配电网数字化智能运维技术应用研究

万强

摘要：随着社会发展，我国的电力随之快速进步。本文首先分析了在役配电网设备质量现状，在此基础上提出了基于设备在线检测/监测的状态检修策略支持下的数字化智能运维技术方案，为提升建设与运维的精益化水平、提高供电可靠性奠定基础。基于对运维大数据的分析，指出了配电网数据资产的利用价值。创新性地提出了在原有的调度自动化、配电网自动化系统数据整合的基础上，融入配电网智能设备的现场监测数据、环境数据等非传统业务系统数据，以此提供更准确且贴近实际的配电设备状态评估结果，为大数据分析配电网运行状态以及进一步分析具体设备的运行状态提供了更可靠的支撑。

关键词：配电网;在线监测;状态检修;数据资产;大数据分析;智能运维

引言

近年来，我国电力企业着重发展配电网自动化技术，配电网自动化系统取得了长足的发展。当前经济高速发展的现状对电力供应的要求日益提高，我国十四五规划对于电网的智能化建设提出了新的更高要求，需要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机，全面提升电网智能化水平，促进电力行业全产业链的共同发展。由于我国仍存在区域发展不平衡的现状，电网基础建设水平整体上较为薄弱，受资金、技术和设备等方面限制，电力企业在进行配电网智能化建设时进展缓慢，大部分地区配电自动化系统目前仅具备电压等级“三遥”功能，信息化、智能化水平不足，难以支撑日益提高的供电服务需求。本文探讨智能自愈控制、通过应用智能监控装置将环境状态量等非电量信号纳入监控范围，作为配电网智能化建设的信息化、数字化基础，同时探索将0.4kV低压配网全面纳入调度管理范畴与配电网实行同质化管理的手段以便于面临资金困难的电力企业开展配电网智能化升级的前期工作。

1配电网设备检修现状

配电网设备的检修模式经历了故障检修、周期检修，最终发展到状态检修。三种模式的更迭是一个由不科学到较科学的过程，都与当时设备技术水平、人员状况及运行模式紧密相关。初期，运行中的配电网设备一般是出现故障和损坏时，不得已才停机检修，其原则是“坏了必修、修必修好”，称之为故障检修。该种模式势必造成突发性停电，对需要连续运行的用电客户是一种大型生产事故，其损失无法估计;对供电企业来讲，供电可靠性指标无法保障，电量损失较大。后来逐渐发展到了预防检修阶段，该阶段含有两种模式，即周期检修和状态检修。周期检修的原则是“到期必修、修必修好”，这种检修方式由被动停机到主动停机，减少了停电用户的突发性损失。对于检修周期的确定，从借鉴国外的经验到自己总结，逐渐趋于完善合理。设备状态检修是根据先进的状态检测、监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常状况，预判设备的故障趋势，并在故障发生前进行检修。其原则是“该修则修、修必修好”。随着设备全寿命周期状态检测与故障诊断技术的发展，实施设备状态检修已经成为设备检修的最高策略。状态监测是状态检修的基础与支撑，而对监测结果的有效科学应用则是状态检修得以实现的保证。目前，由于状态监测的判据还没有绝对标准，限制了状态检修的推进。随着数字化技术、计算机通信技术的进步，基于边缘计算、云计算技术的设备状态参数与配电系统运行参数融合，构建了智能运维体系，给设备状态检修应用推广带来了广阔的未来。在配电系统中推行状态检修是电力设备检修制度发展的必然选择。其直接效益有：节省大量维修费用，延长设备使用寿命，提高供电可靠性，降低检修风险，提高设备利用率。

2大数据分析在配电网运维中的应用

2.1组织机制

从机巡的角度，按照“谁来发现问题，谁来分析问题，谁去处理问题”，将原生产班组（输电线路班）的组织形式，重新定义分类为机巡作业班、科技信息班和输电线路班，其中机巡作业班来发现问题，科技信息班来分析问题，而输电线路班来处理问题。科技信息班承担运维管理责任，机巡作业班和输电线路班承担运维能力，三类角色分别从责任与能力维度构建。（1）责任维度：建立健全资产全生命周期管理责任体系，明确各环节主体及层级责任，形成责任链条，由设备主体责任者对全生命周期进行管控。责任维度是“分析问题的人”，即科技信息班。（2）能力维度：分离输电线路班人员的设备运维能力，让班组人员专注于运维技能提升及工艺改善，保障设备运维质量，能力维度包括：“发现问题的人”和“处理问题的人”，即机巡作业班和输电线路班。

2.2配电网高低压同质化管理手段

由于历史遗留问题以及低压设备数量庞大，型号复杂等客观原因，大部分电力公司0.4kV配电网的设备台账、电源关系、图模维护、自动化建设等方面工作长期缺位，存在“盲区”。随着电网可靠性水平与供电服务要求的不断提高，分布式新能源、电动汽车充电桩、SSTS、ATS等新型低压设备不断接入，0.4kV低压配网作为距离终端用户最近的一级电网，其调控运行管理工作愈發重要。将0.4kV低压配网应全面纳入调度管理范畴，在调度下令操作、计划工作执行、新设备启动、电网方式调整等方面与10kV高压配电网实行同质化管理。同时积极推进配电自动化功能向0.4kV电压等级延伸，实现低压设备可观可控，为配变台区精益化运维、三相负载不平衡、低电压、重过载等异常监测治理进行支撑，为低压网架结构互联互通目标奠定基础。最终实现提升低压配网设备台账、户源信息的准确性，提高低压故障缺陷等异常事件响应速度，压缩处置时间，缩小停电范围。

2.3配电网智能运维系统架构

配电网智能运维平台系统架构按照分层分布式体系共分三层：现场感知层、数据传输层、平台应用层。现场感知层：采用各类设备安全状态传感器、探测器、采集器、智能检测终端或第三方仪器仪表类智能设备等，完成现场电流、电压等参数的采集及预处理;数据传输层：融合多种通信方式的通信网络;平台应用层：基于调度自动化、变电站综合自动化及配电自动化等构成的运行监控平台应用已经实现;设备在线监测平台功能正在逐步实现;配电网运行监控平台与设备在线监测平台融合构建了智能配电网运维平台，即配电网状态参数与运行参数均实现可观、可测、可控。基于配电设备状态监测与故障诊断技术的平台，可以融合设备寿命管理与预测技术、设备可靠性分析技术及信息管理与决策技术为一体，是一个广义的配电网智能运维系统平台，实现了配电网的智能化运维。

结语

本文在通信技术及边缘计算技术进步的基础上，提出了基于状态检修策略的配电网智能运维平台系统的构架，即融合了传统的调度自动化等系统运行参数及配电设备在线监测状态参数，用大数据的理论分析了运行参数及状态参数的相关性，为判定配电设备运行情况提供依据，为配电网薄弱点分析提供支撑，给配电网建设、运维检修提供方案建议。

参考文献

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