基于大數據分析的電力系統遠程運維及故障診斷

范春英

摘要：隨著經濟和各行各業的快速發展，電力系統運檢合一工作的推廣，一些簡單故障可由運行人員在現場直接進行簡單操作處理，達到快速消除故障的目的。但是，繼保人員依靠傳統電話指導變電站內的運行人員處理故障時，由于跨專業知識所限，可能在個人理解與個人描述上存在一定的誤差，導致僅僅依靠電話溝通描述不夠準確。另外，繼保班組內部也存在同樣問題，班員在現場遇到問題有疑問時，往往打電話給班組的班長或技術水平高的人員電話支援，由于他們不在現場，對班員描述的現場有一定的陌生感，不能盡快了解班員現場出現的問題，需要多次溝通反復描述才能確定問題的現象，制定解決方案，耗時往往需要較長。

關鍵詞：電力系統運維;大數據分析;遠程運維

引言

傳統的運維檢修模式往往需要檢修人員親臨現場，工作效率比較低，嚴重時還會影響電網的正常運行，對社會安全生產以及人身安全造成嚴重威脅。為了實現高水平、高效率的現代化智能檢修運維，以變電站的主站與子站系統為基礎，結合大數據分析系統建立了遠程運維平臺，實現了臺賬統計分析多樣化、智能巡檢可視化、遠程操作智能化、故障處理快速化等遠程運維操作。

1系統體系構架與計算方法

本文所設計研究的變電站遠程運維管理平臺采用兩站一系統的體系架構，即站層級信息流與數據庫信息流通過特定的鏈路在主站與子站之間實現融匯交流，在遠程運維平臺的故障信息處理系統中經大數據對比、分析與計算后實現可視化與操控化。故障信息處理系統中通常將位于廠站端的管理機稱為子站，而將位于調度及繼保等管理部門的由數據服務器、通訊服務器、管理工作站等組成的網絡系統稱為主站。故障信息處理系統需控制管理主站與子站之間的信息傳輸，及子站到保護和錄波裝置之間的信息傳輸。主、子站之間的信息傳輸管理包含多方面的含義：子站對多主站的信息傳輸、子站對其它廠站自動化系統的信息傳輸、主站對多子站的信息傳輸，三種傳輸均能過濾無用信息，減少通信鏈路的負荷。大數據計算方法相比于傳統的算法，其計算量更大更快、且能適應豐富多樣的數據類型。在既定的條件限制內，以大數據為基礎，該算法能在設定的時限內完成所要實現的要求，具有很強的應用性。主要可以分為數據預處理、數據融合、數據分析與可視化、狀態辨識與處理等4個主要模塊。

2電力系統自動化中遠程控制技術的應用

2.1數據采集技術的應用

數據采集技術，是指在遠程控制技術中使用交流采樣技術來進行遙測信息的采集。在遠程控制系統中，數據采集的方式主要有變送技術和AD技術兩種。變送技術的主要功能是對電力系統中的大功率參數進行處理，在將其轉變為TTL信號，從而更好地滿足系統使用過程中產生的各種需求。而AD技術的主要功能則是將模擬的信號轉變成數字信號，以便更好地進行對信號編碼與遙測信息的采集。在電力系統中，所運行的設備大都是高壓大功率的，因此，具必須對這些高壓進行轉換處理，才能夠在遠程控制系統中對這些數據進行處理。

2.2網絡結構設計搭建

網絡結構依托于獨立的網架結構，與電力系統內部的所有網絡沒有任何聯系，本系統網絡獨立組網，且相關數據僅在采集前置設備與現實終端間傳輸，不存在網絡安全問題。診斷系統采用簡單的三層網架結構模式，第一層為圖像采集設備層，負責數據采集與收集。第二層為數據傳輸層，負責將第一層采集到的數據發送給顯示終端，負責數據的快速傳輸，并實現語音等數據傳輸，實現圖像及視頻共享。第三層為終端顯示層，負責收集前端發來的數據，通過顯示終端直觀顯示數據。對系統三層網絡進行搭建，配置好各層設備終端，滿足網絡架構要求，實現步驟如下：（1）根據技術原理圖，確定適合的前置單元設備尺寸，外殼尺寸≤10×6.5×3cm;散熱性能良好，采用絕緣塑料材料加工制作;具有防火性;（2）設計、加工前置單元固定模塊，能夠直接在現場工作人員工作服胸前口袋懸掛，或在安全頭盔上夾帶固定。尺寸要求小巧，立體方形結構，≤10×6.5cm;（3）測試前置機采集信息的質量水平，依次在前置機進行數據采集測試，確保圖像采集技術參數：擁有足夠的內存（≥32G），測試電子防抖功能，在就地顯示終端接收器查看信息，確保不低于1600萬像素，測試夜攝功能。

2.3診斷客戶端

診斷客戶端軟件是人機交互的接口，可正確顯示廠站端各TDAD發送的實時數據，并可調用數據服務中心數據庫，同時將專家組成員輸入的診斷調試命令傳遞給分布在各個區域并已選擇的TDAD。在診斷客戶端與主站端數據服務中心建立SOCKET連接后，系統主動發送。通過診斷客戶端可實現一對一、一對多、多對一、多對多等多種操作模式，以方便專家組成員對不同的TDAD工作現場進行診斷以及診斷意見的下發。

2.4保護輔助檢修

（1）二次安全措施方面。智能變電站用抽象的網絡數據流取代了傳統二次電纜，二次回路是“看不見、摸不著”的虛回路，這給二次安全措施的執行和確認帶來了較大的困難，若檢修作業中安全措施執行不到位或執行順序錯誤，就極易引發較為嚴重的電網事故。借助遠程運維中心的全景展示及二次安全措施知識庫，可自動生成某保護設備檢修的安全措施票。在執行安全措施票過程中，運維中心還可實時監視相關保護功能的實時狀態，給出相應預警，大幅提高二次安全措施可靠性。（2）保護設備故障搶修方面。繼電保護設備故障搶修時，運維人員往往因信息量少而難以準確定位故障點，需要攜帶大量備品備件。利用遠程運維中心信息化優勢，可將故障定位到板卡級甚至端口級，同時結合備品備件倉儲信息，甚至可推送備用板件存儲倉位，有利于檢修人員快速修復故障設備，恢復電網正常運行。在現場工作期間遠程運維中心還可提供參數備份等技術支持，通過更新修復策略，為以后類似設備故障檢修提供參考。（3）保護設備評價方面。根據保護裝置投運后的歷史告警信息、動作信息、檢修記錄、出廠驗收試驗數據、缺陷記錄等，綜合判斷繼電保護設備健康水平，為制定有針對性的檢修計劃提供決策參考，減少不必要的停電檢修，提高設備精細化管理水平。

2.5故障應急搶修技術模塊

為了保證相應工作有序開展，就要落實故障應急搶修技術處理方案。（1）要發現故障問題，結合實際情況進行問題檢索和分析，然后確保能制定針對性的控制方案。（2）要利用智能遠程操作技術準確定位故障位置，保證裝置配件維護維修處理的及時性，有效減少不良問題。（3）維修完畢要重新檢驗并且核對實際數據，只有保證數據的基礎水平，才能提升人機交互管理的效果。

2.6可視化智能巡檢與遠方操作系統

繼保及自控裝置的運行狀況以及站內設備的通信狀況是日常運維中需要十分關注的，電網運行中倒負荷操作時，時常伴隨著運行定值的修改以及功能壓板的投運等工作，傳統的這項工作一般由保護負責人員到變電站進行修改，而由于各專業的工作計劃、方式以及時間節點安排不一致，時常會出現等待的情況，嚴重影響了電網的正常運行。遠程運維平臺實現了對這項工作的遠方操作，保護人員能夠實時調閱所要修改的間隔定值，修改后遠方下載到裝置。定值下載后，裝置會反饋定值更新成功信號，記錄所修改的內容并進行標記，方便運維人員進行比對核查。在安全可靠性方面，該系統設置了工作負責人權限與班組人員權限，在工作票電話許可后，工作負責人擁有修改定值權限，而班組人員擁有核查比對權限。修改完畢后，保護人員需要再次進行定值巡視，將當前定值、定值比對及定值單發送至工作許可人進行匯報，進而結束工作。遠程運維，遠方操作，減少了維護人員往返變電站的次數，提高了工作效率，同時也具有很高的安全可靠性。

結語

在近年來的快速發展中，我國電力事業對遠程控制技術的運用也更加廣泛了，而且也逐步將電力系統的自動化管理作為了未來發展的方向，因此，在實際的電力工作中，需要對遠程控制技術進行不斷的完善，將遠程控制技術與電力系統自動化技術相結合，對工作中出現的問題能夠進行及時有效的處理，從而更好地促進我國電力系統自動化管理的發展。

參考文獻

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