彭仲 方友锡
广东韶钢松山股份有限公司 广东省 韶关市 512123
摘要:输变配电作为电能输送、转化以及分配的主要装备,其科学合理运维对于电力系统安全运行保证有着很重要的意义。在输变配电设备运行中,由于其规模大以及增长速度快,交直流混联电网结构复杂,设备及通道环境隐患多,故障影响大,对运维人员的技术水平和管控能力要求越来越高,然而因公司政策运维人员数量反而逐年下降,不能匹配当前电网发展的要求,迫切需要采用设备状态智能感知、信息处理高效可靠、业务流程简捷规范的远程智慧运维模式。
关键词:输变配电设备;远程智慧运维;标准化
1技术和标准研究现状
现阶段国内外输变配电设备状态信息较为复杂,数据质量差异很大,数据安全信息风险较大,关键数据判断较难。周期性、经验式、离线的设备状态评价方式,没有考虑设备状态的实时变化,不能准确地进行在线自动评价。亟待研制用于统一数据格式、规范转换表达方式、实时准确的设备状态评价、全面客观的预测性维护决策建议所应遵循的标准。
我国的输变配电设备制造技术经历从跟跑到并跑,再到领跑,输变配电设备制造及运维技术已走在世界前列,智能远程运维技术作为传统输变配电设备制造的转型升级关键环节至关重要。因此,制修订以智能远程运维关键技术为核心的智能输变配电方向标准体系,在国际上发出中国输变配电设备智能制造的声音,引导输变配电设备行业技术发展,响应国家“一带一路”政策,提升输变配电设备智能运维水平,支持中国智能输变配电装备输出和国内产业升级,是我国输变配电装备行业发展的急切需要。
随着5G移动通信、物联网、大数据、云计算等技术的发展,通过智能化终端感知设备状态,在中心侧进行设备状态信息处理、故障模式识别和状态评价,并提供最优的预测性维护策略,已成为输变配电设备运维的发展方向。
输变配电设备远程运维标准依据《国家智能制造标准体系建设指南》制定,立足于输变配电设备运维专业领域,运用“大云物移”技术的关键内容研究,与国外先进水平比较,主要技术和标准体现在如下三个方面:
第一,专业性。输变配电设备远程运维标准专门针对输变配电设备,关注远程运维领域,从专业需求的角度,解决输变配电设备远程运维业务流程中数据多元异构、技术标准差异等问题。与国外先进水平相比,我国输变配电设备远程运维手段、技术、安全性均处于领先水平。
第二,完备性。输变配电设备远程运维标准针对输变配电设备远程运维从远端设备感知、状态数据处理、设备状态评价、故障模式识别、预测性维护策略业务,全流程作出规范,是一套指导输变配电设备远程运维工作的完备性标准。
第三,前沿性。输变配电设备远程运维标准针对输变配电设备远程运维的数据处理,状态评价和故障模式识别等环节,大量地研究数据挖掘、机器学习、图像识别等前沿的智能技术,保证了输变配电设备远程运维高智能化水平。
受制于相关标准缺失,严重制约了远程运维技术的推广应用,按照《国家智能制造标准体系建设指南》“急用先行”的基本原则,研究并制定输变配电设备远程运维系列标准,可有力推动先进适用的远程运维技术应用,服务《中国制造2025》的战略目标,协同电力装备智能制造走向世界。
与国外相似标准相比,输变配电设备远程运维领域缺少国际/国家标准,而且企业内部标准,更多关注技术发展,而较忽略标准制定。而我国输变配电设备范围更加完备、运维更加专业、安全稳定性更高,所以更加需要抢占制高点,填补该领域的空白。
3 标准架构
下面通过依次研究输变配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。
输变配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。
输变配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配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,最后输变配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。开展输变配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。首先输变配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,进一步的基于输变配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“特高压输变配电设备”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配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,最终明确输变配电设备远程运维需要研究的标准体系。
综合输变配电设备远程运维的业务流程、数据流以及交互,制定输变配电设备远程运维标准体系,包括通用技术要求、数据转换和存储、数据质量评价、状态评价、故障模式识别、预测性维护等方面。其中:
(1)通用技术要求涉及到输变配电设备远程运维的所有环节,规定了输变配电设备远程运维系统的术语和定义、系统框架、网络架构、功能架构、接口及安全要求等内容。
(2)数据转换和存储、数据质量评价规定了对于远程运维的数据的转化、存储以及质量评价的要求。
(3)状态评价规定了利用远程智慧运维数据特性进行设备状态量构成和权重、单元、输电线路、变配电站状态评价的要求。此部分电力行业已制定变压器、高压断路器、开关等核心部件的状态评价标准。
(4)故障模式识别规定了利用远程运维数据进行设备故障模式识别流程、识别方法和识别结果。
(5)预测性维护规定了输变配电设备状态预测的的整体架构和工作流程。
本文研究成果的推广应用实现了输变配电设备远程运维数据信息统一、业务流程规范,能够在行业和企业内,形成统一的输变配电设备远程运维管理体系,科学地指导输变配电设备远程运维工作,提升了输变配电设备的运维效率,提高了电网运行的可靠性和安全性。在行业和企业内具有广泛的应用前景,预期经济效益和社会效益显著,同时为智能电网的发展打下了坚实的基础。
结语
综上所述,本文主要对输变配电设备远程智慧运维发展基础和研究现状进行了分析,同时采用对远程运维业务流程、数据流和交互实践进行分析,从而对输变配电设备远程运维标准化架构设计工作有效开展。通过规范输变配电设备远程运维通用技术要求、数据转换和存储、数据质量评价、状态评价、故障模式识别、预测性维护等标准化分析,支撑输变配电设备远程智慧运维工作,保障电网安全可靠运行与经济平稳增长。
参考文献
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