基于大数据分析的电力系统远程运维及故障诊断

基于大数据分析的电力系统远程运维及故障诊断

苏明辉

河北省承德县国网承德县供电公司 河北承德 067400

摘要：近年来，我国的各行各业建设的发展迅速，随着变电站信息化与智能化水平的提升，传统模式应用的继电保护运维无法符合智能变电站正常运行的标准要求，鉴于此，需强化对运维系统的状态监测，重视对系统的检修维护，对运维技术做出优化创新，应用远程运维技术，提升整体运维水平。文章对继电保护远程运维技术研究与应用展开分析，希望为电力行业从业人员提供帮助。

关键词：大数据分析；电力系统远程运维；故障诊断

引言

随着互联互通大电网建设全面推进，新投运的变电站越来越多，且随着智能设备及网络技术的发展，无人值守变电站建设也成了当下的基本要求。然而，新投运的高水平变电站却由于运维检修人员的数量及技术水平发展不到位，依旧采用传统的运维检修模式。现有的运维检修模式面临着以下几个亟待解决的问题：①智能变电站的投运，增加了运维检修人员对新设备新事物的认知时间，势必减少了常规设备的正常检修运维时间；②运维技术缺乏创新，往往导致人员往返变电站的次数增加，造成维护成本的增加；③远程运维技术匮乏，短暂性告警信号，日常设备巡检过分依靠现场人员完成，故障信息只能通过调度监控平台逐级传达，对故障事故与缺陷的处理速度相对较慢。

1技术介绍

1.1电网事故分析技术

通过对现有故障信息进行优化创新升级，对故障录波器具备的诊断以及智能联网功能做出优化完善与创新，通过智能分析判断完成对故障的类型划分，进行自动别标注识别等功能，有效减少了事故处理所需的时间，使故障处理速度得到明显提升。故障录波器按照保护动作条件以及气动量与开关量对故障类型做出分析判断，若属于区内故障，则产生故障简报以及录波分文件，并主动传输到主站系统端；若属于区外故障，则分析判断为普通文件采取进一步处理，不采取主动传输上送。

1.2二次设备远程操作技术

保护设备进行远程操作的功能有对定值运行区采取远程在线实时切换，对微机保护信号进行远程复归，投退软压板等。1）保护定值远程下装。传统保护设备对新定制采取执行使，需检修与运维工作人员达到工作现场，执行结束之后需检修与运维工作人员现场核对准确无误。借助二次设备远程运维系统，检修工作人员无需达到工作现场，可实现对远程定值进行调阅与线下装等操作。系统可以对原定值同新定制之间存在的区别特点进行精准分析对比，并采用红色进行明确显示。下装完成之后，系统会对定值采取再次调阅操作，对下装工作进行仔细检查。检修工作人员在工作区域负责对装置进行现场操作，通过视频形式或是后台操作记录的形式进行准确记录保存，必要时能进行事后追溯处理，有据可查、有据可依。变电站运维工作人员也能通过系统对现场定值进行调阅处理，从而进行现场核对工作。2）软压板远程投退。变电站运维工作人员可借助二次设备远程系统，远程操控保护装置的部分可操控功能，提升工作效率。

1.3智能诊断技术

应用决策树结构，进行由上至下的递归算法，处于决策树内部节点，对其采取属性值的分析对比，按照属性进行分析，判断由此节点向下产生的分支，并在决策树的叶节点获得最终结论。基于特定算法建立决策树，构建知识库，内容主要包括告警处理对策与原因，按照决策树对继电保护发出的有效告警采取实时的诊断分析，从而制定对应处理对策。决策树与知识库的构建，以各个类型继电保护装置产生的告警问题为基础，根据决策树对故障出现的位置做出明确定位，将缺陷进行定位，细分到板件级，完成对机电保护设备故障问题的智能诊断。

2应用效果

2.1大幅提升调度端电网故障处置效率

事故应急处理时，通过电网事故快速分析与二次设备实景展示技术，调控人员及专业管理人员实现足不出户，全盘掌握变电站现场实时信息，为事故应急处置决策提供信息支撑。通过故障录波智能诊断技术使调控人员获取信息的时间缩短至原来的1/10，处置故障时间平均缩短约38min，效率提高76%以上，节约人工成本，减少停电造成的售电量损失。

2.2大幅提高检修端二次设备检修效能

发生二次设备紧急缺陷时，变电检修人员从接到调度指令到处理故障往往需要经过“信息沟通-准备备品-现场检查-执行消缺”等过程，通过虚回路可视化、装置故障智能诊断以及故障应急抢修检修辅助决策等技术，可实现二次设备的状态监测及远程诊断功能，检修人员可预先判断保护装置故障点位置，将故障点定位到板件级，大幅减少备品备件准备时间。依托检修辅助决策，可实现对检修计划的全过程闭环管理，提高保护设备检修专业管理水平及风险管控能力，检修人员的紧急消缺时间可节约一半以上；在日常检修工作时，检修人员在单位即可完成装置的定值修改和重启操作，工作效率提高80%以上，节省大量人力物力，同时减少一次设备停电时间，提高供电可靠性。

2.3大幅优化运维端设备巡视操作流程

通过二次设备实景展示、远方操作以及变电站远方巡视技术，变电运维人员可在集控站直接对二次设备进行状态核对和信息收集，减轻运维人员工作量及劳动强度。以线路重合闸压板远方操作为例，变电运维人员由集控站出发分别赶赴变电站的平均车程为34min，车程所耗时间占整个操作的85%，实现远方操作之后，可以彻底消除集控站到工作变电站路程上的时间消耗，大大提高变电运维人员的工作效率。

2.4增强检修效能

出现二次设备紧急缺陷问题阶段，变电站检修工作人员获取调度指令对故障进行处理，通常需经过相对较长的工作流程，借助远程运维相关技术，能完成对二次设备进行实时远程诊断和并对运行状态采取全程监测，检修工作人员能对保护装置发生故障点的位置进行事先分析判断，对故障点进行定位，细化到板件级层面，有效降低后备物品准备所需时间。基于检修辅助决策，能完成对检修计划整体流程的闭环管理，增强综合管理能力与风险管控水平，降低检修工作人员进行紧急消缺所需工作时间；日常检修阶段，检修工作人员无需到达现场即可以实现对定值的调整修改，对设备进行重启，提升工作效率，确保供电可靠性。

结语

电力二次设备远程运维技术是一项很有时代意义的技术，因为有了它很多的问题迎刃而解，因为有了它的存在，工作人员能够进行远程操作，而且是准确形象的进行远程操作，和到现场去没有太大的差别，反而是提高了人们的工作效率，也减小了许多不必要的小失误。现在是一个飞速发展的科技时代，人们的生活水平比较过去有着极大的提高，但是我们不能固步自封，只依靠目前仅有的这些技术手段，自身还是要不断的发展，争取取得更大的成就。

参考文献

[1]邹莹莹.继电保护远程运维技术研究与应用[J].南方农机,2019,50(12):202.

[2]张孙蓉.水电站远程集控中心继电保护信息管理系统的应用[J].红水河,2018,37(05):72-75.

[3]聂晓波,詹庆才.继电保护远程控制系统的设计与应用[J].电工技术,2018(19):48-51.

[4]侯先栋,王邦惠,刘伟,周进.基于文件方式的继电保护装置定值远方操作方法[J].电力工程技术,2018,37(01):147-152.

[5]蒋伟,汤建华,马艳,赵刚,孙学军.电力继电保护信息远程打印系统的研究及应用[J].安徽电力,2017,34(04):33-36.

[6]代峰.继电保护状态检修的实用化研究[J].通讯世界,2017(20):163-164.