基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修

□戴瑞金 邢毓卿 高國杰 盧章建

隨著各類無線感知設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)配電設(shè)備溫度、負(fù)荷等信息實時在線監(jiān)測已不是問題，而海量的數(shù)據(jù)信息目前僅僅用于實時監(jiān)測及展示，并未進(jìn)行大數(shù)據(jù)綜合分析從而實現(xiàn)高級應(yīng)用功能。基于此，本文將基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修技術(shù)進(jìn)行探討。

一、配網(wǎng)檢修現(xiàn)狀及存在的問題

目前，配網(wǎng)檢修主要實行的是計劃檢修，根據(jù)配電網(wǎng)檢修規(guī)程制定周、月、年檢修計劃。計劃檢修由于不是根據(jù)設(shè)備的實際狀態(tài)進(jìn)行的檢修，一方面會存在對狀態(tài)良好的設(shè)備進(jìn)行檢修，不僅浪費人力財力而且增加了停電時間；另一方面會造成問題設(shè)備不能得到及時檢修導(dǎo)致發(fā)生停電故障。設(shè)備過修失修現(xiàn)象并存[1～2]。

二、基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修

隨著智能配電網(wǎng)信息化、自動化、互動化水平的提高以及與物聯(lián)網(wǎng)的相互滲透與融合，電力企業(yè)量測體系內(nèi)部積累了大量數(shù)據(jù)，多種來源的豐富數(shù)據(jù)信息共同構(gòu)成了一個智能配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用時代[3～4]。配網(wǎng)狀態(tài)檢修是將傳統(tǒng)的根據(jù)時間制定的計劃檢修變?yōu)楦鶕?jù)設(shè)備實際狀態(tài)進(jìn)行的檢修，可以使?fàn)顟B(tài)良好的設(shè)備持續(xù)保持運行狀態(tài)，問題設(shè)備及時進(jìn)行檢修。基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修是指通過各類感知設(shè)備獲取線路、開關(guān)、站所的實時運行數(shù)據(jù)及輔助監(jiān)測信息，結(jié)合設(shè)備的檔案信息，通過綜合算法分析，發(fā)現(xiàn)問題設(shè)備，自動生成包含檢修設(shè)備、問題類別、檢修類別的檢修策略，同時可自動合并同一停電區(qū)域內(nèi)近期需進(jìn)行檢修的設(shè)備，減少計劃停電時戶數(shù)[5]。

(一)大數(shù)據(jù)分析。目前普遍可通過感知設(shè)備獲取并且對設(shè)備狀態(tài)有評估價值的數(shù)據(jù)主要有以下幾類：一是設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)：10kV開關(guān)柜內(nèi)溫濕度、電纜頭溫度、架空導(dǎo)線溫度、母線溫度、配變油溫；二是負(fù)載數(shù)據(jù)：線路電壓、電流、配變超載、配變重載；三是環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)：10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度、煙感、紅外入侵。除了上述實時或準(zhǔn)實時采集的負(fù)荷數(shù)據(jù)、運行環(huán)境及狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)外，還需引入生產(chǎn)廠家、運行年限、缺陷及故障記錄等設(shè)備檔案數(shù)據(jù)作為狀態(tài)評價依據(jù)。

(二)檢修策略算法。

1.設(shè)備狀態(tài)。評價設(shè)備包含架空導(dǎo)線、電纜導(dǎo)線、開關(guān)、開關(guān)柜、配變、10kV配電站所；各設(shè)備根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果可分為四個狀態(tài)：一是正常：設(shè)備各項數(shù)據(jù)均處于正常范圍內(nèi)；二是注意：當(dāng)設(shè)備溫度緩慢上升且即將達(dá)到設(shè)定值時標(biāo)注為注意狀態(tài)；當(dāng)設(shè)備流經(jīng)電流即將達(dá)到過載值時標(biāo)注為注意狀態(tài)；當(dāng)10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度即將達(dá)到告警值時標(biāo)注為注意狀態(tài)；三是異常：當(dāng)設(shè)備溫度達(dá)到設(shè)定值時標(biāo)注為異常狀態(tài)；當(dāng)設(shè)備流經(jīng)電流達(dá)到過載值時標(biāo)注為異常狀態(tài)；當(dāng)10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度達(dá)到告警值時標(biāo)注為異常狀態(tài)；四是嚴(yán)重：當(dāng)設(shè)備溫度急速上升且超過告警值時標(biāo)注為嚴(yán)重狀態(tài)；當(dāng)10kV配電站所溫濕度、水位、氣體(SF6、O2、O3)濃度超過告警值時標(biāo)注為嚴(yán)重狀態(tài)；當(dāng)10kV配電站所煙感及紅外入侵告警時標(biāo)注為嚴(yán)重狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)在一段時間內(nèi)多次跳閘時標(biāo)注為異常狀態(tài)。

2.檢修類別。依據(jù)《Q/GDW 11261-2014配電網(wǎng)檢修規(guī)程》將檢修類別分為五類：A類檢修指整體性檢修，對配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行較全面、整體性的解體修理、更換(嚴(yán)重)。B類檢修指局部性檢修，對配電網(wǎng)設(shè)備部分功能部件進(jìn)行局部的分解、檢查、修理、更換(嚴(yán)重)。C類檢修指一般性檢修，在停電狀態(tài)下對設(shè)備進(jìn)行的例行試驗、一般性消缺、檢查、維護和清掃(嚴(yán)重)。D類檢修指維護性檢修和巡檢，在不停電狀態(tài)下對設(shè)備進(jìn)行的帶電測試和外觀檢查、維護、保養(yǎng)(注意)。E類檢修指設(shè)備帶電情況下采用絕緣手套作業(yè)法、絕緣桿作業(yè)法進(jìn)行的檢修、消缺、維護(異常)。

3.檢修時限。一是當(dāng)設(shè)備為注意狀態(tài)時，應(yīng)在一周之內(nèi)進(jìn)行檢修；二是當(dāng)設(shè)備為異常狀態(tài)時，應(yīng)在三天之內(nèi)進(jìn)行檢修；三是當(dāng)設(shè)備為嚴(yán)重狀態(tài)時，應(yīng)立即安排檢修。

(三)檢修策略。

1.檢修策略內(nèi)容。檢修設(shè)備+檢修類別+影響范圍+停電時間(ABC三類檢修)+設(shè)備歷史檢修信息(如有)。示例：XX線路XX開閉所進(jìn)線開關(guān)柜電纜頭溫度越限告警時需立即進(jìn)行設(shè)備檢修，則檢修策略內(nèi)容如下：檢修設(shè)備——XX線路XX開閉所XX進(jìn)線開關(guān)柜；檢修原因——XX線路XX開閉所進(jìn)線開關(guān)柜電纜頭溫度越限告警；檢修類別——B類檢修；影響范圍——XX公變、XX專變；停電時間——XXXX年XX月XX日8:00～16:00；設(shè)備歷史檢修信息——XXXX年XX月XX日XX故障。

2.檢修合并。當(dāng)某一設(shè)備執(zhí)行檢修時，同時檢索該檢修策略停電范圍內(nèi)近期需進(jìn)行檢修的設(shè)備，并合并檢修策略，減少檢修停電時間，提高供電可靠性。如在上節(jié)示例檢修策略中檢修停電范圍內(nèi)有設(shè)備處于注意及異常狀態(tài)且還未進(jìn)行檢修時，應(yīng)進(jìn)行檢修策略合并：檢修設(shè)備1——XX線路XX開閉所XX進(jìn)線開關(guān)柜；檢修原因——XX線路XX開閉所進(jìn)線開關(guān)柜電纜頭溫度越限告警。檢修設(shè)備2——XX線路XX配電房XX配電變壓器；檢修原因——XX線路XX配電房XX配電變壓器油溫臨界。檢修類別——設(shè)備1進(jìn)行B類檢修，設(shè)備2進(jìn)行C類檢修。影響范圍——XX公變、XX專變。停電時間——XXXX年XX月XX日8:00～16:00。設(shè)備歷史檢修信息——設(shè)備1于XXXX年XX月XX日XX故障；設(shè)備2于XXXX年XX月XX日XX故障。

三、應(yīng)用情況

基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修使得配網(wǎng)的設(shè)備檢修工作從定期的計劃檢修模式向智能化的狀態(tài)檢修模式轉(zhuǎn)變，可最大限度地減少因配網(wǎng)設(shè)備檢修造成的停電時間，同時降低了設(shè)備的維護成本，延長了設(shè)備使用壽命，對提高供電可靠性及配網(wǎng)精益化管理水平具有實踐意義[6]。

四、結(jié)語

隨著無線感知設(shè)備技術(shù)的發(fā)展以及配電設(shè)備的智能化、一體化趨勢的發(fā)展，將會有越來越多的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息被采集、被上傳到主站系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)分析可獲得更加準(zhǔn)確的設(shè)備狀態(tài)，基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)狀態(tài)檢修策略將實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的配網(wǎng)設(shè)備檢修，從而進(jìn)一步減少檢修停電時間，提高供電可靠性。