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发展,计算机和网络应用水平的不断提高,开展智能巡检工作逐渐变得更具有可操
作性。
10千伏配电网智能巡检系统建设状况正是一项体现“智能电网”建设水
平的
重要指标。
1.2配电网智能巡检系统的硏究状况
!
21国外研究状况及发展趋势
上世纪,美国、日本、徳凶等侵达国家在电气自动化领域积黑了较多的经验和科技成果,占据着较为领先的主导优势。
国外的电力设备巡检研究和实践,主娶遛检目拆集中在变电站巡检,采用的巡楡方式为较先进的视频监控巡检、智能机藩人巡检等方式,采用的采集方式为高清图像识别、机雜人自动记录等方式,采取的存储方式为将進检结果存入大型网络数据屢的方式.当时,由于受到卫星定位技术.移动PCii术、无线网络技术,视频通讯技术等岛科技技术瓶颈的局隈,国外鮮有对配电网线路和电气设备采取智能化遛检的例子•可以说,当时在此方血的研究还处在止步不前的局面•
上世纪,美国、日本、德国等发达国家在电气自动化领域积累了较多的经验和科技成果,占据着较为领先的主导优势。
国外的电力设备巡检研究和实践,主要
巡检目标集中在变电站巡检,采用的巡检方式为较先进的视频监控巡检、智能机器人巡检等方式,采用的采集方式为高清图像识别、机器人自动记录等方式,采取的存储方式为将巡检结果存入大型网络数据库的方式。
当时,由于受到卫星定位技术、移动PC技术、无线网络技术、视频通讯技术等高科技技术瓶颈的局限,国外鲜有对配电网线路和电气设备采取智能化巡检的例子。
可以说,当时在此方面的研究还处在止步不前的局面。
近年来,随着PocketPC技术和Gpg技术的快速发展,高速智能移动终端设备被广泛的引用到了电力建设、电网运行.配电階维护等各个钱域,国外智能遛检系统顶目的开发多是基丁PDA,RFID定位技术’工作人员在电力线路和电气设备巡视检査过程中使用这些技术,从而可以在较为复朵或是数量庞大的工作坏境F进行准确的数掘采集*然后将获取的设备状况信息通过无线通讯(GPRS,WIFI.3G等)技术手段传给相应的运行管理部门「再務所采集的数菇同步至数据服务器进行存储、处理'
最后再由服务器端的地理信息模块和管理信息模块进行数字化分析.找出一定的客观规f札从而进一步改进巡检工作方式方法*此类系统的开发与应用.一方面可臥使巡检人员迅逮掌握系统的操作,另一方直微软鴿软件商对PocketPC
近年来,随着PocketPC技术和GPs技术的快速发展,高速智能移动终端设备被广泛的引用到了电力建设、电网运行、配电网维护等各个领域,国外智能巡检系统项目的开发多是基于PDAI心ID定位技术,工作人员在电力线路和电气设备巡视检查过程中使用这些技术,从而可以在较为复杂或是数量庞大的工作环境下进行准确的数据采集,然后将获取的设备状况信息通过无线通讯(GPRS
wIFI、3G等)技术手段传给相应的运行管理部门,再将所采集的数据同步至数据服务器进行存储、处理,最后再由服务器端的地理信息模块和管理信息模块进行数字化分析,找出一定的客观规律,从而进一步改进巡检工作方式方法。
此类系统的开发与应用,一方面可以使巡检人员迅速掌握系统的操作,另一方面微软等软件商对PocketPC提供了强大、方便的开发工具’5‘7】,极大地提高
了巡视检查人员的工作效率和准确性,建立了完善的设备管理和缺陷处理流程,从而大大提高配电线路和设备运行的可靠性、降低了维护成本。
采用移动手持终端设备进行数据采集的人工巡检方式是今后一个时期配电网智能巡检工作研究和实践的一个趋势,也是国内电力企业开展智能线路巡检工作最值得借鉴之处,这种具有高度的灵敏度、适应性和开放式的巡检模式,可以保证高质高效的巡检结果。
提供了强大"
方便的卄发工具仔6根大地提髙了巡视检查人员的工作效率和准确性,建立了克善的设备管理和缺陷处理涼程,从而大大提离配业统路和设备运行的可靠性、降低了维护成本a
采用移动手持终端设备进行数据采集的人工巡检方式是今后一个时期配电网智能巡检工作研究和实践的一个趋势”也是国内电力企业开展智能线路巡检工作最值得借鉴之处,这种具有畠度的灵敏度、适应性利开放式的巡检模比可以保证高质高效的巡检结果。
在国内.目前普遍采用两种主更巡线方式:
一种是人工巡检方式;
另一种是采用渎取信恳钮的方式.一般来说,在国内大部分供电局通常采用的方式还是前者,山每周由生技部门组织13开每周工作会议,布置全分局臨围内的-周总体巡捡工作计划’会后各运行.检修班组通过毎B早上的班前碰头会,将巡检任务誓落宴到各班的工作人员开展日常巡检工作'
一线班组人员日常巡检的主要流程有领取任务、携带记段本、现场巡臥纸质记录、现场电话报修(紧急故障人巡检结束报告(安全隐患)等。
人工巡检方式存在着从事巡检H作的班组人员知识储备不经验能力林责任心不同,参考标准不一、工作蜃不同等问题;
同时*纸质巡检报告数量较大,一定程度存在着人工分类整理耗吋较氐数拥真实性有侍考察,为消缺提供依拯不如充分等诀点。
近年来’一方面国内DMS.GIS技术水平不斷发展与成熟,另一方面移动终端设备(PDA)、GPS设备的不斷引进.移动终端进备潔入到生活的各方SL为我冊的生活带來无穷便利【识,同吋也使得移动手持设备向彳亍业应用开拓的步伐不断加快・信息采集、信息处理和数据通疳一体化现场办公成为流行[闵儿于是我们看到了开发与应用配电网智能巡檢系统的“曙光円【】役新江是全国绘早开展配网自动北建设的省份之一'
到目前为止已经有⑷多年的建役经验*
1.2.2国内研究状况及发展趋势
在国内,目前普遍采用两种主要巡线方式:
一种是人工巡检方式;
另一种是采用读取信息钮的方式。
一般来说,在国内大部分供电局通常采用的方式还是前者,由每周由生技部门组织召开每周工作会议,布置全分局范围内的一周总体巡检工作计划,会后各运行、检修班组通过每日早上的班前碰头会,将巡检任务再
落实到各班的工作人员开展日常巡检工作,一线班组人员日常巡检的主要流程有领取任务、携带记录本、现场巡检、纸质记录、现场电话报修(紧急故障)、巡检结束报告(安全隐患)等。
人工巡检方式存在着从事巡检工作的班组人员知识储备不一、经验能力不齐、责任心不同、参考标准不一、工作量不同等问题;
同时,纸质巡检报告数量较大,一定程度存在着人工分类整理耗时较长,数据真实性有待考察,为消缺提供依据不够充分等缺点。
口前在国内其它地区也有配电网智能巡检系统鍵设的经验.大家更多的还是关注配网自动化系统本身,对管理方面作用要求较低。
浙汀省配网建设工作通过多年的实践,已经由原来的以自动化为主逐渐升级成了提升管理为主、实用化为主的建设模式•配电网智能巡检系统开发和应用过稈,也完成了杭州市电力局配电网自动化管理的升级,目前杭州该系统己经成为H常配电网巡检工作的管理竽台.已经基本达到了实用化.发挥了较大的社会效益和经济效益.
近年来,一方面国内DMS、GIS技术水平不断发展与成熟,另一方面移动终端设备(PDA)GPS设备的不断引进,移动终端设备深入到生活的各方面,为我们的生活带来无穷便利【8'
9】,同时也使得移动手持设备向行业应用开拓的步伐不断加快,信息采集、信息处理和数据通信一体化现场办公成为流行【Io'
n】。
于是我们看到了开发与应用配电网智能巡检系统的“曙光”【12】。
浙江是全国
最早开展配网自动化建设的省份之一,到目前为止已经有10多年的建设经验。
目前在国内其它地区也有配电网智能巡检系统建设的经验,大家更多的还是关注配网自动化系统本身,对管理方面作用要求较低。
浙江省配网建设工作通过多年的实践,已经由原来的以自动化为主逐渐升级成了提升管理为主、实用化为主的建设模式。
配电网智能巡检系统开发和应用过程,也完成了杭州市电力局配电网自动化管理的升级,目前杭州该系统已经成为日常配电网巡检工作的管理平台,已经基本达到了实用化,发挥了较大的社会效益和经济效益。
6.2下阶段研究方向
1。
千伏配电网智能迤检索统虽然在开发和应用上取得了一定的成果,但研究和实践的还将继续。
下阶段,主耍在以下三方面进行进一步裸入的研究,
621开发和应用巡检车辆GPS定位模块
巡检车辆GPE实时定位靱轨迹査省是-顶实用的功能,目前该模块尚未曲行开发p需加大投入、加快研发此榄块.通过该模块的应用I将进一步促进整个遐檢系统的运厅更为合理化和管能化.巡检计划制定人员可以更为科学的安排每日的巡检计划・计算岀最短的巡检路线,节釣遛检人力和时间.同时.在遢检过程中,运管中心的调度人员还可以根堀车辆运行轨迹,下达竅发任务的奁勘工作,安排事故点罐近的巡检车辆在疑短的实践里赶赴现场卞进行踏勘调处*
6.2下阶段研究方向
10千伏配电网智能巡检系统虽然在开发和应用上取得了一定的成果,但研究和
实践的还将继续。
下阶段,主要在以下三方面进行进一步深入的研究:
6.2.1开发和应用巡检车辆GPS定位模块
巡检车辆GPS实时定位和轨迹查询是一项实用的功能,目前该模块尚未进行开
发,需加大投入、加快研发此模块。
通过该模块的应用,将进一步促进整个巡检
系
统的运行更为合理化和智能化。
巡检计划制定人员可以更为科学的安排每日的巡检
计划,计算出最短的巡检路线,节约巡检人力和时间。
同时,在巡检过程中,运管
中心的调度人员还可以根据车辆运行轨迹,下达突发任务的查勘工作,安排事故
点
八\、最近的巡检车辆在最短的实践里赶赴现场,进行踏勘调处。
6.2.2开发和应用配电网远程视频监控模块随着当前视频技术和无线网络技术的高速发展,以及视频采集设备的成本大大降低,配电网远程视频监控功能的实现变成了可能。
远程视频监控是一项新技术,应尽量的加快该模块的开发和应用。
通过该模块的应用,部分10千伏配电网线
路
和设备就可以实现远程巡检,可以大大降低巡检工作的压力,大大减少巡检人工
开
支成本。
同时,该功能还有助于打击盗窃电力设施犯罪,对盗窃电力设施作案人
员
予以震慑作用,并且可以保存犯罪记录。
6.2.3加强与新的配电网自动化管理系统数据源融合
目前,市局层面还在开发和应用负控系统、TTu系统等实时数据采集系统,数
据的来源不仅限于FTUDTUL因此,在配电网智能巡检系统今后的开发和应用上,还应考虑到多数据源的融合,为新的系统融入只能巡检系统,提供通用的接口,从而确保配电网智能巡检系统在新的领域,发挥更大的作用。
622开发和应用配电网远程视频监控模块
航着当旃视频技术和无线网络技术的高速发展,次及视频采集设备的成木大大降低,配电网远程视频监控功能的实现变成了可能。
远程视频监控是一项新技术,应尽董的加快该模块的开发和应用.通过该模块的应用,部分10千伏配电网线路和设备就可以实现远程巡检,可以大大降低巡检工作沟压力,大大减少巡检人工开支成本。
同时,该功能还有助于打击盗窃电力设施犯乖,对盗窃电力设施作案人员予以農僵作用,并R可以保存犯罪记录.
6.23加强与新的配电网自动化管理系统数据源融合
目前,市局层面还在开发和应用负控系统、TTU系统等实时数据采集系统,数据的来源不仅限于FTU、DTU。
因此,在配电网智能巡检系统今后的开发和应用上,还应考虑到多数据源的融合,为新的系统融入只能巡检系统,提供通用的接口,从而确保配电网智能巡检系统在新的领域,发挥更大的作用。
(2)农村配电网监测
第1章绪论
L1课题背景及研究的目的和意义
农村紀电网作为电两的觅要组成部分,口前己瓊葢了金国95%以上的人口,在电网企业中占冇利当的比例和十分重耍的位首,昱企业经济效益、社会效益、政治效益的集中休现。
囲此.加快排进舉强胃能化柏农村配电M建设是电网发展和公司自身发展的需尊,也足社会和政治的需耍”
但是,苗于受投资休制、管埋体制,农村ft!
电网的发展缓慢,技术谨备落后’供电能力不强」在一定程度上制约着县域经济发展"
主要表现在」
—是总体投入不足,供电能力不軽。
由于历史欠账多、发展速度、发展质常与城刚和主阳棺比还育校大差跑.网匏轉弱’电游点出,电网互帯随力差,製备技术水平较低:
农村配电网点多面广,设备陈旧老化,健厳水平低.抵須自然灾害能力较差,设备故P?
率高;
供电半径大,设备“帝脖子”问SSJS存在,供申质量羌*线路揃耗离’可菲性和电电合格率低:
农村用电需求ftWM不到位,人购用电垦十足城市人均1/3,随着“新农村”建设、扩大内需科家电下乡等•系列惠Rtt®
的实施,俱霊才圧逍显烫出.但隧右第一轮的玄埋模农村配电网升级改浩工程的实施,这一才盾將会得刮彻底驛决⑴.
1.1课题背景及研究的目的和意义
农村配电网作为电网的重要组成部分,目前已覆盖了全国95%以上的人
口,在电网企业中占有相当的比例和十分重要的位置,是企业经济效益、社会效益、政治效益的集中体现。
因此,加快推进坚强智能化的农村配电网建设是电网发展和公司自身发展的需要,也是社会和政治的需要。
但是,由于受投资体制、管理体制,农村配电网的发展缓慢,技术装备落后,供电能力不强,在一定程度上制约着县域经济发展。
主要表现在:
一是总体投入不足,供电能力不强。
由于历史欠账多,发展速度、发展质量与城网和主网相比还有较大差距,网架薄弱,电源点少,电网互带能力差,装备技术水平较低;
农村配电网点多面广,设备陈旧老化,健康水平低,抵御自然灾害能力较差,设备故障率高;
供电半径大,设备“卡脖子”问题普遍存在,供电质量差、线路损耗高,可靠性和电压合格率低;
农村用电需求侧管理不到位,人均用电量不足城市人均1/3,随着“新农村”建设、扩大内需和家电下乡等一系列惠民政策的实施,供需矛盾逾显突出。
但随着第二轮的大规模农村配电网升级改造工程的实施,这一矛盾将会得到彻底解决【IJ。
二是农村配电网设备运行管理水平不高,现有电网资源和管理资源没有发挥最大化效益。
农村配电网点多面广,技术装备水平和管理方法落后,目前仍停留在传统的粗放式管理的水平,精益化管理水平不高,信息化建设相对滞后,在输配电设备在线运行监控方面,仍停留在对变电站主设备的监控层面,各级农电管理人员对配电变压器的电压、电流、有功、无功、电压越限、过负荷、三相不平衡等运行信息难以实时掌握。
…同时电压合格率、负载率、供电可靠率、线损率等指标无法及时计算和分析,制约了农村配电网运行管理水平的有效提高。
而大量的输配电线路,尤其是配电变压器运行监控缺乏有效的解决办法;
再加上长期以来,电网企业的调度、配电、营销等专业之间专业壁垒较为严重,各专业现有信息化平台孤岛运行,一体化信息平台的建设和应用滞后,不能实现信息资源共享,造成大量信息资源的浪费,不能有效提高运行管理水平、管理效率较低。
随着农村配电网规模的逐步扩大、电网结构的日益复杂,以及全社会对电网企业的供电服务提出越来越高的要求,这一矛盾愈显突出。
为此,在加快农村配电网升级改造的同时,大力提高电网运行管理水平和管理新型农村配电网的能力,充分发挥现有电网的能力,是目前国网山西省电力公司的一项非常重要而十分迫切的任务。
也是落实国家电网公司建设统一坚强智能电网,加快建设新型农村配电网,着力提高农村配电网智能化水平,推动农村配电网晋级发展的!
必然要求。
2012年,中低压电网在线监测与综合管理平台在阳泉供电公司试点成
功,2013年该系统的深化应用“农村配电网运行监控系统”在全省进一步推广应用,实现了全省所属11个地市共6万余台农村公用配变和近10万台客户配变运行信息在线集中监测,使各级管理人员可以及时准确地掌握农网设备的过载【2】、低电压、电能损耗等状况,使山西省农村配电网设备运行管理水平迈上新的台阶。
国网山西省电力公司以强化农电“四率”(供电可靠率、电压合格
率、负载率、线损率)管理为目标,本系统以电力用户用电信息采集系统、营销业务应用系统、变电站电能量采集等系统数据为支撑计算“四率”指标,应用全省统一的信息平台,实现农村配电网线路、配变及客户设备在线监测和智能统计分析,可准确反映农村配电线路和配电变压器的运行信息及电压越限、过负荷、三相不平衡、电能损耗等异常信息,为农村配电网设备的故障预警、运行分析、大修、技改决策提供了技术支撑
L2国内农村配电网运行管理现状
日前国家电网公司在农村配电网运行监测方面比较先进的山东、陕西部分地区”情况如下:
121山西省农衬配电网运行状态监测与管理状况
山西省智能电网的发展方向以任治潴城具有代卷性.在国网电科院支持下・审定了《潞城智能电财躍设实施方案X—期投资万元以建设配调一休化主结及以智能FTU和环网柜为代表的线路智能化改造.但目询一期仍处于施工前期准备阶段。
二期目标是:
陶疑以铤设“背酣會一”运荐模式的、具育信息化*自动化’互动化特征的高可靠性的坚强智能配电网的总体目标.结舍我習配网实际情况.稳妥、有序地推进會能化建设.拘筑以暂级她理信息系统(召I。
和生产管理系统(SG1S6)为基础平台山,以配电调度控制系统、配电自动化系统及配电设各状态监控系统为數抿平台.U配电网信息化系统、配网检修中心*刮电网安全预警中心为应用平台,并与智能变敢、智能用电棋块建立起实时数拯交互联系.实现数据於享和控制匹配.组建成涵盖上一级髙压电网、配电网和姐户界血的高度集成的智能捋挥和拽却系统「驭配电网
山西省智能电网的发展方向以长治潞城具有代表性。
在国网电科院支持下,审定了《潞城智能电网建设实施方案》,一期投资2968万元以建设配调一体化主站及以智能FTU和环网柜为代表的线路智能化改造。
但目前一期仍处于施工前期准备阶段。
围绕以建设“营配合一"
运营模式的、具
有信息化、自动化、互动化特征的高可靠性的坚强智能配电网的总体目标,结合我省配网实际情况,稳妥、有序地推进智能化建设,构筑以省级地理信息系统(GIS和生产管理系统(SGI86为基础平台pj,以配电调度控制系统、配电自动化系统及配电设备状态监控系统为数据平台,以配电网信息化系统、配网检修中心、配电网安全预警中心为应用平台,并与智能变电、智能用电模块建立起实时数据交互联系,实现数据共享和控制匹配,组建成涵盖上一级高压电网、配电网和用户界面的高度集成的智能指挥和控制系统,提升驾驭配电网能力,实现规范化、精益化生产管理。
潞城智能电网全部投入运行后,将有效提高城网互供互备能力和供电灵活性,一旦整条线路发生故障,会在短时间内自动把故障点隔离,并迅速恢复其他用户供电,从而大幅度提高电网设备的利用效率,最大限度降低设备维护成本,有效避免大面积、长时间停电现象发生。
潞城农网智能化试点建设对地区农网发展模式进行了有益探索,有效促进了企业发展和供电水平的提高,为农网智能化成果的推广奠定了基础。
能力,实现规范化、精益化生产管理*潞城智能电网全部投入运行后,将有效提高城网互供互备能力和供电灵活性,旦整条线路发生故障,会在短时间内自动把故障点隔离,畀迅速恢复其他用户供电”从而火幅歴提高电网设辭的利用效率*最大限度降低玻备傩护成本,有效避兔大面积、长时间停电現象坝生。
芮城农网智能化试点建设对地区农网发展模武进行了有益探索.右效促进了企业发展和供电水平的握高,対农网智陡化成果的推广奠定了基础°
122山东省农村配电网运行状态监测技术现状
(1)山东维紡供血公司髙密公司,
在农村It线賂运存监测方面,推广应用线路自动无功补偿装置.在6条略径长.负荷大的10千伏线路上加装箱式一体化自动无功补偿喘置•可很馬时间、电压s无功功率、功率因数自动进行投切,达到设备管理和数摇统计分析等功能"
实现无功就地平衡.在线路故障监測方血开发应用的配电线路故障在线智能检测系统,在40条配电线路上安装了故障抬示器【叽
在客户服等方曲「以95598客广服务系统为基咄「整合应用了GP3卫星定位现场服务系统、客户配电运彳亍监控系统、四到户配电室故障报警系统、视烦监控系统.G因地理信息系统和营M1S系统等&
个子系统。
建立贾穿生产“营销的-体化客户服务体系*邻现f农村配电网管理多系统合一的思想•
(2)青甜供电公E
在农村配电网线路管厚方面:
通信方式先进,光纠到农箱,覆盖率达到30嗚以上.10KV公用线路的用户线路分立上基本祁研究应用了故障指示器r配取网故障段指示器、与分段配电柱丄负荷开关将用户线路及用户没备的各类故障明御的指示出来,複线就是监测点・效率高.存在的问题是所有的故肆指示器都不带远棲功能,故障肓必須到现场査看.
(1)山东维纺供电公司高密公司:
在农村配线路运行监测方面,推广应用线路自动无功补偿装置,在6条路
径长、负荷大的1O千伏线路上加装箱式一体化自动无功补偿装置,可根据时间、电压、无功功率、功率因数自动进行投切,达到设备管理和数据统计分析等功能,实现无功就地平衡。
在线路故障监测方面开发应用的配电线路故障在线智能检测系统,在40条配电线路上安装了故障指示器【4】
在客户服务方面,以95598客户服务系统为基础,整合应用了GPS卫星定位现场服务系统、客户配电运行监控系统、四到户配电室故障报警系统、视频监控系统、GIS地理信息系统和营销MIS系统等6个子系统。
建立贯穿生产、营销的一体化客户服务体系。
体现了农村配电网管理多系统合一的思想。
⑵青岛供电公司
在农村配电网线路管理方面:
通信方式先进,光纤到表箱,覆盖率达到30%
以上。
IOKv公用线路的用户线路分支上基本都研究应用了故障指示器、配电网故障段指示器、与分段配电柱上负荷开关将用户线路及用户设备的各类故障明确的指示出来,查线就是查重要监测点,效率高。
存在的问题是所有的故障指示器都不带远传功能,故障后必须到现场查看。
L23国内农村配电网运行状态监测与管理技术现状总结比较
从我们对国内农村配社
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