输变电设备物联网关键技术研究思路探讨

输变电设备物联网是一个以物联网为基础的输变电设备智能监测、状态评估和全寿命周期管理一体化系统。在分析输变电设备智能化关键技术的发展现状及存在问题基础上,提出一个基本思路:通过研发输变电设备全景信息模型、感知体系、通信模型与接口规范、集成平台及全寿命周期管理等关键技术,建立与智能电网发展相适应的输变电设备物联网。最后,探讨了输变电设备物联网的应用前景。     

变电站状态监测IED的IEC 61850信息建模与实现

基于IEC 61850信息模型的状态监测智能电子设备（IED）是变电站中智能一次设备的核心组成部分。分析了变电站状态监测系统的功能需求,依据最新IEC 61850第2版,采用电气设备、状态监测、传感器逻辑节点,建立了变电站状态监测IED的功能与设备模型。提出了状态监测IED之间的通信方法,将非缓存报告控制块、缓存报告控...     

基于物联网的具有全景功能的全维度设备状态监测系统研究

在智能电网中应用物联网技术,可以有效整合电网信息资源,实现电网信息的精细化和可视化。当前,物联网在电网中的应用相对简单,在电网设备运行监控和电力资产管理中尚无具体应用。针对输变电设备在电网系统中的重要性和智能电网的国家战略,研究基于全景数据的输变电设备状态监测系统,把信息模型引入到输变电设备的物联网中。根据输变电设备全寿命周期管理业务所需的设备全景信息,针对智能变电站设备,提出一个全面的全景信息建模方案,通过仿真分析监测网络的性能。该研究为我国输变电设备状态监测系统的发展提供参考和借鉴。     

变电站设备状态监测系统及其IEC模型协调

提出了基于IEC 61850和IEC 61970系列标准协调的变电站设备状态监测信息系统构架,分析了变电站设备信息模型的构建、扩展及模型适配问题,设计并实现了支持统一信息模型、统一通信接口的设备状态监测集成平台.通过这个平台,可以全面地收集变电站设备的各种状态信息,而且可以方便地与其他应用系统共享并综合利用.     

变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护

通过对变电站在线监测系统接口与功能规范的分析,提出从在线监测智能电子设备(IED)到站端监测单元与状态监测主站的一体化建模方法。针对变电站在线监测系统主要关注一次设备及其部件的实体信息的特点,采用公共信息模型的电力系统资源类和资产类,建立变电站在线监测系统的电网结构与一次设备模型,并给出站端监测单元与状态监测主站之间的模型共享实现方案,以减少建模的工作量,保障模型的一致性。以IEC 61850模型为基础,对状态监测数据接入规范进行扩展,建立在线监测IED与站端监测单元的设备参数与数据模型,并给出在线监测IED与站端监测单元之间数据映射的实现方法,以实现在线监测数据模型的源端维护。     

泛在电力物联网在电力设备状态监测中的应用

随着信息化水平的不断发展,泛在电力物联网的建设提上日程,这对提升变电站电力设备在线监测水平,推动智能电网发展具有重要的指导意义。对基于物联网的电力设备状态监测系统进行了研究,概括了泛在电力物联网在线监测系统的体系结构和特征。根据变电站电力设备状态在线监测的需求,探索研究了红外热成像监测子系统和变电站环境监测子系统的系统构成,实现了对电力设备状态监测系统的优化设计。指导变电站电力设备状态监测系统的规划、设计和建设,具有十分广阔的应用前景。     

基于IEC 61850的设备状态在线监测系统架构优化及数据模型

针对目前电网设备状态监测系统在通信架构、通信协议、监测信息与一次设备的关联性方面存在的问题,提出了相应的解决方案：采用扁平架构以提高监测数据的实时性和可靠性;建立基于IEC 61850的统一信息模型以实现数据共享和提高装置可易性;实施监测信息源端维护以实现监测信息与被监测一次设备的正确关联。在南方电网设备状态监测系统网、省两级主站以及变电站进行的示范应用表明,所提方案可以提升数据的实时性、准确性和可靠性,降低在线监测系统的维护工作量。     

基于稳态特征的输电设备全维度状态监测系统

研究了一种基于稳态特征的输电设备全维度状态监测系统,利用监测装置管理模块、监测状态量模块、运行监控模块、状态预警模块,实现了输电设备的全维度状态监测。对于该系统采集到的设备状态数据,基于稳态特征利用SVM和SMOTE算法进行了数据挖掘和预处理,包括数据清理、集成、变换、规约以及样本平衡处理,滤除其中的不一致、不确定、缺失数据,有效降低了数据冗余率,提高了监测过程负载均衡性。实验结果表明：该系统的负载均衡性能较好,数据冗余率与监测数据传输损耗量更低,微小故障发现率与设备维稳率更高。     

基于物联网的变电站蓄电池监测系统设计与实现

从变电站生产实际出发,结合现有物联网技术,从原理、方法和设计等方面,对变电站蓄电池实时监测系统进行说明。针对通信机房内蓄电池维护中存在的问题和蓄电池状态监测智能化程度不高的现状,文章结合物联网技术,分析了变电站蓄电池实时监测系统设计思想,并且提出了变电站蓄电池实时监测系统架构,最后根据系统架构完成了系统硬件设计。本系统利用站内传感器节点,实现对蓄电池的电压、内阻和温度等信息进行采集,并将实时采集数据传输至数据中心,实现对通信机房蓄电池组的实时监测。运维人员通过远程登录的方式,可以对站内蓄电池的状态进行实时查看。随着蓄电池监测系统在无人值守的变电站中的应用,可实现对蓄电池组的科学化管理,保证通信系统安全可靠的运行,同时减轻人工维护量,提高效率。     

基于公共信息模型的输电设备全景信息扩展建模

为了解决输电设备缺乏统一、规范的公共信息模型问题,参考IEC 61970/61968标准提出了输电设备信息模型的扩展建模原则和流程。通过分析输电设备的全景信息建模需求,从设备的EPC编码信息、资产基本信息、运维过程信息、公共安全信息和在线监测信息5个方面,建立了输电设备的全景信息模型,为输电设备全寿命周期管理业务和电力资产的统一表达奠定了基础。全景信息模型被应用于云南下关变电站设备的全寿命周期管理系统。实际应用验证此模型为完备模型,能够支持与管理系统数据库的映射。寿命周期管理平台显示设备状态监测误报率、故障率、维修成本等指标均有所改善,设备管理效率得到提高。     

状态监测在220kV泸定智能化变电站中的工程应用

变电设备状态监测在智能化变电站建设中的应用是当前电力行业最具活力的技术领域之一,是国网公司推进智能化变电站建设的关键技术。结合国网公司试点项目"上海市220 kV泸定智能化变电站"的工程建设,全方位介绍了泸定站变电设备状态监测平台的整体方案、系统构成、装置技术要求等内容。     

基于IPv6的配电物联网通信单元设计

国家电网有限公司2019年提出"三型两网、世界一流"战略目标,但是当前台区仅具备配电变压器附近各类电气设备监测功能,从配电变压器出线到用户之间的低压配电网仍然缺乏智能监测管控手段,用户用能信息感知不及时。同时在网络部署结构上无法支撑综合能源服务、数据运营等新业态发展。因此,在配电台区侧提出一种配电物联网通信单元技术方案,基于轻量级物联网操作系统、IPv6高速载波芯片、即插即用组网等技术,研发物联网通信单元,解决低压电力设备通信协议不一致、无统一的IP地址、调试运维困难等问题。最后在某配电室开展试点应用,全面验证了方案及设备的可行性,结果表明物联网通信单元在设备在线率、数据采集成功率方面均具备批量应用能力。     

变电站电气设备检测与三维建模系统

目前变电站三维虚拟现实技术是现代电力工业重要的研究方向之一,其中三维建模技术是非常重要的一部分,尤其是在变电站这种有着特殊要求的建筑中,三维建模技术为变电站的建设和测绘提供了极大的便利。但三维建模技术存在无法根据设备二维图像直接建模的缺点,以及场景建模体积过大,难以快速建立单区域设备模型、现场测绘复杂度大等问题。基于此,探索构建了一种适用于变电站设备运维管理的深度学习三维建模系统,并改进Yolov5视觉检测算法,改进后的算法检测精度高达97.5%,检测速率为156 fps,实现三维建模系统中对设备类型的快速检测。基于智能检测搭建的三维建模系统,实现了自动识别类型与快速建模,并与辅助设备监控系统与激光雷达智能联动,为变电站运维人员提供了直观形象、交互友好的监控人机界面。     

智能变电站状态监测系统的设计方案

分析了智能变电站的系统结构与IEC 61850的现状,指出状态监测系统需要重点解决一次设备的智能化、IEC 61850标准的完善以及常规状态监测装置的升级改造等问题。为了保证IEC61850在智能变电站状态监测中的推广应用,又能保障现有系统到IEC 61850系统的平稳过渡,提出了现阶段切实可行的状态监测系统的设计方案...     

500 kV智能变电站无人值班技术探讨

阐述了500 kV智能变电站采用的智能化一次设备、网络化二次设备、基于IEC61850标准变电站自动化系统及高级应用功能、全站设备在线监测及状态检修系统、远程图像监控系统、智能交直流一体化电源系统以及智能巡检系统等实现真正意义上无人值班模式的智能变电站新技术.设备技术条件的完善和管理体制的优化是实现无人值班模式的研究要...     

智能变电站二次设备在线运维管控系统的研究

为了解决智能变电站智能化运维程度较低的问题,借助智能设备及运维系统自身的状态采集及评估能力,依靠智能变电站信息共享以及设备之间的可互操作性,研究了智能变电站的二次设备在线运维管控系统。本系统建立了二次设备状态监测和二次回路的状态监测功能模块,不仅可以实现二次设备的实时在线监测和二次回路的在线可视化及智能预警,而且对二次设备和光纤链路的隐患得到有效预警,提前研判光纤链路及二次设备运行状态,同时能够准确定位故障,缩短停电检修时间,提高供电可靠性,为变电站二次设备智能化运维提供一定的检修决策依据。     

基于智能巡检的智能化变电站状态监测系统设计方案

提出一种适应智能化变电站特征的一次设备状态监测系统,能够将智能化巡检系统与在线监测数据、设备信息及各类试验数据进行数据融合。介绍了500 kV繁昌站智能化改造在线监测系统结构,结合500 kV繁昌变电站的智能化改造工作,建立智能巡检系统,比较了智能巡检系统与传统意义上智能巡检系统的不同。从智能巡检系统的结构框架和原理出发,阐述智能巡检系统的实现方法。阐述了基于智能巡检系统的全景信息平台的设备诊断、状态评估及风险评估。     

基于边云协同的变电设备多状态量监测系统研究

为了解决变电设备的多状态量监测中面临的异构传感器接入困难、数据处理时延大、数据传输带宽占用率高等问题,提出了基于边云协同的变电设备多种状态量监测系统。设计了变电设备状态监测的边云协同服务架构。研制了边缘计算装置,支持多种传感器协议的解析、数据采集和边缘计算。实现了变电设备在边缘侧的状态评价和边缘服务,并进行了现场应用验证。该系统为变电设备的状态监测提供了新的思路,具有很高的应用价值。