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基于智能电表数据资产的配用电检修运维架构设计

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-01  来源:北极星智能电网在线  浏览次数:3236

1配用电网智能检修运维技术架构

  1.1技术特征与架构

  配网智能检修运维技术特征主要体现在对检修运维配网采集数据的自动分析和决策,具体如图 1所示。 首先,对台区与用户的智能电表数据进行预处理; 其次,依据运行状态工况数据,确定判断规则,通过构建配用电检修运行异常分析模型,进行异常自动分析;同时采用构建的异常分析模型,与历史运行异常状态数据信息库对比,通过对预测决策算法的训练与测试操作,构建配用电网检修运行状态预测模型,最终进行异常状态自动预测。

  图 1 配网检修运维的自动分析与决策流程

  配用电网智能检修运维技术路线图如图 2 所示。
        1)首先,从现有配电网 35 kV 以下到台区表计线路范围内,采用 AMI 技术体系架构,将 380 kV 台区变压器总表 ( 智能电表 ) 进行非计量数据采集功能扩展,实现大规模高频率(5 min/ 次,每天 288 个点及其阻抗估计值)的配网运行参数信息(功率、电压、电流)实时采集与主站传输。

  2)其次,采用智能电表数据分析技术 [4] 和人工智能数据挖掘技术 [5],提取检修运维配网采集数据的状态特征(如回路阻抗和线路相位),用于配网状态辨识决策。

  图 2 配用电网智能检修运维技术路线图

  3)最后,参照配网检修运维典型异常状态现象,分析异常现象与运维状态特征的逻辑关系,分别构建配网检修运维的异常分析模型和状态预测模型,通过以上模型实现配网检修运维状态的自动决策。

  1.2技术架构实现的关键技术

  1)数据采集与传输技术。 主要包括支持数据采集的智能传感器技术 [4], 支持大规模智能电表数据传输的压缩传感技术 [12]、宽带通信技术和物联网通信技术 [9],保证智能电表数据传输安全的信息安全技术等 [13-15]。

  2)配网状态辨识技术。 主要包括回路阻抗测量技术 [9] 和相位检测技术 [11],其中回路阻抗测量技术是通过计算智能电表处线路的电压变化量和电流变化量来获取线路负荷阻抗变化量的技术,通过线路负荷阻抗变化量可对配网线路状态实现自动监测与识别。

  3)数据分析与处理技术。 主要包括支持海量数据处理的云计算技术 [6]、支持异型数据处理的大数据技术 [7-8]、支持状态决策的诸如人工神经元网络和深度学习等人工智能技术 [4-5]。

  2实例应用分析

  2.1配网停电智能检修

  1)现状分析。 现阶段供电公司主要采用配网监测系统和故障报修相结合来确定配网故障位置,依据配网监测系统中的告警信息判断故障位置范围,在分析停电规模、人员力量和抢修计划的基础上,确定抢修优先级,计算现场所需人员数量、预估恢复时间和管理现场工作。 借助配网管理系统实现停电抢修功能,实现停电抢修的组织调度和工单下发。 由于现有系统缺乏对故障进行分析的功能(如故障位置、性质、影响范围),因此存在故障抢修响应时间长和对系统运行指标影响大的问题。

  2)解决思路。 在配网智能检修运维架构中,可实现配网管理系统与 AMI 智能电表系统贯通,利用智能电表和配网管理系统的数据综合分析来判断故障位置而非范围,判断故障的性质和影响范围,可缩短响应时间。

  2.2配网智能运维

  1)现状分析。 现阶段供电公司主要采用配网监测系统和人工定期巡检相结合的运维管理方式,依据运维计划表依次对配网线路进行人工定期巡检,同时按照配网监测系统所提供的配网线路运行状态信息,进行不定期线路临检,由于涉及临时停电检查时需要进行临检的组织调度和工单下发,因此存在增加管理组织成本、人员成本以及供电稳定性不足等问题。

  2)解决思路。在配网智 能检修运维架构中,借助智能电表海量数据可以对配用电网进行有效监测,从而实现主动运维,提高供电可靠性。借助阻抗测量的状态评估技术和大数据分析技术,对配网线路阻抗进行监测,通过对阻抗状态评估以及对配网线路运行状态(老化将导致阻抗增加)的及时识别,可以自动预测线路和设备的老化状态,降低定期巡检和临检的人工成本。 同时可以对配网线路故障进行预测,在线路故障前,运维人员有足够的应急响应时间。 根据线路阻抗,定位线路老化或故障点,可提前发现故障类型并定位,及时安排现场检修,减少设备故障率,提升工作效率和线路可靠性。

  因此,一个基于数字运维和智能工业服务框架,典型的配网智能检修运维应用架构如图 3 所示。

  图 3 配网智能检修运维应用架构

  3结语

  智能电表是智能电网的基础性和关键性资产,是获取配网运行数据的重要来源。 通过开展智能电表的非计量功能及其数据资产的相关分析深度应用,利用配网数学模型,对智能电表采集的海量信息进行大数据分析,反推配网运行参数和运行状态,借助 AMI 智能电表系统与配网管理系统的深度融合,全面指导配网运行维护与抢修等工作,可最大限度发挥智能电表的资产价值,提高配网运行效率和降低运维成本。 本文在分析配用电网检修运维的智能化技术特征基础上,从智能电表设备及其数据资产出发,设计了配网智能运维应用框架,为能源互联网背景下的配用电网检修运维提供了一定的技术应用参考。

 
 
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