北極星電力軟件網(wǎng)訊:變電設備智能狀態(tài)監(jiān)測是實現(xiàn)電力信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化的必要條件，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調度等互動。電力設備智能狀態(tài)監(jiān)測不僅可以掌握電力設備當前的運行情況，還可以根據(jù)其專家系統(tǒng)利用其運行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫對電力設備進行綜合診斷，電力設備智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是實現(xiàn)智能變電站的基礎。文中針對目前變電站設備的監(jiān)測技術，結合近年來該領域的現(xiàn)狀和智能電網(wǎng)的發(fā)展方向，對變電站智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進行綜述。

變電站作為智能電網(wǎng)的核心組成部分，其建設獲得了越來越多的關注。根據(jù)現(xiàn)行的標準，變電站一次設備智能狀態(tài)監(jiān)測是指采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的傳感系統(tǒng)，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調度等互動的變電站[1]。電力設備智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是保證電力設備正常工作，有效開展狀態(tài)檢修，并預估設備的損耗以建立全壽命周期管理體系，電力設備智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是實現(xiàn)智能變電站的基礎。因此以設備的狀態(tài)監(jiān)測為基礎的狀態(tài)檢修成為實現(xiàn)智能變電站并最終建立智能電網(wǎng)的核心技術之一，該技術近年來獲得越來越多的重視。電力設備智能狀態(tài)監(jiān)測不僅是設備狀態(tài)檢修模式的基礎，也是智能變電站綜合自動化正在實施的電氣運行模式的需要。無論是智能變電站還是無人值守變電站在其監(jiān)控系統(tǒng)中都需要增加一個在線監(jiān)測及故障診斷專家系統(tǒng)，用以作為輔助決策手段，進而提高監(jiān)控能力。要想實現(xiàn)真正的無人值守，必須加入電氣設備在線監(jiān)測和故障診斷的內容，這樣變電站綜合自動化才更加完善和更有效。所以在測量、控制、保護和遠動等綜合自動化的基礎上，融合電力設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)必將推動變電站綜合自動化向前發(fā)展[2]。

電力設備智能狀態(tài)監(jiān)測不僅可以掌握電力設備當前的運行情況，還可以根據(jù)其專家系統(tǒng)利用其運行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫對電力設備進行綜合診斷，為設備檢修提供輔助決策。為了解決電力設備故障診斷中所遇到的主要技術難題，需要突破常規(guī)方法進行故障診斷的局限，結合神經(jīng)網(wǎng)絡理論、灰色軌跡理論、數(shù)據(jù)庫技術、模糊理論模型等各種算法，對電力設備實行故障診斷。利用各種數(shù)學模型從實現(xiàn)原理上進行比較分析，研究出多種改進的學習算法，實現(xiàn)變電站內電力設備故障診斷絡模型。

1電力設備智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)組成

電力設備的狀態(tài)監(jiān)測是指通過傳感器、計算機、通信網(wǎng)絡等技術，及時獲取設備的各種特征參量并結合一定算法的專家系統(tǒng)軟件進行分析處理，對設備的可靠性做出判斷，對設備的剩余壽命作出預測，從而及早發(fā)現(xiàn)潛在的故障，提高供電可靠性。電力設備狀態(tài)監(jiān)測大大降低維修周期內的設備故障率，為設備狀態(tài)檢修提供技術依據(jù)，并及時發(fā)現(xiàn)設備缺陷和異常征兆，確保設備安全運行，從而提高供電可靠性。由于變電站內電力設備種類繁多、結構各異，狀態(tài)監(jiān)測的類型也千差萬別，但是，不論什么類型的監(jiān)測系統(tǒng)，都需要經(jīng)過3個步驟：采集設備數(shù)據(jù)信號；對數(shù)據(jù)進行傳輸；分析處理數(shù)據(jù)及診斷。

變電站內電磁環(huán)境復雜，所采集到的模擬信號在傳輸?shù)倪^程中不免受到外界的各種干擾而產(chǎn)生信號失真，為了解決模擬信號在長距離傳輸后所導致的失真問題，現(xiàn)在傾向于將微弱的模擬信號就地模擬轉換，采用現(xiàn)場總線技術，由主機進行循環(huán)檢測及處理。依據(jù)IEC61850關于變電站功能、變電站通信網(wǎng)絡以及整體系統(tǒng)建模的分層設定，智能變電站分為三層結構：過程層、間隔層、站控層。如圖1所示。分層（級）分布式的結構采用模塊化設計和現(xiàn)場總線控制技術。它由安裝在變電站內的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)和安裝在主控室內的數(shù)據(jù)分析和診斷系統(tǒng)，再通過網(wǎng)絡，把若干個變電站的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集到相關管理部門的數(shù)據(jù)管理診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)對多個變電站的電氣設備狀態(tài)的實時狀態(tài)監(jiān)測。

分層（級）分布式系統(tǒng)采用總線式結構，增加或減少監(jiān)測設備和監(jiān)測項目均不需要改變系統(tǒng)結構，可根據(jù)需要在通信總線上掛接以不同類型及數(shù)量的智能組件，就可實現(xiàn)不同高壓電氣設備、不同項目的連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測，因而系統(tǒng)的開放性較好。所有的數(shù)據(jù)處理在就地完成，主控計算機僅完成通信控制和故障診斷，減輕了主機的負擔。所有的智能組件均應具備嚴格的自檢功能，測量數(shù)據(jù)全部采用光纖通信方式傳輸，克服長距離傳輸模擬信號所導致的波形失真問題，并且可及時反映出就地模塊自身的工作狀況，提高監(jiān)測結果的可信度。而且，即使某個節(jié)點出現(xiàn)故障，也不影響整個系統(tǒng)的正常運行。即使通信光纜故障或主機故障，還可使用便攜式設備就地進行檢測。以國內首座220kV智能變電站無錫西涇變?yōu)槔?，其智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)結構如圖2所示。