淺談電力設(shè)備智能化

汪延齡

摘 要：伴隨著電網(wǎng)建設(shè)管理工作的不斷推進，電力設(shè)備智能化發(fā)展結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為順應(yīng)時代發(fā)展趨勢的必然選擇，合理性應(yīng)用智能化技術(shù)，能在提升經(jīng)濟水平的基礎(chǔ)上實現(xiàn)社會利益的全面進步。本文對電力設(shè)備智能化時代價值進行了簡要分析，并集中闡釋了智能化發(fā)展進程中的技術(shù)支持體系，最后討論了我國電力設(shè)備智能化發(fā)展的趨勢，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備；智能化；技術(shù)要求；趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.165

在電力設(shè)備智能化的背景下，我國開始著手建立有效的智能電網(wǎng)體系，整合傳感技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)等，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)分布式能源電源管理和可再生能源電源接入，也能建立更加系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，真正實現(xiàn)規(guī)劃性系統(tǒng)平臺，保證協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上，也能為后續(xù)規(guī)劃運行提供保障。

1 電力設(shè)備智能化的時代價值

在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，智能變電站是智能電網(wǎng)體系的重點，也是整體運行結(jié)構(gòu)的根本，要想有效建立數(shù)字化變電站，就要整合數(shù)字化和智能化之間的關(guān)系，借助數(shù)字化技術(shù)手段完成數(shù)字式信息交換，利用智能化設(shè)備功能完成在線檢測以及數(shù)據(jù)分析。

因此，電力設(shè)備智能化的前提就是對數(shù)據(jù)的收集和整理，真正建構(gòu)更加具有時代價值的信息分享機制和處理體系，為后續(xù)實時狀態(tài)信息管理和控制奠定基礎(chǔ)，也為全面建立監(jiān)測模型提供保障。在信息技術(shù)、微電子技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等項目共同作用下，要整合技術(shù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用機制，完善更加系統(tǒng)化的示范工程項目，合理性促進數(shù)字化設(shè)備的發(fā)展，為智能化管理提供更加系統(tǒng)化的環(huán)境。

國外對于相關(guān)標準化的產(chǎn)業(yè)進行了研究和系統(tǒng)化應(yīng)用，尤其是示范工程項目數(shù)量較多，能借助實踐完成數(shù)字化設(shè)備管理和發(fā)展，具有非常關(guān)鍵的價值和指導(dǎo)意義。我國在這方面的研究主要集中在變電站設(shè)備領(lǐng)域，利用數(shù)字輸出電子式互感器數(shù)字化變電站建立了更加突出的管理體系和管控要素，合理性完成信息收集等工作。需要注意的是，在我國電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修工作也非常關(guān)鍵，需要相關(guān)部門給予高度重視[1]。

在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，在線監(jiān)測技術(shù)以及故障診斷技術(shù)都是電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的根本，需要完善在線監(jiān)測結(jié)構(gòu)后對特征信息予以統(tǒng)籌監(jiān)督。一方面，電氣設(shè)備的在線監(jiān)測過程能對故障特征信號進行讀取和處理，并且為后續(xù)故障診斷工作的完成奠定基礎(chǔ)，真正提高診斷項目的基本水平，提升管理時效性。另一方面，近幾年在線監(jiān)測技術(shù)不斷發(fā)展和進步，有效融合微處理技術(shù)分析和輔助決策技術(shù)建立的項目體系日趨成熟，能有效完成信息管理機制、信息診斷機制以及信息評估管理，真正提高控制功能的實際水平，為后續(xù)監(jiān)督管理體系的全面監(jiān)控提供保障。只有合理性完善電力系統(tǒng)和其他項目的綜合管理機制，才能為狀態(tài)監(jiān)測結(jié)構(gòu)和故障診斷結(jié)構(gòu)升級奠定基礎(chǔ)，促進設(shè)備智能化發(fā)展流程的全面運行。

也就是說，電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，數(shù)字化是前提，狀態(tài)監(jiān)測則是基本的實現(xiàn)路徑，要想實現(xiàn)經(jīng)濟價值的全面優(yōu)化，就要對診斷技術(shù)進行完善和處理，有效提升數(shù)字化體系對智能化項目的輔助水平，實現(xiàn)工程設(shè)計效果的最優(yōu)化目標。

2 電力設(shè)備智能化的技術(shù)要求

在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，企業(yè)要按照智能變電站技術(shù)導(dǎo)則約束自身的行為，合理性落實電力設(shè)備智能化的發(fā)展工作，其中，將電力設(shè)備智能化定義為高壓設(shè)備與相關(guān)智能化組件的結(jié)合體，其基本測量機制是數(shù)字化模型，能借助網(wǎng)絡(luò)化管理予以控制，最終建立可視化狀態(tài)和一體化功能模塊，真正實現(xiàn)了信息互動化，也為電力設(shè)備智能化發(fā)展提供了基本的測量體系、控制元素以及計量基礎(chǔ)，能為實際測定效果進行統(tǒng)籌監(jiān)督。

值得一提的是，常規(guī)化電力設(shè)備中，一次設(shè)備和二次設(shè)備的安裝地點往往距離較遠，因此，需要借助強信號電力電纜或者是大電流對電纜連接進行控制，這不僅會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟費用，也對后期維護產(chǎn)生影響。而在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，設(shè)備智能化體系就能實現(xiàn)一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計過程和二次設(shè)備部分功能。也就是說，在電力設(shè)備智能化體系中，能有效一次設(shè)備檢測信號回路處理工作和控制操作驅(qū)動回路工作，主要是應(yīng)用了微處理器智能終端，能一定程度上簡化了常規(guī)化電式繼電器以及控制回路的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)[2]。

2.1 設(shè)備互動技術(shù)

電力設(shè)備智能化需要完成設(shè)備互動管理，在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，完成設(shè)備管理工作的智能化十分關(guān)鍵，相關(guān)部門也要對技術(shù)結(jié)構(gòu)和運行參數(shù)予以分析，合理性判定相應(yīng)的問題。主要是借助設(shè)備事故風(fēng)險評估過程對電網(wǎng)運行以及設(shè)備檢修進行評述，合理性建立相應(yīng)的診斷方案，以保證整體管理流程和管控效果更加貼合設(shè)備應(yīng)用，減少設(shè)備運行故障，要一定程度上提升設(shè)備的可用效率，真正減少項目運行過程中的管理成本。在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，真正實現(xiàn)了經(jīng)濟成本和技術(shù)發(fā)展成本的合理性平衡，為智能電網(wǎng)建設(shè)和優(yōu)化提供了保障。

除此之外，電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，能實現(xiàn)設(shè)備和調(diào)度系統(tǒng)之間的互動，充分發(fā)揮智能設(shè)備的管理時效性，提升管控效果的基礎(chǔ)上，滿足管理流程的基本要求。需要注意的是，在電力設(shè)備智能化結(jié)構(gòu)內(nèi)，智能設(shè)備能夠提供設(shè)備故障的幾種不同幾率預(yù)報，合理性分析設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對調(diào)度系統(tǒng)進行統(tǒng)籌觀測，保障管理模型和管理效果都能得到優(yōu)化。最重要的是，在設(shè)備狀態(tài)檢修過程中，電力設(shè)備智能化能為電網(wǎng)調(diào)度增加更加有效的決策維度，確保相應(yīng)的管理項目和參數(shù)結(jié)構(gòu)體系都能發(fā)揮其實際價值和意義。

2.2 高級化應(yīng)用

在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，智能設(shè)備能擺脫傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行管理要求的束縛，合理性建立相應(yīng)的管理標準和運行體系，并且能為傳統(tǒng)設(shè)備進行可靠性轉(zhuǎn)變，有效對電網(wǎng)進行實時的可靠性管理，確保能從根本上提高我國電網(wǎng)運行的智能化水平，也能對設(shè)備的使用壽命予以預(yù)測，合理性建構(gòu)更加系統(tǒng)化的處理機制和運行維護體系，確保能從電網(wǎng)大視角的角度分析設(shè)備管理效果，也能提升壽命周期的成本管理價值，真正實現(xiàn)電力設(shè)備智能化的目標，確保管理流程和管控效果都能符合預(yù)期，也為電力設(shè)備智能化發(fā)展提供保障[3]。

2.3 一次設(shè)備重組

在電力設(shè)備智能化發(fā)展背景下，智能化一次設(shè)備形成了全面升級的結(jié)構(gòu)，主要是功能元件和智能綜合元件共同作用，具備以下功能：

第一，測量功能，能借助一次設(shè)備對相關(guān)參數(shù)進行智能化測定和分析，有效形成參數(shù)體系，從而完成智能化數(shù)據(jù)收集工作。

第二，控制功能，能合理性管理相應(yīng)體系和運行標準，確保控制結(jié)構(gòu)和控制效果都能貼合實際需求。

第三，保護功能，應(yīng)用智能化技術(shù)能完善一次設(shè)備自我保護的水平，減少外界因素對設(shè)備造成的損害，一定程度上延長一次設(shè)備的使用壽命，提高整體管理價值，減少初級成本投入。

第四，計量功能，能對相關(guān)數(shù)據(jù)進行智能化測算和計量分析，借助實時監(jiān)測過程形成測量項目。

第五，監(jiān)測功能，對于電力設(shè)備智能化而言，智能化監(jiān)測工作是最關(guān)鍵的項目，能有效建立智能化實體管控效果，并且完善管理標準和管理流程，減少監(jiān)測難度的基礎(chǔ)上，為后續(xù)管理水平的全面優(yōu)化奠定基礎(chǔ)[4]。

除此之外，在智能開關(guān)設(shè)備管理項目中，在一次設(shè)備本體內(nèi)嵌入智能化單元，能有效和二次回路進行連接，合理性完成串行管理以及光纖匯總，能一定程度上避免硬接線問題造成的影響，提升管理流程的時效性和設(shè)備監(jiān)督的質(zhì)量。最重要的是，在一次設(shè)備智能化升級后，能完成變換過程、信號測量后預(yù)處理過程以及總線保護指令等，在完善技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，就能對不同信號項目進行傳遞和判定，有效建立及時性保護過程和監(jiān)控過程。只有將設(shè)備操作智能化管理機制和開關(guān)電器元件運行管理機制結(jié)合在一起，才能提升監(jiān)控單元的管理水平，確保分辨不同運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上合理性對差異化輸出控制命令予以監(jiān)督，確保合閘特性管理過程更加有效，也能有效落實遠方遙控管理以及控制操作過程，真正實現(xiàn)了自動化分析的目標，能從根本上建構(gòu)貼合時代發(fā)展需求的電力設(shè)備智能化項目[5]。

2.4 集成化技術(shù)

在電力設(shè)備智能化體系內(nèi)，智能化變壓器的應(yīng)用較為普遍，且能實現(xiàn)多種傳感器集成化管理，其中，主變本體要配備相應(yīng)的智能化接口，能一定程度上合理性采集主變本體的相關(guān)信息以及數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)處理工作。與此同時，相應(yīng)的設(shè)備元件也能完成主變非電量保護，并且能在傳統(tǒng)非電量保護項目基礎(chǔ)上建立有效的數(shù)字化保護機制，確保能借助相應(yīng)的設(shè)備運行要求，合理性提升各個元件的應(yīng)用效果。其中主要包括變壓器繞組、鐵芯、套管以及有載開關(guān)等，能合理性建立變壓器運行電壓系統(tǒng)，為負荷電流運行工作提供保障，尤其是能合理性收集本體需要的自身狀態(tài)診斷功能模塊，為后續(xù)操作管理水平的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)[6]。

3 電力設(shè)備智能化的應(yīng)用

在電力設(shè)備智能化不斷發(fā)展的背景下，我國相關(guān)研究部門也在不斷深入整合技術(shù)結(jié)構(gòu)和運行模型，以保證能減少變電站運行過程中的問題，實現(xiàn)電網(wǎng)壽命的延長，并且在相關(guān)技術(shù)結(jié)構(gòu)研究方面也予以調(diào)控和監(jiān)督。

第一，電子式互感器的應(yīng)用。在電力設(shè)備智能化發(fā)展背景下，合理性應(yīng)用技術(shù)體系建立更加系統(tǒng)化的設(shè)備監(jiān)督維護機制，對于全面推進智能化發(fā)展具有非常重要的意義和價值，也是維護電力設(shè)備自動化的根本。尤其是電子式互感器的應(yīng)用，能一定程度上解決了傳統(tǒng)互感器運行過程中的飽和問題、鐵磁諧振問題等，并且從環(huán)保管理的角度出發(fā)，有效將環(huán)保理念、節(jié)能理念以及以人為本的理念進行融合和升級，積極建構(gòu)系統(tǒng)化運維管理機制。需要注意的是，在電子式互感器應(yīng)用項目中，因為設(shè)備運行范圍和價值的不斷擴大，能科學(xué)化實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)保效益的三位一體管理框架，實現(xiàn)電力設(shè)備智能化的全面和諧化發(fā)展。

第二，光纖電纜，傳統(tǒng)的電網(wǎng)體系內(nèi)，二次控制電纜數(shù)量較大且應(yīng)用范圍較廣，在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，合理性利用光纖替代傳統(tǒng)二次控制電纜，能夠在提升傳輸效果的同時，節(jié)省大量的有色金屬，對能源管理和系統(tǒng)化應(yīng)用開發(fā)具有非常重要的意義和價值，也能有效減少變電站內(nèi)二次接地過程中出現(xiàn)的銅排，真正實現(xiàn)了不可再生資源的管控目標，合理性優(yōu)化管理水平。

第三，設(shè)備重組，在電力設(shè)備智能化發(fā)展進程中，智能化運行技術(shù)能有效完成設(shè)備整合處理過程，并且能借助就地安裝的操作過程減少建筑面積，一定程度上提高了能源和資源的利用效率，也為土地資源保護創(chuàng)設(shè)了良好的條件。

第四，智能開關(guān)，這是近幾年應(yīng)用較多的智能化電力設(shè)備，主要是秉持全壽命周期理念，能在提升可靠性的基礎(chǔ)上，確保設(shè)備可用率得以全面優(yōu)化。需要注意的是，電力設(shè)備智能化項目中能完成實時監(jiān)測，減少突發(fā)事件造成的經(jīng)濟損失，并且避免了傳統(tǒng)大量硬線連接的情況，為遠程控制提供了便利[7]。

4 結(jié)束語

總而言之，電力設(shè)備智能化是順應(yīng)時代發(fā)展的必然趨勢，相關(guān)部門要結(jié)合節(jié)約環(huán)保理念以及技術(shù)革新理念積極實現(xiàn)智能化項目研發(fā)，一定程度上提升電力設(shè)備的智能化水平，完善設(shè)計思路和方案的基礎(chǔ)上，促進我國電網(wǎng)管理產(chǎn)業(yè)的和諧化發(fā)展。

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