新型电力系统背景下的输变电数字化转型

新型电力系统背景下的输变电数字化转型

张鑫

山东电力建设第三工程有限公司山东省青岛市 266100

摘要：伴随着数字仿真技术、模拟三维建模软件和计算机高性能硬件平台的不断创新和发展，数字三维技术在各个领域都得到应用，具有重要的作用和决定性的价值。本文对新型电力系统背景下的输变电数字化转型进行分析，以供参考。

关键词：电力系统；输变电；数字化

引言

我国在所有电气工程中应用数字三维技术，并开展网络数字化研究。本研究在发展数字电站和智能电力试点项目方面表现出色。电力系统数字化不断增加，三维数字设计技术今后将成为电网建设的标准。

1输变电工程中的数字化三维技术应用

1.1输变电工程建设数字化三维设计平台

①共同开发系统如ProjectWise。在三维设计软件的基础上加紧努力，通过利用软件的数字优势实现专业模块的开发。此外，还有许多基于国际发展平台的特殊进程。因此，该方法与我国大多数设计机构不同，需要本地化软件定制。②包括建筑、供暖、通风、建筑、规划、电气和电子设计等专业领域，如b.BentleyMicroStation平台上的geopak设计软件、电气设计软件、STAADpro结构设计软件、AECOsimBD体系结构等，还需要通过软件界面提供autolay电缆布线软件、3D3S钢结构软件、3dtower体系结构集成软件、PKPM体系结构计算软件和SmartDesigner辅助构建软件等软件。

1.2数据模型一体化

多维信息模型是数字三维设计、整个使用寿命管理的一个关键方面，它依赖于以自己的可扩展性为特征的三维模型、带电设备和相关材料，可以随意开发、修改和运行，以促进开发一个全面开发的多维信息模型，提供更详细的信息。另一方面，数据模型集成是将设备名称、数字、二级接口、技术数据、电气接口等集成到模型特性中，从而在三维软件平台上使用数据管理功能、应用程序功能等固定处理通用属性数据，从而在运输中实现通用设备复杂性应用程序。设计中还可以使用模型属性数据记录、管理等通用设备的运行情况，以促进管理设计实施的完整闭环。

2输变电数字化管理模式及方法

2.1施工过程质量安全管理

数字化管道需要五个点来管理施工过程的质量。比如说，pert技术与CPM技术检测相结合，确保不会下沉、变形或重合；改进工程实施过程中的技术控制和检查，确保输电线路符合构成工程质量管理基础的技术要求和质量标准；2)应对种种不规范行为，进行整顿。不能出现不合理的分包现象。此外，还应规范招投标市场，避免存在投机取巧行为及不合法的活动，确保市场体制能够落到实处，并充分发挥其作用，为每个项目及每个企业，提供公平、公正的环境。3)布线不需要特殊设施，只需检查高程点的位置，以避免较大的缺陷，垂直向上和向下观察接地情况，并注意连接导线及其后续零件的固定；4)输电线路和光缆的质量控制要求进行重大的数字检查，在生产前准备图纸和材料，全面的设备搜索和记录，以确保线路在施工期间畅通无阻，光缆不受损坏或阻碍；5)定期维护，以确保输电线路正常运行，并利用数字技术进行日常比较分析，以了解输电线路的运行状况，及时检测天气事件的调整，消除干扰，避免对其他设备造成后果。

2.2设备状态及检修管理

创建一个数字化的运输单元状态和数量管理平台，分为静态、基于MIS的管理系统和动态数据处理系统，通过数据采集不断更新数据。二者的组合:静态和动态。IEC61850是最先进的通信标准，IEC61850具有解释扫描信息的自我解释功能。不再需要对其进行映射、转换或其他验证。但是，它存在状态监控漏洞，目前无法使用IEC61850标准进行状态监控。国际电工委员会定制、通用的电力消耗监测模型是CIM，国际标准是使用IEC61970和iec618CIM/cis建模的。使用实时数字在线信息评估设备状态，确定数据评估(ISE)评估，并确定k比例因子和整体曲率系数c，以供后续评估是否需要修复。此外，红外线还可用于远程监控，以四维(x、y、t、t)流管理方式捕获、传输和回收数据。包括温度值和设备图像。该方法利用温度时间曲线分析了发展趋势。

3输变电数字化转型

国资委非常重视央企的数字化转型，印发《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，明确了央企数字化转型的方向与重点。国家电网发布《国家电网公司能源互联网规划》，要求提升智能采集感知能力，提高电网可观可控和实时交互水平，支撑一体化大电网监控预警和分析决策。南方电网也积极推进数字化转型，对电网建设工作进行详细的部署。国家能源、中国华能、中国石化等能源央企也纷纷提出数字化转型战略，均强调海量数据与广泛连接是数字化的最基本特征。由于我国独特的新能源分布特性，新能源丰富地区与高负荷地区相关性低。电网企业通过加大高压输变电工程建设，将新能源产生的清洁电力向高负荷地区输送，可以有效缓解供需矛盾。而且高压输变电的理念，由传统电力系统发输配用同时完成的概念和运行模式，正在一步一步地向源网荷储协调互动的非完全实时平衡转变。中电联预计“十四五”期间全社会用电量年均增速超4.8%，但是随着新能源为主体的新型电力系统逐渐建设完善，电力平衡的压力却显著增加。

4新型电力系统背景下输变电数字化技术展望

4.1芯片化多物理量融合集成的精准感知技术

近年来传感器的集成水平明显加速，通过通讯与存储技术的综合运用，有效控制感知成本，同时也使传感器的可靠性得到全面的提升，未来必将在数字电网中发挥更大的作用。非接触式测量技术能够使设备与感知解耦，避免两者对彼此造成影响，为建设数字电网提供极大便利，因此是存量输变电设备数字化建设的重要发展方向。通过多特征参量微弱信号的高灵敏感知机理及多参量融合感知技术，包括电、磁、光、机械、声、热、微量气体等特征参量微弱信号的新型材料与传感机理，实现多特征参量信号的融合感知。另外，微电子机械系统(micro-electro-mechanicalsystem,MEMS)传感技术也在广泛推进。如利用MEMS电场传感技术进行电压测量，具有成本低，不存在角差、也不需要额外布线的优点。MEMS磁场传感器灵敏度高、测量范围宽、易集成、低成本、能够测量直流和交流电流。MEMS微音传感器可用于油中溶解的特征气体浓度检测，气体被一定波长的光激发迁跃，并产生压力波，声压信号由MEMS传感器进行检测，根据输出的光声信号的幅度计算出气体的浓度。

结束语

三维数字技术的应用已在设计的各个领域建立起来，并越来越朝着深度和精细化的方向发展。三维数字技术在设计中的应用结合了不同节点的结果，降低了设计中出现问题的可能性，减少了设计师的工作量，提高了设计工作的效率，提高了资源整合的可能性。因为输变电项目关系着社会经济的稳定与人们的日常生产生活，所以必须要加强输变电项目的质量管理工作。从项目的设计、招投标以及实际的建设过程中，对涉及的各个环节都应严格控制，保障输变电系统的质量，保证其稳定地运行，促进输变电的长远发展。

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