智能變電站狀態監測技術及應用

3 電力設備智能狀態監測專家系統

專家系統(Expert Systems)是人工智能中的一個重要分支，是關于問題求解的一種智能軟件。它是一種在相關領域中具有專家水平能力的智能程序系統。它能利用領域內專家多年積累的經驗與知識，模擬人類專家的思維過程， 求解需要專家才能解決的困難問題。專家系統通過知識進行推理，在問題所在的領域內推導出滿意的答案，即“專家系統=知識+推理”，這區別于常規計算機程序“程序=數據結構+算法”的一般模式，以達到“智能監測、智能判斷、智能管理、智能驗證”的目的。變電站故障診斷專家系統主要是根據電氣設備如斷路器、變壓器、避雷器和容性互感器等一次設備進行開發和研究。專家系統主要包括：數學模型和專家評估模型兩大塊。數學模型是指利用改進的數學模型， 把歷史數據庫中的監測數據進行推理分析， 診斷出運行電力設備的健康狀況。專家評估模型是指利用知識庫和推理機診斷運行電力設備的故障情況， 也可以采用人機交互診斷混合推理策略， 對運行電力設備提出維護方案。變電設備專家診斷系統作為狀態監測的核心技術和最終目標，需要依托監測技術和計算機技術，目前仍處于研究發展階段。

4 智能變電站綜合告警系統

智能狀態監測系統按照站內信息高度集成共享的原則，一次設備狀態監測平臺的信息量，除了常規的四遙信息外，還融入了大量設備的狀態信息、動態PMU 信息等。信息的高度融合與共享，對現有的變電站監測系統， 如果按照傳統的報警信息分類和組織模式，當變電站發生事故時，監控報警信息窗中將充斥著成百上千的提示、預告信息及事故信息，出現滾屏刷屏現象，監控值班員眼花繚亂，無所適從，很難抓住重點，很容易遺漏重要告警信號，延誤處理使變電站運行值班人員無法在短時間內準確判斷事故原因，不利于事故的及時處理。智能變電站實現了基于IEC 61850 技術實現了變電站全景數據的高度整合， 但如何實現基于變電站告警信息的綜合分析和變電站運行異常處理專家系統， 為變電站值班人員進行事故處理提供輔助決策， 是提高變電站運行和管理水平以及智能化程度的重要標志之一。

智能狀態監測系統融合了報警信息綜合展示、變電站異常信號分析與處理輔助決策系統， 構建對變電站運行設備狀態的監視功能， 并將變電站所有故障信號進行分類管理，建立多重故障推理模型，從而實現事故異常的輔助決策。5 電力變壓器故障診斷專家系統診斷實例變壓器異常現象往往是從變壓器外表暴露出來的，如聽到異常聲音、聞到異常氣味、瓦斯繼電器動作報警、油溫升高等，所有這些故障現象均是由變壓器內部故障波及到外部的結果[5]。測試實例： 某主變氣相色譜分析的結果如表1所示。

查詢變壓器局部放電監測數據， 發現有輕微的局放信號發生。根據變壓器油中溶解氣體的含量變化，在主變故障診斷專家系統中輸入表征故障現象，進行初步判斷。綜合局部放電信息，再結合其他運行和試驗數據，分析驗證輸出故障原因。專家系統初步給出故障原因為金屬異物懸浮放電、開關接觸不良放電、將軍帽懸浮電位放電和油流放電等。故障后對主變壓器吊芯檢查，發現套管均壓球松動，產生懸浮放電故障。

6 結束語

變電設備智能狀態監測技術還處于發展起步階段，根據其現狀及特點，提出以下建議：

(1) 將成熟的監測技術引入電網一次設備，提高智能一次設備的監測有效性和準確性。智能一次設備已成為明確的發展方向，只有進一步提高智能一次設備實用性，才能保證其良性發展。

(2) 促進智能一次設備狀態監測技術與傳統二次技術的融合，真正實現測、計、控、檢、保五大功能與一體，其信息共享暢通、功能融合良好、運行操作可靠。

(3) 進一步開發智能一次設備的綜合分析系統，實現狀態評價、壽命預估、故障診斷的高級應用功能。使得智能組件的設備狀態綜合評價結果與專業技術人員的評價結果基本一致， 智能化水平明顯提升。

(4) 加強智能設備入網的檢測、檢定工作。智能設備尚處于發展階段，產品不成熟，只有建立健全入網檢測、檢定工作，將該工作體系化、常態化、標準化、專業化，才能保證產品質量，切實提高一次設備智能化水平。

參考文獻：

[1] 馮軍. 智能變電站原理及測試技術[M]. 北京：中國電力出版社，2011.

[2] 王風雷. 電力設備狀態監測新技術應用案例精選[M]. 北京：中國電力出版社，2009.

[3] 嚴璋. 電氣絕緣在線監測技術[M]. 北京：中國電力出版社，1995.

[4] 王乃慶. 絕緣在線監測技術的實用性、經濟性和可靠性[J].電網技術，1995，23(8)：65-67.

[5] 吳立增. 變壓器狀態評估方法的研究[D]. 保定：華北電力大學博士學位論文， 2005.

作者簡介：金逸(1978)，男，江蘇南京人，工程師，從事電力調度、科技管理工作;劉偉(1980)，男，江蘇鹽城人，工程師，從事高電壓絕緣、智能電網技術研究工作;訟怨(1985)，男，安徽池州人，工程師，從事高電壓試驗、狀態監測技術研究工作;費益軍(1978)，男，江蘇無錫人，高級工程師，從事高電壓絕緣、狀態監測技術研究工作。

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