变电站巡检系统的开发与应用

本文阐述了变电站设备巡视工作的重要作用,介绍了变电站内设备巡视到位率现状,提出了一种现场设备扫码和远程记录相结合的设备巡视法,设计了一套手机终端和远程服务器相结合的设备运维巡视系统,并在设备巡视中进行试用,效果良好,提高了设备巡视到位率,同时第一时间发现并处理了设备缺陷,进而保证了设备的安全稳定运行。     

变电设备状态巡视策略研究

针对当前变电设备巡视模式合理性和有效性不足的问题,通过可靠性理论建立了巡视与设备的缺陷情况之间的关系,并引入基于设备缺陷的设备状态评估体系,提出根据设备状态的优劣动态来调整巡视项目和巡视周期的状态巡视策略。同时提出了巡视有效缺陷的概念,以某地区变电站设备缺陷情况为例,对缺陷类型进行梳理并制定巡视策略。试点结果表明,实施状态巡视策略后巡视方式更灵活且更具有针对性,能有效提高巡视工作的效率和质量。     

变电站巡视仿真系统通用平台设计

变电站巡视是电力系统中的一项重要工作,对电力系统整体安全运行影响巨大。一种基于虚拟现实技术的通用仿真平台设计方法对变电站及其主要设备进行三维数字化快速搭建和巡视仿真,该通用平台能应用于各种变电站的规划设计、施工建设、运行操作及相关培训,具有物理模型精准、实时渲染高效、编辑工具丰富及仿真效果逼真的特点,有利于方案优化、缩短周期、功能增强和综合配套,具有较高的应用与推广价值。     

基于竞争神经网络的变电站集中监控全面监视周期分类方法

对变电站集中监控全面监视周期的影响因素进行了分析,包括变电站电压等级、集中监控缺陷发生频次、设备运行情况、变电站重要程度、变电站运行环境和设备平均负载6个方面。在此基础上提出了基于竞争神经网络的变电站全面监视周期分类方法,利用机器学习手段实现变电站全面监视周期的科学合理分类。仿真分析结果表明该方法可行有效。     

基于改进粒子群算法的变电站巡视路径问题研究

利用智能机器人巡视变电站设备的技术得以广泛应用。而优化变电站设备巡视路径是降低智能巡视机器人能耗,提高机器人工作效率的有效手段。本文提出了一种改进粒子群算法,通过引进进化变异粒子个体,并且对惯性权重进行自适应调整,实现了粒子种群的动态更新。既解决了传统算法的早期容易收敛于局部最优解的问题,又能在运算的后期快速求得全局最优解,提高计算速度。并通过MATLAB仿真应用于优化某500kV变电站设备巡视路径,计算结果证明该算法能高效求得最优路径,对于实际电网有一定参考价值。     

基于虚拟现实技术的变电站一次设备巡视仿真培训系统

对国内变电站一次设备巡视仿真进行了分析,在变电站仿真机上增加一次设备巡视仿真,使得仿真机功能趋于完善。提出并实现了虚拟现实技术在电力系统中具体应用,以及利用先进的培训手段以提高培训效果。     

基于集控站运行模式的变电站设备巡检及缺陷管理系统

针对目前变电站设备巡视及缺陷管理的要求,利用集控站运行方式具有的网络功能,开发了一套变电站设备巡检及缺陷管理系统。系统由2个子系统(后台管理系统和巡检终端系统)及供电局现有的通信网络组成,2个子系统中配置各自的软件模块和数据库。应用结果表明,该系统能适应设备巡检和缺陷管理的要求,为变电站的运行和检修维护管理提供了一种科学的手段。     

新一代智能变电站整体方案的经济性模糊综合评价

提出了目前智能变电站研究的不足之处,对新一代智能变电站整体方案中的关键技术:层次化保护、集成整合型测控、二次设备状态监测和评估进行了分析;基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和模糊综合评价法提出了一种评价变电站经济性能的计算方法,按照变电站全寿命周期内的经济因子建立结构模型,构建变电站经济性能综合评价体系,推导出体系中各因素的评价计算方法;对采用新一代智能变电站整体方案的某110kV变电站进行了评估,得出了结论:能够有效地降低变电站全寿命周期成本。     

1100 kV GIS设备内部缺陷局部放电带电检测方法试验研究及比较分析

局部放电带电检测是判断特高压变电站GIS设备内部绝缘状况的重要手段之一。为分析不同带电检测方法的检测效果,依托1 100 kV GIS真型试验平台,设计了5种内部缺陷,并对缺陷模型进行了仿真计算。在仿真分析基础上,对其内部缺陷进行了试验研究,复现了GIS设备内部的真实放电。根据试验结果,利用雷达图的评价方法,对特高频法、超声波法、高频电流法局部放电带电检测的有效性进行了比较分析。试验及比较分析结果为研究1 100 kV GIS设备内部缺陷特征积累了经验,并对指导特高压变电站GIS设备的带电检测工作,以及多种检测方法的融合应用提供了数据支撑,并具有一定的借鉴价值。     

无人值班变电站巡视模式探讨

阐述无人值班变电站设备运行巡视重要性,对设备巡视分类、设备巡视模式、设备巡视方法、设备巡视内容、设备巡视程序、设备巡视周期等进行探讨。     

基于仿真优化智能变电站巡检机器人路径研究

智能变电站巡检机器人对于保证电力系统的安全、稳定、可靠运行具有重要意义,同时具有提高巡检质量及提升能效的作用。针对实际应用中巡检机器人路径规划基于静态地图、难以应对未建模环境信息以及系统存在随机因素的问题,文中提出了一种基于仿真优化方法的巡检机器人路径策略改进的方法。首先通过巡检过程中的实时观测信息,利用随机方法产生用于仿真优化的运行样本,然后在给定的规划策略的基础上利用仿真样本进行路径策略的改进,在保证路径策略性能的同时降低机器人的计算负荷。仿真实验结果表明,所提出的方法可以在栅格环境下有效的应用于给定的基于规则的路径策略和贪婪路径策略的性能改进。     

基于GPRS的变电站远程报警与控制系统的设计

电力变电站发生故障时,如能主动报警并接收一定的远程修复操作,将极大提高电力系统运行的安全可靠性。设计了一种基于GPRS的变电站远程报警与控制系统,以单片机为核心在上、下位机以及巡检人员手机之间通过短信完成报警、控制、指示等任务。经过模拟实验测试,达到了预期设计效果。相信通过结合变电站实际环境的考量来完善系统方案,将提高变电站故障排除效率,快速恢复供电,减少断电损失。     

基于可靠性分析的智能变电站巡检周期计算方法

针对目前智能变电站巡检周期确定过度依赖经验,缺乏理论支撑的问题,本文提出一种基于可靠性分析的智能变电站巡检周期计算方法,并以基于IEC 61850标准的3/2主接线方式变电站为例进行介绍。首先由故障树分析(FTA)得到导致变电站系统故障的设备最小割集。然后通过可能故障点与相关设备间的逻辑联系,以及从历史文献中得到各种设备的原始可靠性数据(可用率、不可用率、失效率),计算可能故障点的可靠性数据。再利用层次分析法得到可用率、不可用率、失效率三类可靠性数据的权重关系,经过赋权计算得出可能故障点的任务可靠度。最后通过任务可靠度与巡检周期的函数关系,得到可能故障点的巡检周期。因为该方法将各类设备的可靠性数据转化为可能故障点的可靠度,因此更能满足巡检周期计算的实际需要,对保障智能变电站安全稳定运行有着重要意义。     

Reliability and component importance analysis of substation automation systems

This paper aims to present a comprehensive technique to quantitatively assess the reliability of substation automation systems. The technique is based on the tie-sets methodology. In order to demonstrate the application of the proposed technique, a variety of substation automation architectures is first introduced. The associated reliability block diagrams as well as the exact system reliability are then given. The impacts and the degree of importance of various components on the reliability of substation automation systems are presented. Two suitable measures of importance are selected. The first is the Birnbaum’s measure used to determine the bottleneck of the system reliability. The second measure uses criticality importance to diagnose failures and generating repair or inspection checklists.     

激光导航智能机器人巡检系统在特高压变电站的应用

为适应特高压变电站设备巡检的新要求,在对比了机器人导航模式的基础上,介绍了一种基于激光导航技术的变电站智能机器人巡检系统。讨论了该系统的结构组成、功能定义、任务执行等方面的内容。对机器人在可见光摄影、表计数据读取、红外热像检测方面的效果与传统巡检效果的进行了比较。现场实际应用情况表明,该巡检系统能很好地适应特高压变电站设备众多、结构复杂的环境。巡检系统长时间的续航能力和精准的检测方法,保证了设备巡检的可靠性,为特高压变电站的日常运维管理工作提供了有力支持。最后对机器人系统使用中的问题提出了建议和改进措施。     

低通道依赖的变电站动力电缆漏电流监测方法

为缓解变电站动力电缆漏电状态判断算法对理想通信条件的高度依赖,提出了一种低通道依赖的变电站动力电缆漏电流监测方法。首先,在监测信号同步计算中对传统的参考相量法进行改进,以电源侧为相位差计算的参考基准,消除了负荷波动对信号同步计算的影响。然后,提出基于电流差动原理的复合漏电流判据,以解决系统在未采集到对比基准时的电缆漏电状态判断问题。同时,针对变电站实际运行中漏电流监测系统可能出现的非理想通信情况,建立了与之相匹配的不同漏电判断模式及相应的判断方法,实现了在信息不全的情况下动力电缆漏电状态的正常监测。最后,通过仿真及江苏某500 kV变电站实际数据对所提方法的有效性与优越性进行验证。结果表明,该方法能够在不同通信条件下灵活切换漏电判断模式,显著提高了对漏电状态判断的准确性与可靠性。     

变电站巡检机器人数据驱动无模型自适应控制

针对变电站巡检机器人动力学建模及参数辨识复杂等问题,文中提出了一种基于双闭环的巡检机器人数据驱动无模型自适应控制方法。首先,为了便于理解和仿真需要,对变电站巡检机器人的模型进行了简单的介绍。其次,根据机器人的位姿跟踪误差进行外环的设计,为内环提供虚拟参考输入。然后,根据无模型自适应控制方法进行内环控制器的设计,对机器人的虚拟参考速度进行跟踪。值得注意的是,文中所提方法只用到了输入输出数据,没有用到任何模型信息,因此是完全无模型的。最后,通过MATLAB进行仿真,验证了所提方法的有效性。     

基于柱状空间和支持向量机的无人机巡线避障方法

针对电力无人机巡线的避障问题,提出了基于柱状空间法和支持向量机的电力无人机巡线避障方法。首先,根据飞行区域内的障碍物,建立了柱状空间模型;引入支持向量机,从一个全新的角度实现无人机对环境的避障;最后将方法应用于无人机中,并进行了相关的仿真验证。仿真结果表明,所提出的方法可以确保电力无人机巡线时安全可靠地避障。     

基于多源多时空规则的变电站拓扑检错

提出了基于多源多时空规则的变电站拓扑检错方法。利用了变电站多源量测的冗余性优势,提出了元件、间隔、电压等级等多空间尺度的关联性规则和多时间断面的关联性规则,并给出了具体的实现方法。该方法可提高拓扑错误的辨识能力,尤其是提高无模拟量测的刀闸的辨识能力,可为调度中心提供可靠的拓扑结构。仿真算例和现场应用情况均验证了该方法的有效性。     

面向智能变电站信息流可靠性分析方法研究

针对现有变电站状态监测与维护决策中单一定性评估方法存在的不足,文中在分析智能变电站信息流的基础上,建立了信息流可靠性评估模型,从信息流传输延迟和数据丢失率两个方面分析了智能变电站网络的可靠性.通过仿真对智能变电站网络的信息流稳态、极限流量、具体场景和异常流量运行模式的可靠性进行了评估.结果 表明,该方法能在一定程度上评估变电站网络信息流的可靠性.为我国智能变电站信息流可靠性的发展提供参考和借鉴.