输变电设备智能化关键技术及发展趋势

输变电设备智能化关键技术及发展趋势

耿飞

国网经济技术研究院有限公司徐州勘测设计中心 , 江苏 徐州 221000

摘要：电网的主要组成部分是输变电设备。输变电设备发生故障，会造成很大的经济损失，给社会经济带来一定的影响。放眼世界和电网大局，居民用户大规模停电停电事故时有发生，故障原因多为自然灾害和输变电设备老化引起的电路故障，或绝缘引起的一系列电力故障。 我国发生自然灾害时，输变电设备故障率较高，输变电设备利用率和使用寿命相对低于其他国家。因此，分析输变电设备的智能化技术非常重要。

关键词：输变电设备；智能化关键技术；发展趋势；

在电网建设中，输变电设备是主要组成部分。因此，输变电设备的质量和运行对电网输电安全有很大影响。如果出现问题，就会发生一些重大安全事故。特别是现阶段，随着人们生活水平的提高，对电能的需求也越来越大，因此对输变电设备的质量有很高的要求。

1输变电设备智能化涵盖的内容

1.输变电设备的监控是智能化操作。输变电设备监控智能化运行主要是在输变电设备中安装传感器，将通信与智能技术相结合，保证智能监控。并且在这个过程中，可以获得相关信息，同时可以独立合理地进行分析，为输变电设备的安全运行提供良好的保障。输变电设备安装智能评估系统，合理评估设备实际运行状态，确保设备智能运行。

2.输变电设备的生命周期由运行寿命预测系统管理。在输变电设备的实际运行中，启动寿命预测系统可以预测设备的寿命，合理管理设备的使用寿命。该系统通过合理预测设备的使用寿命，模拟系统的构建，可以准确预测设备的实际使用寿命，从而实现设备的智能化管理。

3.智能输变电设备实现设备信息交互。电网的智能运行可以使电力智能设备和网站相互融合，形成相应的智能系统。同时，需要在智能电网和网站之间搭建信息融合平台，保证信息交互。在运行中，输变电设备的智能化主要是实现设备信息的交互，从而为电网运行的智能化提供相应的技术支持。

4.输变电设备运行控制智能化。随着智能技术在输变电设备中的应用，所有相关操作都可以合理地应用智能技术，提高设备的运行能力和故障处理能力。由于设备的运行环境不同，对智能设备的要求也不同。加强输变电设备的智能化技术，可以保证设备本身的技术性能得到提升。

2输变电设备智能化的目标

1.实现输变电设备的信息化、智能化。智能输变电设备应当将先进的智能传感技术、信息处理技术、通信技术和人工智能技术应用于输变电设备。并对这些技术进行升级，实现输变电设备自动化、智能化、信息化的目标。

2.提高输变电设备的安全性和可靠性。输变电设备对提高电网安全运行起着重要作用。电网安全监测取得重要创新。经过合理、专业的设计，智能变电站的监控系统不断完善和分析。这些操作系统实现了智能化、信息化、集成化的特点，对异常信息做出了智能信息决策。事故和故障得到快速解决，极大地保证了电网运行的安全性和可靠性。

3.加强输变电设备的环境保护。提高输变电设备在电网中的利用率和实用性，可以有效延长输变电设备的使用寿命。并节约成本，提高我国的生态环境保护能力，节约土地资源。

3智能电网物联网应用架构分析

1．感知层。感知层是智能电网物联网应用架构的底层。这一层的主要功能是智能监控输变电设备，即智能电网，包括输变电、配电和用电，但最重要的环节是输变电。因此，传感层应用的技术包括检测技术、短距离有线通信技术和短距离无线通信技术。通常，感知层可以进一步分为两个子层。第一个子层是利用传感器、数码相机、摄像机等设备，从其他设备和环境中收集和分析相关信息和数据；第二子层利用短距离传输技术传输收集的信息和数据。一般来说，当这两个子层只有唯一的识别码时，这两个子层可以合并成一层，或者很难区分清楚。

2.网络层。智能电网中的信息通常需要远距离传输，但传感层的传输距离较短，无法完成这一任务。因此，网络层用来传输远距离的信息和数据，解决了传感层无法解决的远距离信息传输问题。网络层需要应用的技术包括一系列网络技术、长距离有线通信技术和长距离无线通信技术。当电力接入专网与电力核心网互联时，采集到的数据和信息可以即时准确地传输。

3.应用层。在智能电网中，应用层的作用是处理采集到的信息和数据，解决人机界面存在的问题。处理后的信息和数据是通过网络层传输的数据，并通过这台机器与人进行交互。应用层也可以分为两个子层:第一层是应用层的序列层，用于处理智能电网中各种业务的数据处理需求。而且，由于物联网实现了深度信息化，数据处理覆盖了智能电网的多个领域；第二个子层是设备的终端层。这个子层的功能是为人机界面和电源应用提供一个平台。通过这些平台，可以对获得的大量信息和数据进行感知处理，同时可以进行更深入细致的管理。最后，在应用层上构建了一个新的交互平台，以方便与用户的实时交互。

4输变电设备物联网和云计算关键技术分析

1.无线传感技术在监测输变电设备状态时，通常采用各种检测传感技术、通信技术和数据采集分析技术，通过这些无线传感技术对输变电设备的信息进行管理，然后将传感器网络与互联网、GPRS、CDMA连接，从而转换通信协议。传感器还可以布置协调节点和网络管理节点，根据不同的功能需求完成节点身份的认证和数据包信息的转发。其中，网关节点不仅可以是一个功能增强的节点，也可以是一个能够实现实际通信的系统，具有强大的计算能力和多种类型的数据资源。通过无线传感器技术的应用，可以将管理节点的监控任务进行分配，最终将采集到的数据信息实时同步到外部网络。

2.射频识别技术。输变电设备作为电力系统中最重要的设备类型，其效率和发电量水平影响着电力系统的经济效益。输变电设备在大多数电网公司主要负责设备台帐、参数、设备维护和运行的管理，其中MIS系统用于设备台帐的管理；设备参数通常采用设备设置中的固定参数；设备维护和运行通常采用定期维护和视情维护机制。然而，目前大多数厂商的检测设备无法管理和共享统一的数据，因此有必要应用物联网射频技术来解决这类问题。

3.智能分析和数据挖掘。智能分析和数据挖掘以云计算为前提，有效结合人工和机器自动化的反馈，通过对离线数据的挖掘和分析，进一步增加知识库的内容，通过更加个性化的定制智能策略，充分体现系统的自主性，进一步提升其可扩展性。具体来说，智能分析和数据挖掘可以根据输变电设备的实际报警信号触发报警，通过机械化、自动化的智能搜索和服务，提供科学有效的处理解决方案，为工作人员提供有效的额外帮助。工人在使用智能解决方案时添加人工反馈和决策，最后处理实际解决方案。

5输变电设备智能技术的未来发展趋势

对于整个电网来说，输变电设备的作用非常重要。如果出现故障，后果将非常严重，不仅会造成人员伤亡，还会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。输变电设备采用智能化技术，是为了更好地解决设备运行中存在的故障问题，通过降低故障发生率，提高设备运行质量和效率。输电线路暴露在外部环境中，会增加绝缘子的污染程度，引起污闪故障，应用智能技术可以有效解决。智能技术的应用还可以监控输变电设备的运行状态，诊断设备故障，采取相应的技术控制措施。

总之，智能技术的优势在于能够准确定位输变电设备的运行故障，做好故障诊断并采用应急处理技术，加强风险控制，从而提高设备的技术性能，创造良好的设备运行环境，提高设备运行的自我保护能力。

参考文献：

［1］王建，基于输变电设备智能化关键技术及发展趋势．2019.

［2］赵盛剑．关于输变电设备智能化关键技术及发展趋势．2020.