“互聯網+”技術在電力智能運維系統中的應用

（國網冀北電力有限公司信息通信分公司，北京 100053）

0 前言

在時代快速發展的推動下，我國逐漸進入“互聯網+”時代。在互聯網技術不斷發展與創新的過程中，消費領域開始應用該技術，同時不斷向生產領域進行延伸與發展。借助該技術能夠有效提高產業的發展水平，保證行業的創新能力，進而為社會經濟創造更多的發展動力。在我國，配電網絡屬于關鍵基礎設施，它為我國各行各業的發展提供了原動力保障[1]。

現階段，基于“互聯網+”模式的快速發展以及配電網絡的創新改革，相關部門需要加大促進配電網與“互聯網+”模式融合的力度，進而為我國發展提供穩定的電力保障，為民眾生活提供穩定的供電服務。

1 “互聯網+”概述

“互聯網+”就是把互聯網與現代生活生產進行有機融合，從而不斷提高生產質量與安全效益，形成基于“互聯網+”并以創新作為發展動力的新發展動能業態。“互聯網+”屬于互聯網思維在深入應用過程中形成的產物，從總體角度來分析，它是各個行業與互聯網的有機融合，該過程并非簡單地將2種模式疊加在一起，而是借助信息技術與互聯網技術，對傳統行業和互聯網平臺進行充分融合，創造出全新的形態。“互聯網+”體現出工業的全新設計思維。國發[2015]40號文件對重點行動（11項）進行了充分說明。其中，配網設施、用電設施與發電設施的智能化升級，屬于“互聯網+”技術應用的主流方向，它可以保證電力系統供給優質高效、穩定便捷以及安全可靠的能源；同時，還可以借助互聯網開展對配網運維進行檢測、調度等工作，并提供良好的信息共享系統，從而有效提高電能的利用率，強化配網與用戶之間的協調性。

對于電網企業來說，大數據設備運維檢測的基礎是借助大數據對其負荷狀態進行實時檢測與分析。另外，通過深度挖掘和剖析數據，對配網以及相關設備運行情況進行充分預測，提前發現故障隱患，及時制定優化策略，對設備進行精準調度、檢修與運維，進而有效提高電能的使用效率，保證配網運行的安全。規劃通信網與配網建設時，應該增強通信網絡的覆蓋率及其與配網融合的深度，控制網絡基建的成本，有效實現信息共享，防止由于重建而導致資源的浪費。擴大智能配網的適用范圍，強化其應用深度，進而有效提高智能配網的運維質量。另外，在配網運維中，“互聯網+”可以有效拓展檢測的范圍，進而實現檢測的全面覆蓋。不僅可以對用戶端與發電端信息進行檢測，還可以對家庭用電狀態進行檢測。“互聯網+”監控系統可以進行實時、雙向監測。基于智能化特點，可以對配網運維系統實際狀態進行監管，并且開展科學的評估工作，有效預測風險隱患問題，防止出現故障問題。

2 “互聯網+”智能運維技術應用分析

2.1 構建“互聯網+”運維系統

因為智能電網屬于我國新啟動的電網項目，所以在具體實施過程中會遇到一些阻礙與困難。為了緊緊抓住“互聯網+”的發展機遇，應該積極構建智能配網運維系統，強化對配網風險防范與風險預警的能力，進而提高故障分析的速率與準確度，提高故障處理的效率，提高智能配網的供電質量及供電效率[2]。“互聯網+”運維系統如圖1所示。

圖1 “互聯網+”運維系統

“互聯網+”運維系統主要涵蓋以下5個子系統：1）數據采集系統。以信息采集設備與信息采集技術為基礎，對智能配網中各種運行問題進行實時、動態收集，并安排專業人員開展收集、整理以及儲存的工作。2）運維專家系統。安排專業技術人才對配網運維進行全面覆蓋，構建專家團隊，進而充分收集世界前沿運維技術，為我國配網運維提供良好的保障；為用戶提供在線服務，例如在線咨詢等；同時也為相關地區與部門提供良好的技術保障。3）運維診斷系統。借助人工神經網絡網絡診斷算法以及故障固定技術等，對配網中的運行隱患與運行問題進行精準、動態地判斷。4）典型案例分析系統。對當前配網中重大故障案例進行收集并對相關數據進行詳細地剖析。主要涵蓋故障檢測、不同設備在故障條件下的運行數據等。5）服務交互系統，以微信平臺和客戶端為基礎，為維護人員提供良好的故障診治技術與手段，同時及時更新全新的維護技術與知識。借助智能化服務交流系統，相關人員可以在線享受信息服務和資訊等[3]。

2.2 “互聯網+”的運維技術

2.2.1 數據采集技術

當前，我國電力輸送與配送系統不平衡，部分配網線路由于受外界因素的影響而產生干擾弧，普通檢修技術無法對局部故障進行處理，并且檢修時間較長，還會造成財力與人力等資源的浪費。因此，可以采用互聯網檢測技術完成收集信息的工作。為了保證配網業務不斷朝互聯網方向發展，應該積極讓生產設備與網絡連通，通過終端檢測、視頻健康、發電、儲能、傳感器和用電設備等，完成對用電、發電以及環境等數據的收集，建立以互聯網技術為基礎的用電管理末端神經元系統和“互聯網+”智能運維系統，并將終端用戶設定為神經末梢，即構建智能運維管理體系。該體系采集的數據主要包括設備出廠、配網運行等，同時可以通過設備出廠數據對設備的基本功能與性質進行全面了解。配網運行數據主要是指配網系統中互感器的數據。互感器可以對電力一次值進行充分轉化，產生二次電壓值，同時借助AD轉換芯片對數字信號和模擬信號進行充分轉化[4]。

2.2.2 故障定位

對于智能配網來說，其運行頻率較為獨立，基本上保持在50 Hz，正玄波能夠達到20 ms，單個離散點是25 μs，將定時器開啟，以250 μm為標準開展定期的判斷工作，在完成特定時間的內容后，就會自動地啟動數據采集系統，同時借助AD轉換芯片與并口完成數據傳輸工作。集中采集的數據，可以與有效值、極值等能算參數相對應，同時可以對定值、數據值等結果進行對比處理。如果數據合理就回對數據進行傳送，向無線發送單元傳送數據，如果數據值不符合常規范圍，則需要對故障展開深入剖析，并明確故障類型。

當出現故障問題時，對配網進行深入分析，確定其可以穩定工作后，就會自動生成可行性評估報告，報告主要包括以下2個內容：1）分析是否繼續檢修與維護，是否符合維護要求。2）對設備維護的可行性與經濟性進行分析時，可以通過設備維護成本分析其經濟性；同時對維護效果進行充分檢查，分析維護方案的可行性。

2.2.3 數據共享

要讓“互聯網+”運維系統的效能得到充分發揮，在前期工作中需要各個部門構建良好的合作關系，從而有效提高數據分享的效率，進而為專家、技術人員和一線員工提供統一、高效的工作系統，同時促使各自的分工更加明確。例如，一線員工主要為用戶提供接待以及恢復電力供應等服務，負責設備的檢測、修理以及診斷等，同時對檢修檔案進行有效的優化。在該過程中，應該重視專家和技術人員的交流，保證相關數據得到共享。同時互聯網可以讓用戶自由地咨詢相關問題，保證了故障問題可以得到有效地處理。技術人員在負責解決配網故障與運行各類信息的同時對其進行對比與評估，對其中風險隱患與異常現場進行分析，并通過互聯網為維護員工提供維護與指導幫助，保證所有問題都得到處理；然后向互聯網中傳輸該數據，從而實現數據的共享。專家主要向技術人員與維護人員分享自己的維修經驗、掌握的技術手段與理念以及提供遠距離故障分析服務，同時積極研發新技術，傳輸先進的診斷技術[5]。

互聯網在快速發展的過程中，已經廣泛應用于各領域。對于電力領域來說，通過“互聯網+”已經充分提高了配網技術的智能化發展，構建了智能配網工作系統，借助該系統能夠保證用戶合理分析互聯網系統中配網工作數據，同時在微信技術以及其他信息技術快速發展過程中，維護人員可以通過這些平臺和用戶深入交流，使其能夠進一步了解電力系統工作狀態與模式等，通過全新科技手段能夠保證配網系統運維工作更加全面，有效克服用戶和配網運維工作在時間與空間上存在的，即維護人員可以通過智能系統的互聯網平臺溝通檢修過程中發現的問題與故障，并遠程分析故障原因，及時解決故障問題，有效提高故障處理的效率，也提高了配網系統運行德瑪效率，保證了其運行的安全。

當前，智能手機已經全面普及，通過App實時了解配網的工作情況，進而實現維護人員和用戶之間的雙向監督。另外，互聯網系統還可以判斷用戶用電情況，進而幫助用戶合理地使用電器。

3 “互聯網+”配網運維系統的應用建議

3.1 加強效能優化體系

以檢測環節中收集的分配容量、電費單價和電費總價等為基礎，可以充分確定智能配網中電能的運用效果，同時綜合考量故障類型、危害程度、無功收發以及故障頻率等信息，對輸電線路實際的優化方案進行明確，保證電路載荷效能可以得到充分地釋放，同時強化智能配網中運維整體的效能。對維護效果、電路損耗以及荷載效能等進行充分識別，通過指揮決策模塊完成零散數據的整合工作，工作人員以及遙控人通過匯集運維記錄與系統反饋信息等，編撰電能使用情況報告，向管理部門匯報。工作人員結合報告，對配電網電能使用率低的原因進行分析，明確是否存在系統布局缺乏合理性、用電異常、用電申請缺乏合理性、設備故障以及智能分配不足等問題，并根據分析結果編制電網改造方案，開展認證評估電負荷線路、工作環境、設備采購、設備替換以及設備安裝測試等工作。將不同的電網改造方案進行對比，達到有效減少無用功損耗、降低配網故障概率、增加分配效率的效果[6]。

例如，因為在配網效能完善中，通過識別相關信息獲取基礎數據可以對某段線路的較高過載頻率問題進行甄別，所以該段線路可以制定針對性的改造計劃。對該段線路效能無法達到預期目標的分析結果作為基礎，其可能存在數據檢測單元損壞、電磁干擾以及偷電漏電等問題，在進行改造的過程中，應該重新評估用戶用電記錄與用電申請等信息，采用穩定性、散熱效果、抗變換性更加突出的設備，進而促使該段線路的改造工作得到相應的保障，充分優化配電網的能效[7]。

3.2 加強數據體系

整個數據體系主要包括數據采集、傳輸、處理以及人機交互等內容。

3.2.1 數據采集

數據采集時應該注重對二次設備、時間和類別的設置，確保功率因素、諧波、電流、電壓以及頻率等數據收集的及時性與有效性。具體設計時，采取全天候檢測的模式，實現對數據的實時采集。對于二次設備的情況，可以通過使用數據測量以及傳感器來獲取設備抗變換性、微型化與智能化水平等方面的信息，保證數據采集的效率與質量。

3.2.2 數據傳輸

數據傳輸時應該注重對傳輸方式、方向等因素的確定。傳輸方式主要包括無線通信傳輸與線纜通信傳輸2種形式，應根據實際需求采取合適的傳輸方式。傳輸方向主要為對內傳輸和對外傳輸，應該根據指揮決策的情況以及人為管理的需求強化配網系統中對內傳輸的效能。

3.2.3 數據處理

在數據處理的過程中，要以內部通信信息為基礎，實現對電壓閥值、漏電、線路過載、功率因數、電流諧波以及變壓器過載等數據的整合。除此以外，還可以設置預設值，并將繼電器信號和超限警報信號燈傳輸出去，進而達到智慧決策的效果。

3.2.4 人機交互

設置人機交互可以在結束數據處理后接入配網系統，實現促進性終端和人為監管的可視化操作。在完成信息綜合處理后，可以借助可視化界面進行繼電器信號和警報信號等相關信號的展示，使終端工作人員在該信號的基礎上開展具體工作，并提前進行數據檢測、配網系統優化以及故障干涉等工作；除此以外，為了保證數據體系可以優質高效的運行，還需要加強對總控室和端口監控的設計。其中，總控室可以實現中心監控以及干涉的目的。在設計總控室時，應該注重配網數據展示服務器的設計，通過筆記本和手機等終端實現無線登錄、監管與遙控。在設計端口監控時，可以采取手持監測設備直接接入電網的模式，如果是自動運作出現問題，則可以通過手動方式進行控制[8]。

例如，因為變壓器組件具有較高的集成度，所以為了保證變壓器負載檢測的效果，可以對檢測裝置進行微型化處理，從穩定性、抗變換性以及降噪性能等方面對二次設備的運行情況進行確定，為數據采集活動提供保障。對于數據傳輸來說，線纜通信可以促使某工作區內檢測設備在相同信息交換節點中匯集，減少強電磁的干擾波動，促使數據的整合質量得到進一步提升，為智慧決策的順利開展提供良好保障。對于數據處理來說，如果發現線路符合或是電流出現突增的現象，智能繼電器控制信號會切斷某段電能的分配節點，以提高線路工作安全性。通過建立人機交互界面的預警信號，工作人員在完成觀察工作后，可以結合反饋信息，調校遠程閥值或是接入現場端口，通過手動排障的形式，可以保證全面處理數據、有效提高數據收集的效率以及提高配網智能運維的質量。

4 結語

對智能配網運維的工作人員來說，應該掌握實時的配電線路工作狀態，才可以實時檢測線路的負荷狀態，并及時、準確地確定發生故障的位置，從而有效提高運維的效率，降低改造的成本，不斷提高用戶的滿意度。“互聯網+”配網運維系統可以為電力系統穩定的工作提供保障，同時提供終端技術效果，保證用戶用電需求得到有效滿足。