智能电网中的一次设备有关数据分类研究

智能电网中的一次设备有关数据分类研究

于丽平

（国网冀北电力有限公司廊坊供电公司065000）

摘要：智能电网一次设备的数据被分为五种，包括：基础数据和试验数据、运行数据、在线监测数据、缺陷数据、事故数据。对这些数据进行分类研究，可有效监测智能电网的运行状况，为业务应用开发和运行提供支撑。本文主要分析一次设备有关数据的分类和整理方法，并对数据与网络之间的关系进行了分析，以期为智能电网一次设备有关数据的管理提供一定的参考和借鉴。

关键词：智能电网；一次设备；在线监测；数据分类

随着我国电力事业的不断发展，智能电网目前已成为电网建设的普遍趋势，其电网运行不断向安全、可靠、经济、高效、环境友好的方向发展[1]。智能电网的核心为信息化、数字化、自动化与互动化，而其实现基础离不开对一次设备有关数据的分类、研究与整理。目前，大多数研究者对智能电网的研究多集中于电网的规划和运行、电网本身的可靠稳定和二次设备，而对一次设备的智能化研究较少[2]。一次设备的智能化主要包括技术和信息两部分，其中技术主要由供应商负责，而一次设备的数据信息则主要由设备运行单位负责。本文即从运行的角度出发，对智能电网中一次设备有关数据的分类进行探讨。

一、一次设备数据的分类

智能电网的数据涵盖内容非常广泛，除数据本身以外，还包括波形、声音、图片等，这些均以数据的形式提供。为了方便对数据进行管理，有必要对数据进行分类。一次设备的数据主要分为五类，包括：基础数据和试验数据、运行数据、在线监测数据、缺陷数据、事故数据。

（1）基础数据：主要指一次设备的基本参数，如额定值、尺寸、型号、基本要求等，是恒定不变的固定参数，而其他数据为设备的动态数据。

（2）运行数据：主要指一次设备，如变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器在运行过程中产生的数据，如电流、电压、断路器动作次数等。

（3）试验数据：指通过专业仪器试验检测所得的有关一次设备电气、机械、化学特性等方面的数据。试验数据的收集一般在设备停电后进行，如检测绝缘电阻、直流电阻；或设备没有停电，但试验却不在设备本体进行，如油耐压值的检测等。

（4）在线监测数据：主要指通过在线监测设备所获得的关于设备电气、机械、化学特性等的数据，是在设备持续运行的状态下监测的到的。在线监测的内容主要包括绝缘油的色谱分析、电熔套管的介损值等等。

（5）缺陷数据和事故数据：指电网运行发生故障时所得到的相关数据，如发生短路时电流的最高值及有效值、短路电流波形等。

二、数据采集

2.1基本数据和试验数据的采集

一次设备数据的采集方式主要包括手动输入和自动采集两种，基本数据和试验数据主要由人工输入获得。基本数据由制造商的说明书提供，并由操作者按说明书重新将基本数据输入到操作和管理系统。试验数据主要包括出厂、交接、状态检修等的试验数据，其提供来源主要为设备厂家和试验单位的试验报告，其数据的采集主要通过运行人员根据纸质试验报告数据进行人工采集，将其输入到生产管理系统中。由于数据较大，通过人工输入的方式进行采集不仅会耗费大量人力、错误率较高，而且某些数据（如图形类的数据）输入不方便，易导致生产管理系统中的数据不全面[3]。因此，设备制造商、试验单位与运行单位应共同参与到智能电网的建设，共同开发远程端程序，使制造单位和试验单位通过网络、通过报送电子格式数据，为生产管理系统输入基本数据和试验数据。

2.2运行数据

运行数据的收集目前大部分主要通过人工输入的方式得以实现，但随着智能电网技术的发展，已有相当一部分人工输入的运行数据可通过自动采集进入监控系统，如断路器的动作次数、各种压力等。但出于经济、综合技术等因素的考虑，有相当一部分数据仍需通过人工输入获得，如巡视数据等。

目前，变电站的监控系统会自动采集电压、电流、变压器油温等少量运行数据，这些数据一部分会上传到调度中心，但大多数会保存在变电站，虽然这样可较大程度保证数据的安全性，但同时也造成了数据封闭，共享性较差的弊端，影响了数据的利用效率。随着智能电网的建设，更多的运行数据将被自动采集，进入数据中心，分级使用，以便实时掌握设备的运行情况。同时由于数据开放程度增加，数据的调取更为便利，使得调用历史数据对设备过去运行状态进行研究更为便利，如在变电站中，可通过分析变压器的电压、电流、温度等数据研究其在不同状态下对绝缘老化的影响。

2.3在线监测数据

一次设备的在线监测数据主要来自在线监测装置，其监测内容主要包括变压器的油色谱、线路绝缘子的表面泄露电流等。但从目前在线监测的应用情况来看，一次设备的在线监测技术并不成熟，监测面也较为狭窄，在线监测数据的收集与运用也主要由变电站或运行工区层进行，数据收集与运用渠道较为单一，且在线监测数据的运用也十分有限。因此，在线监测没有形成完善的网络形式，其监测设备与数据传输也缺乏有效的共享与联动协调，往往各自为战，影响了在线监测的质量和效率[4]。一些在线监测的数据虽然实现了远程传递共享，但并没有贮存在数据中心，影响了在线监测数据功能的使用和发挥。因此，在智能电网建设中，必须加大对在线监测设备及管理系统的投资，建立完善的在线监测数据网络。

2.4缺陷数据

缺陷数据往往并不是一次设备相关数据中独立存在的数据，而是包含在试验数据、运行数据或在线监测数据中，如当变压器油发生问题时，在线监测中的油色谱会发生异常；再如当断路器的压力下降时，会导致重合闸闭锁，相应的压力数据也会发生异常。

随着智能电网中一次设备数据网络的建构，试验数据、运行数据和在线监测数据进入生产管理系统或数据中心，设备的缺陷数据自然包含其中。但为了保留更多的信息，需要对缺陷进行人工描述。

2.5事故数据

事故数据由故障记录装置和保护装置自动收集并保存在监视系统,是电力系统中的最重要的记录，例如，通过断路器的事故跳闸次数和切断的故障电流可以估算断路器的预期寿命、决定断路器的检修策略。但由于在线监测系统的独立性、封闭性，导致事故数据共享、应用不便，进而导致在实际工作中相关工作人员对真实事故数据的重视程度不够。但随着智能化电网的建设，事故数据进入数据中心所需成本较小，使事故数据的利用率大大提高。但在数据导出上，事故数据目前必须通过专用软件才能导出，操作、使用不方便[5]。

三、数据应用

智能电网一次设备数据网络建立的最初级的目标是为了实现对各种数据的综合应用。数据的应用主要包括以下几个方面：一次设备的状态评价和检修策略、设备选型、调度策略。这些应用的发挥必须具备一定的软件支持。目前一次设备的状态评价和检修策略的数据应用仍处于试运行阶段，而利用数据进行设备选型则相对简单，只要保证数据输入、维护正常即可。而调度策略的优化需要综合考虑较多的因素。

四、结语

综上所述，智能电网中一次设备的数据主要分为5类：基础数据和试验数据、运行数据、在线监测数据、缺陷数据、事故数据，这些数据的采集、贮存和运用构成了一次设备的数据网络。一次设备数据的网络化建构是保证数据得以存储和传输的媒介，同时也是一次设备智能化建设的基础。因此在实践工作中，应加强对一次设备有关数据的分类研究，不断完善一次设备数据的网络结构，加快推进智能电网的建设进程，有效保障电力系统运行的安全性和可靠性。

参考文献

[1]孙磊.关于变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].工业,2016(11):00169-00169.

[2]宋亚奇.云平台下电力设备监测大数据存储优化与并行处理技术研究[D].华北电力大学(北京),2016.

[3]张震.智能变电站一次设备在线监测系统分析[J].数字技术与应用,2016(11):69-70.

[4]张鹏.智能配网自动化数据通信网络组网设计研究[J].通讯世界,2016(12):159-160.

[5]崔俊彬.智能电网量测数据云存储技术研究[D].华北电力大学,2016.