- 收藏
- 加入书签
基于配电网自动化的电气设备管理研究与应用
摘要:随着智能电网建设的深入推进,配电网自动化水平不断提升,电气设备管理面临新的机遇与挑战。本文从配电网自动化的发展现状出发,分析了当前电气设备管理存在的问题,提出了基于物联网、大数据等技术的智能化管理方案。通过建立设备全生命周期管理体系,实现设备状态实时监测、故障预警及预测性维护,提高了设备管理效率和可靠性。研究表明,该管理方案可有效降低设备故障率,延长设备使用寿命,为配电网安全稳定运行提供有力保障。
关键词:配电网自动化;电气设备管理;物联网;应用
引言:配电网是电力系统中连接用户与主网的重要环节,其自动化水平直接关系到供电可靠性和服务质量。近年来,随着新一代信息技术的快速发展,配电网自动化建设取得显著进展,为电气设备管理模式的创新与升级带来新的发展机遇。但是传统的设备管理方式仍存在信息孤岛、数据利用率低、管理效率不高等问题,难以满足智能电网建设的要求。因此,研究基于配电网自动化的电气设备管理方法,对提升配电网运行效率和可靠性具有重要意义。
一、配电网自动化发展现状
配电网自动化是实现配电网智能化的核心支撑,主要包括配电自动化主站系统、通信系统、终端设备等。目前,我国配电网自动化建设已初具规模,在故障隔离、供电恢复、负荷管理等方面发挥重要作用。随着5G、云计算、人工智能等新技术的应用,配电网自动化正向更高水平发展,为电气设备管理提供了有力的技术支撑。
二、传统电气设备管理存在的问题
传统的电气设备管理主要依靠人工巡检和定期检修,难以及时发现设备潜在故障。设备状态信息采集不全面,监测手段单一,无法实现设备运行状态的实时掌握。由于缺乏有效的故障预警机制,设备维护多采用被动式处理方式,往往在故障发生后才进行维修,增加了设备停运时间和维护成本。此外,设备台账、维护记录等基础数据管理较为粗放,各类信息系统之间存在信息孤岛现象,难以实现数据的共享与深度应用。
三、基于配电网自动化的电气设备管理方案
1、构建智能化监测系统
为实现配电网电气设备的智能化监测,需构建完整的监测系统架构。在底层感知层面,根据不同类型设备的特点,选择合适的传感器进行安装。对于变压器设备,主要监测油温、绕组温度、局部放电等参数;对于开关设备,重点监测触头温度、操作机构状态、SF6气体压力等;对于电缆设备,则关注电缆温度、局部放电、载流量等关键指标。这些传感器需具备防护等级高、稳定性好、精度高等特点,确保在恶劣环境下仍能可靠工作。在数据传输层面,可以采用多种通信方式相结合的方案,包括光纤通信、无线通信等,构建覆盖全面、可靠性高的通信网络。对于重要节点,采用双通道冗余设计,保证数据传输的可靠性。在数据采集平台的建设中,采用分布式架构,设置边缘计算节点,实现数据的本地化处理和筛选,减轻主站系统负担。平台还需具备数据解析、校验、存储等功能,并支持多种数据格式和协议,方便后续系统扩展。
2、建立设备健康评估体系
首先,建立完善的设备健康特征指标体系,包括设备本体状态指标、运行工况指标、环境影响指标等。通过权重分配方法,确定各指标的重要程度。结合设备历史运行数据,建立设备健康状态基准线,作为评估的参考标准。其次,在评估模型构建方面,采用多种算法相结合的方式,如支持向量机、神经网络、模糊综合评判等,提高评估的准确性。模型需要考虑设备类型差异、运行环境变化等因素,具备自适应学习能力。通过设备健康指数的量化表征,直观反映设备状态。同时,建立评估结果的可视化展示系统,采用仪表盘、趋势图等多种形式,方便运维人员掌握设备状态变化趋势。
3、实施预测性维护策略
预测性维护策略的实施需要建立完整的预警分析和维护决策体系。在故障预警方面,基于深度学习算法构建故障预警模型,通过对设备历史故障数据的挖掘,识别出故障特征和发展规律。模型需具备在线学习能力,不断优化预警准确率。对于不同类型的潜在故障,建立分级预警机制,设定不同的预警阈值和处理流程。在维护决策方面,结合设备重要性、故障影响程度、维护成本等因素,建立科学的维护决策模型。通过优化算法,合理安排维护时间和资源配置,实现维护效益最大化。同时,建立维护效果评估机制,对维护后的设备状态进行跟踪分析,不断优化维护策略。此外,建立维护知识库,积累维护经验,为后续维护工作提供参考。
4、推进管理信息化建设
管理信息化建设需要构建统一、高效的信息管理平台,平台应采用微服务架构,可以实现业务模块的灵活组合和扩展。还要建立统一的主数据管理体系,规范设备台账、检修记录、运行数据等基础信息的标准化管理。通过工作流引擎,实现设备维护、检修等业务流程的自动化处理,提高工作效率。在数据中台建设方面,采用数据仓库和数据湖相结合的架构,支持结构化和非结构化数据的统一管理。可以建立数据治理体系,确保数据质量和一致性。通过数据服务层,为各类应用提供标准化的数据接口。此外,开发多维数据分析工具,支持设备全生命周期的数据分析和深度挖掘,为管理决策提供数据支撑。同时,注重系统安全性建设,建立完善的权限管理和数据安全保护机制。
四、管理方案的实施效果
通过基于配电网自动化的电气设备管理方案的实施,在多个方面取得了显著成效。在设备可靠性方面,得益于实时监测系统和预测性维护策略的应用,设备隐患能够被及时发现和处理,实践数据表明设备故障率降低了30%以上,大幅提升了配电网运行的稳定性。在设备寿命方面,通过采用科学的维护策略,避免了传统维护模式中过度维护和维护不足的问题,使设备平均使用寿命提升了15%-20%。同时,预测性维护的实施有效减少了计划外停电次数,加上信息化手段的广泛应用,使运维人力成本降低约25%。在管理效能方面,通过实现设备全生命周期的精细化管理,管理的科学性和规范性得到显著提升,管理人员的工作效率提高了40%以上。这些改进不仅为电力企业带来了显著的经济效益,也为配电网的安全稳定运行提供了有力保障。实践证明,该管理方案在提升设备可靠性、延长使用寿命、降低运维成本和提高管理效能等方面具有显著成效,为配电网自动化建设提供了有益的实践经验。
五、发展趋势与展望
随着人工智能技术的发展,设备管理将向更智能化方向发展,通过深度学习以及技术提升,可以提高故障预测准确率,实现设备管理决策的智能化。此外,虚拟现实、增强现实等新技术将在设备管理中得到广泛应用,为设备检修、培训等工作提供新的解决方案。设备管理系统也会与其他业务系统深度融合,形成统一的智能化管理平台,从而实现业务协同和数据价值的最大化。
结束语:综上所述,基于配电网自动化的电气设备管理是适应智能电网发展要求的必然选择。通过引入先进技术,建立全方位的监测、评估和维护体系,可以显著提升设备管理水平和运行可靠性。未来,随着技术的不断进步,电气设备管理将向更智能、更精细的方向发展,为配电网安全高效运行提供更有力的支撑。
参考文献:
[1]金嘉成.10kV配电网中的自动化设备安装策略 [J].电子技术, 2023, 52 (08): 292-293.
[2]张志华.基于一二次设备配合的配电网故障处理技术研究[D].导师:刘健.西安理工大学, 2022.
[3]王涛.基于GIS的10kV配电网综合自动化系统的研究[D].导师:王志文;于彦雷.兰州理工大学, 2020.
[4]张璐, 赵森, 李强.处理配电网自动化继电保护故障的方法与措施 [J].科技风, 2019, (26): 193.
京公网安备 11011302003690号