淺析電網(wǎng)的智能發(fā)展

許崇偉 劉智慧 張童 賈明瀟

摘 要： 隨著時代的發(fā)展，智能化所帶來的便利已深入人們的生活。大到工廠車間小到住宅小區(qū)，智能控制都發(fā)揮著不容小覷的作用，其中電力系統(tǒng)的智能化也同樣是其發(fā)展的必然。電力系統(tǒng)的智能化不可能單靠電網(wǎng)的智能，它需要電力系統(tǒng)各部分的智能協(xié)調(diào)才能最大限度發(fā)揮出智能化所帶來的在安全性和可靠性上的優(yōu)勢。本文是在電源智能化的前提下通過分析智能化在當(dāng)前電網(wǎng)中的應(yīng)用，進而展望電網(wǎng)的智能化發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 電網(wǎng)；智能；安全可靠；線路檢修；變電所；發(fā)展

一、電網(wǎng)智能化的基本概念

分析電網(wǎng)的智能化要先弄明白電網(wǎng)和智能化這兩個概念。

首先要將電網(wǎng)和電力系統(tǒng)的概念區(qū)別開來：電網(wǎng)是由輸電線路和變電所組成，其中的變電所既可以用于變換電壓又可用于分配電能，也就是說電網(wǎng)實際上是由輸電網(wǎng)和變配電網(wǎng)組成。而電力系統(tǒng)則是電網(wǎng)、發(fā)電廠電氣部分和電能用戶的整體組合。其次智能化是由計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)組合而成的對某一領(lǐng)域的智能集合。而通俗的理解就是所有利用現(xiàn)代技術(shù)能給人們帶來便利的都叫智能化。

二、輸電線路的智能化

輸電線路是由電纜或?qū)Ь€以及各類輔助設(shè)備組成的整體。我國輸電線路通常運行在惡劣的環(huán)境條件下，沿線的氣候海拔具有較大差異，線路維護工作難度大，其安全性和可靠性也就難以保障。而一旦輸電線路出現(xiàn)故障將會影響到整個電力系統(tǒng)，造成大規(guī)模停電。由于傳統(tǒng)的人工檢修無法克服這些問題，因此采用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等科學(xué)方法實現(xiàn)輸電線路的智能檢修是當(dāng)今電網(wǎng)發(fā)展的可選之路。

2.1、GIS的應(yīng)用

GIS為地理信息系統(tǒng)的簡稱，包括GPS、遙感、激光雷達掃描技術(shù)。輸電線路GIS系統(tǒng)將輸電線路進行定位并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息顯示在地圖上，利用數(shù)據(jù)比對，發(fā)現(xiàn)輸電線路是否發(fā)生故障以及發(fā)生故障的具體地點從而實現(xiàn)輸電線路的智能檢測。

2.2、智能檢修機器人應(yīng)用

傳統(tǒng)的巡線方式依靠人工，作業(yè)的強度大，效率低，作業(yè)人員作業(yè)時也存在著較大隱患。智能檢修機器人又叫巡線機器人，其利用智能機器人代替人工作業(yè)不僅能提高效率，也能將人們從危險的作業(yè)環(huán)境下替換下來，可謂是輸電線路檢修的一大福音。

2.3、巡視無人機應(yīng)用

無人機作業(yè)時需在無人機上安裝POS系統(tǒng)、激光雷達、雙天線接收機、GNSS天線、相機從而完成巡線任務(wù)。線路巡視無人機通過激光雷達系統(tǒng)通過掃描采集線路沿線的數(shù)據(jù)點，對采集到的數(shù)據(jù)進行三維建模，將輸電線路沿線的環(huán)境形態(tài)、線路三維坐標，線路附著物以及線路表面等數(shù)據(jù)信息再現(xiàn)，地面上的工作人員通過基準站接受無人機發(fā)來的信息，發(fā)現(xiàn)輸電線路其中的異常。

三、智能輸電線路檢修的展望

隨著現(xiàn)代技術(shù)的進步，線路智能檢修已是發(fā)展必然，針對線路檢修的一些制約因素，目前首要的是從以下幾點技術(shù)上進行改善：

3.1、發(fā)展更精確的數(shù)據(jù)分析與自動處理技術(shù)。

3.2、發(fā)展集激光，可見光、紅外線、自動跟蹤于一體的多傳感器的智能檢修將畫面最真實的還原同時最大限度降低投入資金。

3.3、發(fā)展全自動無人機，實現(xiàn)自動作業(yè)，故障自動識別，同時增強無人機的續(xù)航能力，改善無人機避障系統(tǒng)以及克服惡劣環(huán)境的能力。

四、變電所的智能化

變電所的主要設(shè)備中包含一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備包括有變壓器、互感器、開關(guān)設(shè)備等。二次設(shè)備則包括一些輔助設(shè)備，自動控制設(shè)備等。要實現(xiàn)變電所的智能化也就是實現(xiàn)一二次設(shè)備的智能化，由于一次設(shè)備在變電所中的作用更為突出，因此本文僅論述一次設(shè)備的智能化應(yīng)用。

4.1變壓器中的智能應(yīng)用

變壓器是一次設(shè)備中最重要的部分，其智能化主要體現(xiàn)在在線狀態(tài)的智能監(jiān)控，其中智能監(jiān)控又包括對變壓器油內(nèi)溶解氣體的含量，對油內(nèi)微水含量，對套管絕緣性能，繞組溫度，局部放電等的監(jiān)控。

4.1.1對油中氣體含量以及微水含量的檢測是通過分析油分子結(jié)構(gòu)的變化實現(xiàn)的。當(dāng)油內(nèi)氣體含量或微水含量變化時表明已發(fā)生故障，再通過現(xiàn)代化學(xué)的分析方法進行判斷是哪種故障。

4.1.2檢測套管絕緣性能需要檢測設(shè)備的末屏電流信號。它通過電容式穿芯傳感器感應(yīng)出套管末屏電流的電壓信號，再將電壓信號進行智能化處理作為套管末屏電流信號輸出，在通過后續(xù)設(shè)備處理實現(xiàn)對套管性能的檢測。

4.1.3油溫以及繞組溫度的檢測相對比較簡單，通過裝設(shè)特定溫度傳感器即可進行檢測，進而判斷是否故障。

4.1.4局部放電在線監(jiān)測

實現(xiàn)局部放電檢測和控制可以通過安裝LC-PD局放單元，其中UHF技術(shù)當(dāng)屬局放單元中最先進的技術(shù)。其原理是通過超高頻傳感器來實現(xiàn)功能。

4.2開關(guān)設(shè)備的智能化

開關(guān)設(shè)備的智能化主要通過改善其選擇性和反應(yīng)時間來體現(xiàn)，一次開關(guān)設(shè)備主要包括高壓斷路器，高壓隔離開關(guān)，高壓熔斷器。改善它們的選擇性和速斷性依靠繼電保護裝置，傳統(tǒng)的開斷方式反應(yīng)時間較長，供電可靠性較差。而智能開關(guān)借助微電子技術(shù)，由智能控制裝置充當(dāng)開關(guān)設(shè)備的執(zhí)行單元，其各方面的性能得到大為改善。

4.3互感器的智能化

互感器也是變電所一次設(shè)備中重要的組成部分。互感器的智能化即采用電子式互感器，通過將電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)運用到互感器上以提高互感器的靈敏度和可靠性指標。

五、變電所的智能展望

變電所中的大量信息需要通過網(wǎng)絡(luò)上傳，需要相應(yīng)軟件處理。這就難免會出現(xiàn)一些信息處理錯誤，而電力系統(tǒng)的信息一旦被錯誤處理所造成的損失將不可估計。因此如何更可靠迅速的對變電所中的信息處理是目前乃至今后一段時間內(nèi)要著重解決的問題。

六、小結(jié)

盡管一些新型能源已逐漸進入我們的生活，但不可否認的是近一百年內(nèi)電能在某些領(lǐng)域依然具有不可替代的作用。因此電網(wǎng)的智能化發(fā)展是十分有意義的，也是發(fā)展的必然。放眼未來，電網(wǎng)究竟會有怎樣的發(fā)展我們無法預(yù)想，但能確定的是所有的發(fā)展都將趨于智能。

參考文獻

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