運(yùn)用數(shù)字化帶來的其他優(yōu)秀成果，不斷更迭相關(guān)技術(shù)，使得自動化相關(guān)技術(shù)得以不斷進(jìn)步，使無人值守過程中在電站處的相關(guān)監(jiān)測設(shè)備更加精確，建立更加發(fā)達(dá)、傳輸效率更快的通訊基站，從而在無人值守的遠(yuǎn)程操控過程中獲得更好的響應(yīng)速度以及更少的延遲時(shí)間。在這個(gè)過程中，也要注意發(fā)生緊急情況的處理機(jī)制。一旦有遠(yuǎn)程操作無法解決的內(nèi)容，一般來說還是需要相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場解決與干預(yù)。而在這個(gè)過程中，如何及時(shí)止損，避免進(jìn)一步的損失，這都是需要有關(guān)工作人員考量的問題。同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)健全無人值守過程中電網(wǎng)設(shè)備的自我修復(fù)功能，這樣就可以將無人值守的作用最大化，避免重復(fù)性的相關(guān)工作人員的干預(yù)[2]。

2.2 無人值守情況下相關(guān)技術(shù)的更迭與創(chuàng)新

首先，自動化作為無人值守過程中一個(gè)不可或缺的重要成分，將其作為一個(gè)重要的升級對象，其實(shí)就是變相助推了無人值守的進(jìn)步。例如，在某電力公司的升級過程中，就升級了110kV 這一情況下的自動化系統(tǒng)，添加了在無人值守下系統(tǒng)的自動輔助功能，這一功能可以很好地通過SDH 技術(shù)的相關(guān)功能，從安全方面出發(fā)，及時(shí)報(bào)告現(xiàn)實(shí)情況中的一些問題并及時(shí)解決，利用多業(yè)務(wù)傳送平臺和分組傳送網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)輔助整個(gè)無人值守的進(jìn)程。

3 集中監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 集中監(jiān)控站點(diǎn)的運(yùn)作模式

集中監(jiān)控，顧名思義，通過現(xiàn)有的一定技術(shù)手段，加上相關(guān)工作人員的幫助，集中一定的監(jiān)測設(shè)備與技術(shù)，以聯(lián)合與合作的形式加強(qiáng)監(jiān)管一部分需要監(jiān)管的設(shè)備，從而達(dá)到及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的最終結(jié)果。在這種情況下，每一個(gè)集中的部分都要被下放進(jìn)需要監(jiān)管與調(diào)查的部件中，將需要監(jiān)測的部分與集中監(jiān)測設(shè)備一一對應(yīng)，由于當(dāng)前世界集電站發(fā)展的整個(gè)趨勢是無人值守化，這樣的趨勢帶來的結(jié)果就是供電系統(tǒng)與電網(wǎng)設(shè)備需要更加精密，檢測更加準(zhǔn)確地儀器。只有這樣，儀器檢測帶來的結(jié)果才能更讓人放心，后續(xù)的工作也自然順理成章地完成了。

集控站在遠(yuǎn)程工作的過程中，其主要作用就是控制調(diào)度，并且負(fù)責(zé)一部分的監(jiān)測功能。集控站首先要調(diào)度數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)和相關(guān)的物流行業(yè)，在所有調(diào)度工作完成后，需要將調(diào)度結(jié)果分種類、分批次地發(fā)送到不同的變電站中進(jìn)行下一步操作。在這種模式下，由于可以一次性控制多個(gè)不同的變電系統(tǒng)，繁雜巨大的數(shù)據(jù)將能被合理地區(qū)分與歸類。由于程序被簡化了，集中控制相比較過去較為老套的控制方法顯得更加有效率，還能節(jié)省不少的人力物力，從而達(dá)到節(jié)省成本，提高效益的良好結(jié)果。這種運(yùn)作模式的內(nèi)容較多，大批量的數(shù)據(jù)都需要相關(guān)硬件和人力進(jìn)行處理，但同時(shí)也能保證其安全性與有效性，在集控過程中，可以運(yùn)用好調(diào)度的數(shù)據(jù)，正確處理數(shù)據(jù)，最終得到正確的結(jié)果。

而一旦出現(xiàn)上述的內(nèi)容量巨大，工作過程需要多處分類的情況時(shí)，就需要采用集中監(jiān)控站點(diǎn)的分級管理了。分級管理就是利用數(shù)據(jù)之間的不同特點(diǎn)，以及每個(gè)數(shù)據(jù)對應(yīng)的處理難度，將各類結(jié)果按照一定的次序或規(guī)定分為不同的種類。按照這樣的次序分類以后，就可以進(jìn)入分級管理了。在分級管理的整個(gè)過程中，不同難度與種類的數(shù)據(jù)按照一定方式排列，并根據(jù)規(guī)定的次序分給不同的集控站進(jìn)行下一步處理。而當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，集中監(jiān)控就可以再次拆分，分成更小一層的集中監(jiān)控站點(diǎn)。直到達(dá)到了規(guī)定的范圍內(nèi)后，才可以進(jìn)行集中監(jiān)控的數(shù)據(jù)分發(fā)，下放到各個(gè)變電站里，從而進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)[3]。

3.2 我國當(dāng)前集中監(jiān)控站點(diǎn)的不足

目前，由于我國的無人值守電網(wǎng)設(shè)備越來越多，集控站的建設(shè)自然也被提上日程。但與國外一些相關(guān)自動化和集中監(jiān)控技術(shù)較為發(fā)達(dá)的國家相比，雖然我國無人值守電網(wǎng)設(shè)備基數(shù)大，但其技術(shù)發(fā)達(dá)程度相比較于國外還是有一定差距的。而自動化技術(shù)不論是對于集中監(jiān)控還是無人值守來說，都是一個(gè)基礎(chǔ)性的同時(shí)也十分重要的技術(shù)。而在技術(shù)方面，不單單是自動化技術(shù)這種較為硬性的技術(shù)，在軟性方面我國的相關(guān)水平較之國外也有一定的差距。因此，不論是硬件還是軟件，我國的集中監(jiān)控站點(diǎn)都有很大的進(jìn)步空間。這也是當(dāng)前需要迫切發(fā)展集中監(jiān)控站點(diǎn)的原因之一[4]。

4 集中監(jiān)控與無人值守的合作關(guān)系

在我國電網(wǎng)設(shè)備的改革與運(yùn)用過程中，出現(xiàn)了無人值守與集中監(jiān)控這兩項(xiàng)較為關(guān)鍵的技術(shù)。特別是當(dāng)前無人值守的運(yùn)作模式正在逐漸普及，我國國家電網(wǎng)以及其他有需要從事相關(guān)行業(yè)的公司或企業(yè)都應(yīng)適當(dāng)學(xué)習(xí)這種方法，并進(jìn)行一定的運(yùn)用。而在無人值守的技術(shù)內(nèi)容中，由于其作為一種復(fù)雜程度高，專業(yè)性較強(qiáng)的一門技術(shù)，一旦涉及到關(guān)于無人值守電網(wǎng)設(shè)備的內(nèi)容，就會涉及到很多較為前衛(wèi)或較為先進(jìn)的電力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)。特別是隨著近幾年網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷推行，大數(shù)據(jù)和智能AI 技術(shù)的下放，電力系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)以此契機(jī)，利用學(xué)習(xí)無人值守的機(jī)會及時(shí)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，為整個(gè)國家電網(wǎng)的改革與進(jìn)步添磚加瓦。

不論是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、分布式管理系統(tǒng)還是最新一代計(jì)算機(jī)編程語言，都為整個(gè)無人值守電網(wǎng)技術(shù)提供了非常重要的基礎(chǔ)性作用。在此過程中，集中監(jiān)控的作用自然就發(fā)揮出來，通過以自動化為基礎(chǔ)的無人值守技術(shù)可以提高整個(gè)國家電網(wǎng)的運(yùn)行效率，而在這其中十分關(guān)鍵的采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和歸納數(shù)據(jù)的功能就交由集中監(jiān)控來執(zhí)行。通過兩者的合作，集中監(jiān)控可以充分發(fā)揮其作用，而無人值守則可以利用集中監(jiān)控帶來的相關(guān)數(shù)據(jù)，優(yōu)化整個(gè)電網(wǎng)設(shè)備的相關(guān)策略[5]。

5 結(jié)語

在這樣一個(gè)電力發(fā)展迅速、用電需求量大，同時(shí)通電地區(qū)幾乎是覆蓋了全國的大背景下，人們對于國家電網(wǎng)的要求也自然越來越高。同時(shí)，由于供給的設(shè)施數(shù)量和精密程度都異常龐大，一旦這其中出現(xiàn)供電問題，就需要得到迅速解決，因?yàn)橐坏┕╇娫O(shè)施中電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)問題，那么其影響的就是整個(gè)地區(qū)的用電。其涉及的相關(guān)群眾的用電生活就會受到很大的影響，特別是當(dāng)前電力的影響范圍早已擴(kuò)散到了人民生活的方方面面。不論是通訊、娛樂休閑和工作，一旦離開電力，人民生活可以說是倒退了幾十年，一旦停電，其造成的危害和損失將會更大。從電力維修的相關(guān)現(xiàn)狀來看，當(dāng)前我國的電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，大多數(shù)情況下仍然采用的是人工維修電網(wǎng)相關(guān)故障設(shè)備的方法。在這種方法的實(shí)際運(yùn)用中，一般拖延時(shí)間長且維修效率不高。在技術(shù)突飛猛進(jìn)，不斷創(chuàng)新革新的過程中，利用好集中監(jiān)控與無人值守這兩項(xiàng)新技術(shù)，可以更好地幫助我國電網(wǎng)設(shè)備更新?lián)Q代，為人民提供更好地電力服務(wù)。