輸電線路裝置運行可用性分析技術研究

王文爍，胡丹暉，黃俊杰，張 坤，李云鵬

(1.國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學研究院,湖北 武漢 430077；2.國網(wǎng)富達科技發(fā)展有限責任公司，北京 100070）

輸電線路裝置運行可用性分析技術研究

王文爍1，胡丹暉1，黃俊杰1，張 坤2，李云鵬2

(1.國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學研究院,湖北 武漢 430077；2.國網(wǎng)富達科技發(fā)展有限責任公司，北京 100070）

針對目前輸電設備各類監(jiān)測裝置故障種類多、可靠性較低的問題,結合目前監(jiān)測裝置的實際應用情況,分析了輸電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置在通信、缺陷故障、數(shù)據(jù)采集有效性等方面的問題,提出了相應的處理措施,以提高輸電設備監(jiān)測裝置的可用性。

可用性；數(shù)據(jù)有效性；可用性算法

0 引言

發(fā)展智能電網(wǎng)是當前我國電力系統(tǒng)的重大戰(zhàn)略取向，也是我國“十二五”能源規(guī)劃的重要目標，在國家電網(wǎng)公司大力支持下，各省電力公司輸電設備狀態(tài)監(jiān)測業(yè)務得到迅猛發(fā)展[1]，輸電設備狀態(tài)監(jiān)測主站系統(tǒng)[2]已全部建成并投入運行。由于系統(tǒng)應用中監(jiān)測裝置可靠性、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)有效性等問題仍然較為突出，國網(wǎng)公司運檢部于2013年啟動監(jiān)測裝置質量提升計劃，國網(wǎng)運檢二[2015]48號文提出提升輸電在線監(jiān)測裝置運行質量，通過階段性開展試點線路及變電站裝置運行評估工作促進在線監(jiān)測裝置實用化[3]，本文通過以下四個方面開展輸電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置可靠性的研究。

1 數(shù)據(jù)有效性量化業(yè)務流程

輸電監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)可用性量化處理模塊業(yè)務流程如圖1所示。

圖1 輸電監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)可用性量化處理模塊業(yè)務流程Fig.1 Availability-quantification process of transmission line monitoring equipment data

2 輸電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置運行因素提取和分析

根據(jù)電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀，在線監(jiān)測裝置運行原理[4]，結合以往歷史數(shù)據(jù)及運行大數(shù)據(jù)分析挖掘技術得出影響裝置運行的各種因素，提取特征值及故障因素，明確裝置數(shù)據(jù)有效性、裝置通信狀態(tài)、本體故障等環(huán)節(jié)的重要因素[5]。

3 輸電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置可靠性評估算法

根據(jù)目前輸電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置運行信息和數(shù)據(jù)接入模式，裝置可靠性評估[6]內容主要分為以下四點：

1)數(shù)據(jù)有效性分析。主要是通過收集輸電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中各類廠家裝置的采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，結合目前國網(wǎng)的輸電設備狀態(tài)監(jiān)測預警及報警閾值，計算當前裝置的采集參數(shù)是否符合合理的采集范圍，得出該裝置的采集是否具有有效性和準確性。

2)數(shù)據(jù)通信問題分析。主要是按照監(jiān)測裝置上傳數(shù)據(jù)的情況進行分析，將沒有上傳數(shù)據(jù)的信息記錄和分析，統(tǒng)計該段時間裝置通信問題所占百分比，

3)裝置故障問題分析。主要是系統(tǒng)對裝置的數(shù)據(jù)通信問題的天數(shù)進行判斷，如果連續(xù)3 d（時間可以設定）都沒有數(shù)據(jù)上傳，系統(tǒng)會默認將這部分裝置作為故障裝置信息進行計算，同時系統(tǒng)會將這部分信息數(shù)據(jù)，通過相應的頁面展示給用戶，用戶可以再次判斷確認，并明確該裝置的故障類型、故障原因。系統(tǒng)會將這段時間的故障信息進行計算得到一個故障百分比值。

4)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效范圍。系統(tǒng)內監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性范圍設置默認采用已發(fā)布的裝置技術規(guī)范中裝置測量技術參數(shù)的數(shù)據(jù)范圍,允許具有一定權限的用戶修改監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性范圍設置,具體如表1所示。

表1 輸電監(jiān)測數(shù)據(jù)參數(shù)部分測量范圍Tab.1 Measurement arrange of some transmission supervisory instruments data

4 裝置數(shù)據(jù)有效性量化方法

根據(jù)無效數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)的對比，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效判斷，進而得到輸電監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)有效性量化結果。

輸電監(jiān)測裝置單參數(shù)數(shù)據(jù)有效性量化結果q1,

例如：一個導線溫度監(jiān)測裝置的監(jiān)測參數(shù)有線溫1、線溫2兩種，正常狀態(tài)下該裝置每天上傳的數(shù)據(jù)量為一個定量數(shù)，假設為n1條，如果該裝置線溫1參數(shù)存在n2條無效數(shù)據(jù)，那么該裝置線溫1參數(shù)這一天的有效性百分比為。

如果同一輸電監(jiān)測裝置存在多個參數(shù)數(shù)據(jù)超出有效性范圍，那么該裝置有效性量化結果q2取值為其所有單參數(shù)數(shù)據(jù)有效性量化結果的最小值，

例如一個微氣象裝置的數(shù)據(jù)有效性量化步驟如下：（1）獲得微氣象裝置的所有數(shù)據(jù)類型，即環(huán)境溫度、相對濕度、風速、風向等；（2）分別求取環(huán)境溫度、相對濕度、風速等各種數(shù)據(jù)的單參數(shù)數(shù)據(jù)有效性量化結果；（3）統(tǒng)計分析各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)有效性量化結果，取它們的最小值作為該裝置的多參數(shù)有效性量化結果，即該裝置的有效性量化結果(如表2所示)。

表2 一個微氣象裝置的有效性量化結果范例Tab.2 An example of availability-quantification results of a microclimate monitoring equipment

5 結語

通過對輸電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)可用性計算方法的研究，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效的規(guī)范性判斷，提高了各類輸電狀態(tài)監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)采集質量和對輸電線路運行安全的準確性判斷，保障了電網(wǎng)運行安全。

（References）

[1] 馬智.電力輸電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].廈門：廈門大學,2014.MA Zhi.Design and implementation of condition monitoring system for power transmission equipments[D].Xiamen:Xiamen University,2014.

[2] 李盛盛.輸電設備狀態(tài)監(jiān)測主站系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J].電力信息化,2010,8(11):14-18.LI Shengsheng.Design and development of transimission equipment state monitoring master station system[J].Electric Power Information Technology,2010,8(11):14-18.

[3] 王凱,蔡煒,鄧雨榮,等.輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)應用和管理平臺[J].高電壓技術,2012,38(5):1274-1280.WANG Kai,CAI Wei,DENG Yurong,et al.Application and managementinformation platform for transmission line monitoring system[J].High Voltage Engineering,2012,38(5):1274-1280.

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[5] 楊先進.輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中心及監(jiān)測系統(tǒng)建設與應用[D].北京：華北電力大學,2013.YANG Xianjin.The construction and application of the transmission line condition monitoring center and system[D].Beijing:North China Electric Power University,2013.

[6] 潘凌,王濤,陸宇航,等. 智能輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置可靠性分析[J].水電站機電技術,2016,39(4):41-45.PAN Ling,WANG Tao,LU Yuhang,et al.Reliability analysis of condition monitoring instruments for intelligent transmission lines[J].Mechanical& Electrical Technique of Hydropower Station,2016,39(4):41-45.

Study on Operation Availability Analysis of Transmission Line Equipment

WANG Wenshuo1,HU Danhui1,HUANG Junjie1,ZHANG Kun2,LI Yunpeng2
(1.State Grid Hubei Electric Power Research Institute,Wuhan Hubei 430077,China;2.State Grid Fuda Technology Development Company Limited,Beijing 100070,China)

In order to improve the availability of the monitoring devices for power transmission equipments,based on various faults and reliability problems appearing in current applications,the problems of monitoring devices including communication,malfunction and valid data collection are analyzed,and the corresponding measures are put forward in order to improve the usability of the monitoring device for power transmission equipments.

availability;data validity;availability algorithm

TM755

A

1006-3986(2017)05-0022-03

10.19308/j.hep.2017.05.006

2017-04-19

王文爍(1991)，女，山東菏澤人，碩士,助理工程師。