大数据分析模型的输变电设备智能运维研究

大数据分析模型的输变电设备智能运维研究

娄松松

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东济南 250000

摘要：近年来出现了有关输变电设备危险突发事故，大量案例表明，对于输变电设备突发状况电力企业运维部门要及时的处理，防止供电网络瘫痪造成经济损失。因此，输变电运维工作需要严谨的工作态度，极高标准化流程进行操作，十分考验运维人员技术水平，并且面临海量的输变电设备数据，研究出一种新型的运维系统是目前亟待解决的难题。在这样的大环境下，本文研究出输变电设备智能运维监测系统以实现输变电设备的状态风险监测，下文将针对整个系统方案设计来进行描述。

关键词：输变电设备;智能运维；研究

引言

输变电设备在电力系统中占有重要地位，要使电力系统保持稳定，就要保障输变电设备的安全运行。因此，要对输变电设备进行巡检，及时发现故障和安全隐患，并进行排除，使输变电设备能够正常运行。输变电设备布设范围广、环境复杂，传统的巡检难以对输变电设备进行全方位的监测。输变电智能巡检技术能够使巡检工作更加安全，并使巡检效率得以提升，为维护电网安全运行做出了贡献。目前，我国输变电巡检技术的智能化水平还有很大的提升空间，需要电力工作者不断进行研究，利用先进的智能化巡检技术提升输变电巡检工作的效率。

1标准架构

下面通过依次研究输变电设备远程运维业务流程、数据流和交互，导出重点研制标准范围以及标准之间的关系。输变电设备远程运维业务流程主要包括现场作业、数据处理、状态评价、故障模式识别和预测性维护决策。输变电设备运维人员运用移动终端和各类检测仪器在现场进行巡检、带电检测以及诊断性试验等作业，同时，在线监测系统通过传感器获取现场设备的监测数据，中心侧对现场数据进行处理，利用这些数据以及其他与输变电设备相关的台账数据等进行设备的状态评价和故障模式识别，并最终给出设备的预测性维护决策，最后输变电设备运维人员在决策指导下进行设备的运维，这样就形成一个业务流程的闭环。《国家智能制造标准体系建设指南》从生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建了智能制造系统架构。开展输变电设备远程运维标准研究的过程，充分借鉴智能制造系统架构的设计思路。首先输变电设备远程运维是以物联网为基础，以数据为内核，以服务为载体的智能制造新模式，基于这样的认识，在深入分析标准化需求的基础上，综合智能制造系统架构各维度逻辑关系，将智能功能维度映射到“生命周期-系统层级”平面，进一步的基于输变电设备远程运维的以用户为中心的本质。依据基础共性标准和“智能服务”的“远程运维”关键技术标准，围绕《中国制造2025》中提出的十大重点领域，兼顾传统制造业转型升级的需求，优先选取“电力装备”领域的“特高压输变电设备”实现突破，结合本行业发展需求和智能制造水平，通过逐级分解细化输变电设备远程运维的业务流程、业务流程之间的数据流以及数据流的交互，最终明确输变电设备远程运维需要研究的标准体系。

2大数据分析模型的输变电设备智能运维研究

2.1输电设备的状态监测

基于物联网技术的输电设备状态监测感知层主要体现在杆塔、输电线路等各个传感器上，利用监测技术能够更好地收集和利用各类数据信息，帮助相关人员更为全面、实时性的收集整理输电线路的各种状态信息，之后通过网络来将这些信息传输到数据中心。当前，输电线路在线监测技术基本被人们应用到气象监测、导线温度监测、线路绝缘子监测、风偏监测、振动监测、图像监测等。从实际应用情况来看，在线监测技术在输电线路感知层中应用时候面临不同程度的供电问题。针对这个问题，需要相关人员借助先进的技术形式来思考怎样丰富发电方式，目的是提升低温储能能力，提升整个电力系统的供电能力。

2.2电力电缆智能巡检技术应用

电力电缆智能巡检技术中的重点在于对温度场分布的监测。电力电缆的温度场能够较为有效地反映电力电缆的运行状态，对温度场进行监测就能够很大程度上提升电力电缆的巡检效率，实现电力电缆巡检的智能化。对于设置于陆上的电力电缆，可以利用分布式光纤测温技术和光纤光栅技术进行温度检测，从而判断电力电缆是否处于正常的温度状态。对于布设于海底的电力电缆，则可以利用BOTDA技术实现温度检测。对电力电缆的温度进行实时监测，就能够发现电力电缆的不正常高温现象，从而使电网中的故障能够得到及时发现和排除。电力电缆智能巡检技术中的局限则是在于受计算机系统和监测装置故障影响较大，可能出现误报或漏报故障的现象。

2.3变电设备的状态监测

物联网技术是变电站智能化发展重要支撑技术形式，物联网技术在变电设备状态监测中的应用符合当前变电站管理的发展需求。感知层在智能变电站中的应用主要体现在过程层上，应用层在智能变电站中的应用体现在过程层上。基于物联网技术的变电设备状态监测感知层借助各个传感器能够对各个设备、环境动力参数的收集。在系统运行中对变压器状态监测方法包含局部放电监测、绕组变形检测、侵入波监测、振动波动检测等。变电设备状态监测的研究重点是局部放电，对局部放电的主要研究方法包含脉冲电流技术、超声波检测法、特高频监测技术等。电容设备包含电流互感器、电容电压互感器、耦合电容器、高压套管等，在电容设备的作用下能够有效监测整个电容量和介质损耗。但是当前电容设备在应用时需要着重解决频率波动大、谐波干扰、硬件不完善、环境温度不稳定等问题。

2.4直升机智能巡检技术应用

直升机智能巡检技术也是多种智能巡检技术的结合。直升机智能巡检技术的应用使输变电巡检更加智能准确，提升了输变电巡检效果。运用直升机智能巡检技术可以对输变电线路的设备类型进行智能识别，并判断设备的状态，对故障的位置进行判断。这种识别系统还能够对线路所处环境进行识别，分析环境中可能导致电网故障的因素，方便巡检人员进行整顿。直升机智能巡检技术中的定位和导航功能能够实现对故障位置的跟踪检查，跟进故障处理进度，使电力工作人员能够远程监测故障的检修情况。智能化巡检直升机搭载了高清影像设备，并配有较大的数据储存空间，能够使影像更加清晰可靠。与传统的直升机巡检技术相比，智能巡检技术具有更高的准确性和更低的人工需求，使输变电巡检效率得到了提升。

结语

本文提出了利用Hadoop平台和智能运维监测系统的框架，并对整个框架内各个版块进行了详细阐述。该方案的好处在于保证了输变电设备安全性与可靠性的同时，也能够全面分析每个设备质量和风险，依据大数据技术分析不同输变电设备之间差异，以及同种输变电设备的关联规则，实现输变电设备监测无差化，为输变电设备的检修工作提供了安全保障，实现了输变电设备由定期检修向状态检修的发展趋势。然而本研究依然存在某些不足，例如计算框架对系统性能要求过高，未来还有待进行进一步的优化研究。

参考文献

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