继电保护远程运维技术研究与应用

为加强变电二次设备专业管理、提高现场作业人员运维检修效率,对继电保护远程运维关键技术进行研究与总结。电网事故快速分析、二次回路可视化、二次设备实景展示与远方操作、装置故障智能诊断及检修辅助决策等远程运维技术的应用,可实现调度端电网故障智能分析与远程指挥,检修端二次设备在线诊断与远程运维,运维端二次设备在线监视与远方操作。最终实现信息共享、业务协同、精益管理,大大提高了设备检修运维工作效率及电网故障处置能力。     

智能变电站继电保护智能运维系统自动配置技术研究

为提高继电保护智能运维信息采集配置的效率及正确性,提出一种基于知识图谱的智能运维系统信息采集自动配置技术。基于继电保护相关规范建立继电保护装置数据输出端口的标准化模型,依据专家知识按照IED类型建立智能运维系统信息采集点与继电保护装置标准化数据输出端口的关联关系,形成智能运维系统信息采集配置知识图谱本体。结合智能运维系统的历史配置数据进行知识学习,建立智能运维系统信息采集配置知识图谱。基于二次设备数据输出端口地址信息与继电保护装置数据输出端口的标准化模型的相似性计算,自动将二次设备数据输出端口地址匹配到标准信息端口地址实现知识融合,并引入CBOW模型增强语义理解,提高实体相似性算法的精度。实例验证结果表明,基于知识图谱的智能运维系统信息采集自动配置技术可有效提高智能运维系统配置效率,保证配置的正确性。     

数字孪生技术在输变电设备状态评估中的应用现状与发展展望

对输变电设备的运行状态进行评估是保证电力系统安全稳定运行的重要手段。传统输变电设备状态评估存在状态感知不全面、数据质量低、评估模型构建困难等瓶颈问题。数字孪生技术打通了实体—感知—建模—应用的全链路流程,基于新型传感技术实现对输变电设备状态的全面感知,根据输变电设备的运行特征实现传感装置评估、数据深度治理,依靠大数据分析、数据挖掘等构建输变电设备数字孪生体,实现输变电设备的状态差异化评价、故障精准诊断和状态准确预测。数字孪生技术与状态评估技术的深度融合将推动输变电设备的运维管理迈向智慧时代。为此对数字孪生技术在输变电设备状态评估中的应用进行了分析,阐述了包括状态感知、数据治理、模型构建和应用在内的数字孪生技术的具体应用,总结探讨了数字孪生技术在输变电设备状态评估中的应用现状,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

基于继电保护装置态势感知及辅助决策的智能运维系统

为提高电力系统二次设备的运行安全性和运维效率,设计了一种基于继电保护装置态势感知及辅助决策的智能运维系统。该系统部署于主站,通过分析变电站继电保护设备的上送信息,按照综合逻辑推理机制给出保护功能判别结果;构建自主巡检、信息互校机制,迅速发现并定位设备及回路异常。建立保护告警信息处理和知识数据库,及时提供针对性的检修辅助决策。依托保护运行信息采集平台及知识数据库实现区域内所有保护装置历史异常信息数据的采集、处理、分析和展示,为提高二次保护设备运行可靠性提供决策依据。建立了基于虚拟链路的远程运维方式,实现调度端对站内装置的直接访问。设备厂商技术专家可远程协助快速处理现场问题,显著提高了现场消缺速度。     

基于参数自修正的配电网故障定位数字孪生技术研究

配电网参数受天气条件和负载条件等因素影响会发生变化。由于传感装置安装有限、数据延时传输等因素,无法实时获得配电网准确参数,进而给传统故障定位方法的精度带来影响。针对以上问题,通过建立配电网数字孪生模型,基于配电网数字孪生模型的参数自修正技术,提出了一种定位模型随参数变化动态校正的配电网故障定位方法。同时,搭建了基于数字孪生服务器和实时数字仿真系统(real time digital system, RTDS)的数字孪生平台,实现了配电网实时的物理模型和数字孪生模型的同步运行。在算例仿真中,利用该数字孪生平台,验证了基于数字孪生技术的配电网故障定法方法。结果表明,该方法可在各类系统运行条件下实时修正配电网参数,显著提高配电网故障定位的速度和精度。     

基于数字孪生技术的变电站运维平台的研究

随着智能电网概念的提出,对变电站智能化水平有了新的要求.变电站运维平台借助在线监测技术,在设备故障诊断中提供了重要的数据支撑,但在故障定位上仍存在不足.为此,提出一种基于数字孪生技术的变电站运维平台.孪生技术将现实中变电站和虚拟变电站进行了有机结合,通过后者对真实变电站的运行状况进行实时监控,及时发现潜在故障,从而做到即时修理,防患于未然.该技术的应用,对提高变电站运维平台管理水平和决策能力,具有很好的指导和借鉴意义.     

基于数字孪生的配电自动化终端设备状态评价与故障预判

数字孪生旨在构建物理实体从现实空间到虚拟模型的映射,通过双向交互数据的实时闭环驱动,模拟出物理实体的实时状态和动态特征。配电自动化设备作为电力系统中的重要元件,一旦发生故障将会给电力系统造成重大经济损失。该文以数字孪生技术作为配电自动化终端设备与配电主站间信息交互、预判故障、辅助配网运维的基础,通过统计分析某地区配电自动化终端采集的历史数据与处缺信息,在数字孪生体系中构建并实时更新、修正状态评价评语集、评价权重及故障集,同时搭建智能状态评价与故障预判模拟模型,为实现对配电自动化终端设备状态的实时监测、进行配网运维检修指导提供了参考。     

基于LabVIEW的电网二次设备运行维护智能装置研发

为了方便地对电网二次回路设备进行监视、预警、故障检测和诊断,开发了基于LabVIEW的电网二次设备运行维护智能装置,并在洛阳供电公司继电保护实验室进行了物理实验研究。实验结果表明,所研发的检测装置可以有效准确地显示出故障发生的位置,并且对两种不同的保护装置可以很好地兼容,使现场运行维护人员能快速定位排除设备故障,提高工作效率。     

智能变电站继电保护远程运维技术的研究

随着智能变电站的推广和应用,继电保护设备智能化、信息化方面得到了较快发展。提出一种通过远程采集继电保护及其二次回路状态监测信息,实现继电保护远程巡检和全景展示及保护模拟量、保护动作行为、保护参数配置实时在线分析,并为二次安全措施及保护装置检修提供可靠的技术支撑,提升了继电保护设备精益化管理水平,提高了运维检修效率和电网故障处理能力。     

基于三维构型与电热传感的特高压换流变压器出线装置区域数字孪生模型研究

特高压换流变压器出线装置区域绝缘结构复杂且体积巨大,承受大电流、高电压长时间作用,对其开展现场运维试验将耗费较大代价。目前数字孪生技术日益完善,逐渐从汽车、航空等制造业引入电力行业。基于此,文中将数字孪生技术引入特高压换流变压器高端电力设备,考虑到换流变压器本体结构复杂且其出线装置及换流变套管区域为其重要典型附件,因此重点研究该区域数字孪生3D模型构建,依据其孪生模型进行现场运维模拟试验和大电流、高电压载荷下的功能性响应分析。出线装置区域数字孪生模型依据电热耦合物理场仿真模型构建,应用电热传感器实时监测其承受在线电压、电流波形,并实现了现场运行参数与数字孪生模型加载数据之间的交互联动。另一方面,实现了数字孪生模型中材质区域智能提取辨识,并可依据物理场环境变换材料参数性能,以适应不同运行环境的结构设计与性能考核。进一步,为分析换流变套管内部暂态温度与其短时载流能力和长时老化性能间关系,提出了高压套管长时内绝缘性能评估流程方法。文中聚焦于换流变压器出线区域的数字孪生模型3D构建,其研究方法可推广延拓至换流变本体绕组结构、油纸绝缘区域与有载开关等关键部件。文中研究结果可为换流变压器本体绝缘结...     

核电站继电保护二次回路可视化技术

针对核电站继电保护二次回路设备运维难度大等问题,提出了一种核电站继电保护二次回路可视化运维平台.首先分析了核电站继电保护二次回路的可视化功能需求,并设计了其架构和方案;其次从设备运行状态、配置描述文件管理、故障信息传递等方面对全景可视化进行了研究;最后建立了核电站继电保护二次设备故障诊断与告警模型,实现了核电站的智能化预警.该可视化运维平台可大幅度提升核电站运维管理的智能化水平.     

高压设备数字孪生体构建及状态分析技术研究

针对目前高压电力设备存在的设备感知可靠性差、评估准确性低的问题，提出高压设备数字孪生体系构建技术及基于数字孪生的高压设备状态评估方法。文中在数字孪生技术框架基础上提出了基于特征匹配的设备数字孪生几何体构建技术与基于语义匹配的数字孪生体数据嵌入方法，能够实现高压设备数字孪生体的快速构建。根据高压设备数字孪生体可融合多维度多时间尺度的数据的特点，提出了基于谱图的设备状态分析技术及设备风险评估矩阵构建技术方法，实现高压设备的故障诊断和风险评估。最后进行了数字孪生体构建及状态评估技术的验证，结果表明提出的方法能够快速构建高压设备的数字孪生体并能够很好地完成设备的状态分析评估，为设备智能运维提供支撑。     

可视化数字孪生运维平台解决方案

提出了一种基于可视化数字孪生技术的运维平台解决方案,通过数字孪生技术建立虚拟工厂的数字孪生模型,实时采集工厂的生产运行数据并将其与数字孪生模型进行同步和映射,通过可视化方式展示工厂各生产环节运行状态和预警信息,提高工厂的生产运行效率和安全性。     

IEEE-C37.94标准在继电保护设备中的应用

为提高继电保护装置的光纤通道故障监测能力和定位能力,尝试将IEEE-C37.94光接口标准应用到继电保护装置,并研究该标准应用到继电保护装置中的优势及局限性。通过解读IEEE-C37.94光接口标准帧格式的协议,结合国内继电保护装置的光纤传输要求,验证该标准可以允许不同厂家的保护设备与数字复接接口设备在光接口处能够互通,并且对不同链路的通信故障能够有效定位。但也存在传输带宽不高问题,宽松的校验措施也给其应用于继电保护设备带来了一些局限性。实际应用情况表明,IEEE-C37.94标准应用于继电保护设备是可行的。     

基于状态评估的配网巡检与故障定位

针对配电网中电力设备运维方式落后、难以准确掌握配电设备健康状态等问题,提出一套能够准确掌握电力设备运行状态,且运维过程可追溯的配网巡检与故障定位系统.首先,建立系统网络拓扑结构,明确各数据层组成和作用;其次,将各业务系统进行有效集成,共享系统数据,提升模块间协同能力;再次,采用状态评估技术获取配电设备健康状态,确定设备风险级别,制定合理有效的巡检策略;最后,通过系统和APP交互联动,快速定位故障,协助工作人员快速解除故障,提高运维工作效率.     

基于移动互联网技术的继电保护设备智能运维管理模式探讨

随着智能变电站建设的高速发展,对继电保护设备的运维要求越来越高。从继电保护运维面临的问题和业务需求出发,提出基于移动互联网技术的继电保护设备智能运维管理模式。以智能运维管理平台为核心,以移动终端为载体,智能分析继电保护实时监测数据和全过程业务数据,实现继电保护设备的实时、在线监测和缺陷故障告警、核心运维业务的全过程管控。以移动化、可视化、互动化、智能化的工作模式替代传统的人工运维模式,提出了移动智能运维系统的功能架构和标准化工作流程,对关键技术进行了探讨。示范应用成果表明,移动智能运维模式显著提升了二次运维水平。     

基于物联网技术的继电保护智能移动运维系统技术研究

电网中智能变电站的大规模应用,对继电保护设备的运维提出了相关要求.从现阶段继电保护运维存在的问题出发,提出了基于物联网技术的继电保护智能移动运维系统.该系统以物联网技术的智能运维平台为中心,由智能移动终端设备传输运维信息,通过分析保护的在线监测数据,实现故障告警、数据检测、运维业务的全方位管控,以智能化的运维模式代替传统的运维模式.介绍了基于物联网技术继电保护智能运维系统的功能结构和作业流程.应用效果表明,基于物联网技术的智能运维模式提升了二次运维能力.     

电网运维大数据背景下的继电保护通信系统故障定位方法

针对承载继电保护业务的光纤通信系统频发多通道同时告警事件导致故障定位困难的问题,基于电网运维大数据和贝叶斯网络模型处理方法,提出了一种继电保护通信系统故障定位方法。结合继电保护故障信息管理系统(RPMS)、通信网管系统告警信息和调度运行管理系统(OMS)信息缩小故障定位范围,然后基于由历史运维数据计算得到的先验概率,通过改进的贝叶斯算法进行故障概率计算,推断出故障原因,借助通信资源管控系统信息进行故障定位。算例的计算结果证明了该方法的有效性和准确性。该方法对于多区域并发性故障定位同样适用。     

基于就地控制器的变电站GIS智能化研究

针对国内GIS设备智能化水平较低的现状,提出了一种基于就地控制器的变电站GIS技术。首先分析了变电站GIS设备的现状,并梳理了前期的智能化探索。其次,从电机驱动断路器双闭环操作控制、电子式互感器采样与FIR滤波器噪声抑制、基于复向量频率相位算法的跳合闸相位精准控制、在线监测传感器接入、间隔测控计算和源数据快速扰动分析、智能化视频辅控等方面阐述了该技术的功能原理。最后,面向工程应用,研究了本技术的安装与运行方案,包括物理融合安装方案、设备配置方案等。该技术可提升GIS的智能化水平,降低设备配置和运维复杂度。     

大型发电机组失磁故障的分析与处理

接入电网的大型发电机组发生故障后,会影响到系统的运行稳定性,继电保护的任务就是快速的、可靠的、有选择的将故障切除,维持系统稳定,因此对继电保护装置提出不误动、不拒动的基本要求。同时为尽快恢复电力输出,就必须快速定位故障点,并做相应的故障排除。针对一起由于励磁系统电源故障引起的发电机失磁保护动作事件,分析保护动作行为的正确性,开展一、二次设备的全面检查,并采取有效的故障隔离措施,经静态、动态测试证明是行之有效的,终使机组在最短的时间内投入商业运营。