“智能化10kV开闭站”——基于大数据的一体化应用平台

韩冰

（国网冀北电力有限公司廊坊供电公司，河北廊坊065000）

1 项目简介

城市配网市区及周边郊区10kV开闭站的运维工作，主要依靠巡检人员带着检测设备现场巡检取得，海量一手数据存档未关联形成综合分析，并且巡视方式费时费力，巡检人员素质不尽相同，无法保证定时、定频、无死角详细的开展巡检工作。

开闭站内电气设备主数据主要通过配网自动化、PMS等各系统独立运行，不能进行连续有效的数据积累监测、综合分析、预判设备状态趋势而提前实施研判管控；站内生态环境对设备运行造成很大程度影响，当站内设备或环境出现异常萌芽状态时，因避免延误最佳消缺治理时期，导致设备及附属设施温湿度升高、间接造成锈蚀放电、故障起火等各类缺陷频出降低使用寿命；现场缺陷和故障信息不能及时回传，缺陷不能及时发现及时消除，影响了设备的安全运行和供电的可靠性，发生故障时不能预控，扩大了损失。

大数据下的10kV开闭站智能一体化应用平台，将补充无人值守站带电检测盲点，并由在线监测代替人工巡检，它将在各运检系统数据融合的基础上，整合海量现场一手数据，形成长期真实有效的数据积累对比，再增加局放监测、负荷趋势、电压偏差、温升湿度等异常告警功能，在缺陷萌芽的状态实现准确定位消缺预判，将生态环境数据与电气数据有机融合，形成综合趋势分析结果并跟踪回传，实现远程自动化集中监控设备的电气参数、室内环境参数、视频告警以及门禁、烟感、消防、水浸自启停监视，自动形成数据分析报表、形成曲线图、预估运行设备各电气量发展趋势，最终搭建一个集巡视、监测、预控一体化的监控平台，实现站内运维智能管控。

平台由硬件与软件设施并存的形式构成，将在大数据的积累下，形成信息高效处理与对比预判，完善站内烟感、消防、水浸、温湿度、空调等生态环境各设备物物互联；增加各类前端，完善站内带电检测盲点，融合各运检系统数据，将海量现场一手数据形成长期真实有效的数据积累对比；入网设置安全加密认证，使用调度专网在安全Ⅳ区运行数据转发，采用仅单向读取不能写入数据的方式，正反相隔离加防火墙保密，对监控主机设定条件实现记录、分析、告警功能，通过智能手机APP随时随地，第一时间精准定性现场设备状态信息，及时根据监测情况的变化制订维护策略，并通过人机交互进行准确定位决策处理。平台将代替人工巡检，节省大量的人力及车量使用费用，降低设备缺陷及设备故障风险，增加持续供电收益，降低决策投资风险。

该平台能够为运检人员提供重要的现场各个全时数据信息、异样视频识别、智能分析、报警及自启停控制；能够对站内开关柜、站变、PT、电缆接头等设备定时、定频、按照预置点自动开展超声波、地电波等带电检测，通过数据积累、曲线变化趋势、预判设备有无放电及设备异常隐患；能够通过历史数据积累、分析推算负荷高锋负荷，形成用电趋势曲线图，对即将超负荷线路自动预报警提醒，预判超负荷时段及负荷情况，并通过准确预判对端负荷来决策投切联络线路方向；能够全时采集仪器仪表数据（电流、电压、功率、过载、过压、短路、温升、三相不平衡等）实现数据自动汇集、上传、分析报警，实现操作人员异地远程对站内设备进行分合闸操作；为站内设备状态评估提供全面有效的数据支撑，提高设备潜在故障的提前预判能力，减少故障，保证设备的安全供电及高可靠持续运行。

2 市场分析

该平台将实现运用物联网技术进行大数据分析，综合电气设备参数、环境参数、生态参数、视频告警、装置自启停等参数形成数据分析报表、形成曲线图、预估运行设备各电气量发展趋势，提前预判设备潜在故障，实现异常态势提前告警消缺从而减少故障，是将现阶段的无人值守站升级为5G时代全时多数据全景可视远程操控站，实现物联网时代开闭站大数据分析与应用的必经之路。本项研究实现了现场多种设备监测信息的远程管控，使各级技术人员、专家随时随地掌握开闭站现场环境、设备的运行状态、设备异常数据情况、诊断、研判、预警结果，及时根据监测情况的变化制订维护策略[1]。

当前国网提出的“三型两网”概念，旨在打造“三型”企业，建设运营好“两网”，运用物联网技术，打造坚强型智能电网，为进一步深化国网智能化发展需求，保障运行安全的前提下，提高用户供电可靠性，大幅降低设备停电时间，大幅减少检修资源投入，进一步提高电网设备状态检修效益[1]。

3 核心竞争力

该平台能够通过巡检监（检）测设备；能够为运检人员提供相当重要现场各个全时数据信息、异样视频识别、智能分析、报警及自启停控制；能够全时采集仪器仪表数据（电流、电压、功率、过载、过压、短路、温升、三相不平衡等）实现数据自动汇集、上传、分析报警，实现操作人员异地远程对站内设备进行分合闸操作；能够通过历史数据积累、分析推算负荷高锋时段及用电负荷性质，形成用电趋势曲线图，对即将超负荷的分支自动预报警提醒，预判各分支段超负荷时段及负荷情况，并通过准确预判对端负荷来决策投切联络线路方向；能够对站内开关柜、站变、PT、电缆接头等设备定时、定频、按照预置点自动开展超声波、地电波等带电检测，通过数据积累、曲线变化趋势、预判设备有无放电及设备异常隐患，为站内设备状态评估提供全面有效的数据支撑，提高设备潜在故障的提前预判能力，减少故障，保证设备的安全供电及高可靠性持续运行，具有实际运行中很高的开发价值[2]。

4 商业模式及实施计划

本项目可通过技术、服务、产品实现商业营利，对内效益（电力行业以内）廊坊市区配网实施该平台后，预计每年节省人力及车辆使用费用约300万元；降低设备故障风险预计每年节约800万元；增加持续供电收益预计每年增加上千万元；降低管理层投资决策风险，对外推广拓展（类似模式领域）可沿用到各类拥有集中器械设备站房运维业务的大小型企业。无人值守10kV开闭站是配电网中最重要的供电节点，通过配电网系统大数据下的10kV开闭站智能一体化应用平台设备的接入，运用智能平台将大幅提升开闭站管控质量，可在各区域供电公司开闭站站房内实现其智能化最大价值，降低巡检人员日常运维工作，提高数据信息质量、分析预判，提高运维水平和供电可靠性，开闭站智能建设的实施将对其形成专业化、高可靠性的远程实时集中监控与运行管理。

5 结语

大数据下的10kV开闭站智能一体化应用平台，具有广域的，面向10kV开闭站的配电网线上通用性，通过采集各个全时数据信息（电流、电压、功率、过载、过压、短路、温升、三相不平衡等）、实现分析报警，异样视频识别、历史数据积累负荷预判、分析曲线变化趋势、预判隐患、实时监测、趋势预警和故障研判，代替线下巡检人员通过设备单一电气量来判断设备状态、提升配电抢修运维工作。