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当物联网遇上电网 让电力设备主动“开口说话”

       目前,云南正向着云电外送增送电量64亿千瓦时的目标努力。云电增送考验着云南电网的安全稳定运行水平,电力设备的健康是电网安全稳定运行的重要基础。

  近年来,云南电网公司探索利用物联网技术,加强人与设备、设备与设备之间的“交流”,提升设备状态监测水平,护航电网发展。今年年初,云南电网公司承担的国家863计划课题“基于物联网技术的输变电设备智能监测与全寿命周期管理”顺利通过国家科技部技术验收,标志着云南电网公司在物联网技术应用上迈出坚实一步。目前,该公司依托物联网技术逐步提高运维水平,基层人员也逐渐感受到了新技术带来的好处。

  当物联网遇上电网

  随着电网的发展,电力设备数量日益增多。2010年,云南电网公司主设备保有量为3.6万多台件,2014底已达到6.6万多台件,与2010年相比增长了83%。设备逐年增多,管理难度日益增大,其中,输变电设备对电网安全的影响尤为突出。

  据了解,目前,我国已开展输变电设备状态检修工作,包括对设备运行状态监测、故障诊断、状态评估、风险分析以及资产全寿命周期管理等探索与实践,但与智能电网下的设备监测智能化、检修状态化、运维高效化目标相比仍有差距。

  “关键问题是设备监测手段弱、信息不全、评估技术和标准不统一。”云南电科院科技部主任工程师张林山表示,“信息准确性不高、共享难也是问题。”

  2012年,云南电网公司主动承担了国家863计划课题“基于物联网技术的输变电设备智能监测与全寿命周期管理”研究。据悉,该课题研究主要为了解决设备管控中信息不全、信息不准确和共享困难等问题。项目对设备与设备、设备与人员之间的感知、互动、信息共享,提升输变电设备与电网安全稳定运行性能以及电网运行风险的管控具有重要意义。

  设备与人主动交流

  “课题研究的核心思想是让设备主动‘说话’,实现设备与人、与其它设备进行交流。”该课题技术负责人曹敏打了个比方。为此,云南电网公司搭建物联网,通过信息传感技术把设备与信息集成平台相连,再将数据分析处理并传递到设备和人,从而实现交流。

  据悉,课题研究的目标是建立具有全面感知、物物互连、人机互动、可靠传递,以及分布式与智能处理功能等物联网特征的输变电设备物联网,并开发基于物联网的设备全景状态监测评估与全寿命周期管理技术支撑平台,实现输变电设备智能监测与设备全寿命周期成本、寿命分析精益化管理。课题组从5个方面开展了关键技术研究:一是提出分层分布输变电设备物联网体系架构,建立设备全景信息模型;二是提出可控的异构双网双通道通信网络解决方案;三是研制具备一体化、智能化和通用化特征、具有传感网络的自适应接入能力的输变电设备一体化智能监测装置;四是设计并开发满足输变电设备物联网技术要求的全景信息集成平台;五是研究开发输变电设备全寿命周期管理系统。

  输变电设备物联网中的移动应用功能是体现物物相连、人机互动的一个缩影。例如,在普洱供电局110千伏景东变电站,站长王春雷用平板电脑对1号主变的一个条状标签进行扫描,平台电脑上立即显示出该变压器的图片和各种信息。通过RFID标签这个媒介,设备在线监测、试验、巡检、运行状态和风险状态、辅助建议、全寿命周期等信息一应俱全。

  推动物联网在更多环节一展拳脚

  为了检验课题研究成果在全省各区域的普遍适用性,云南电网公司选取了4个地区供电局典型的变电站及输电线路建立示范工程,接入±800千伏换流站1个、110/220/500千伏变电站12个、输电线路3条,建立了输变电设备物联网中心主站。

  “我们选择示范区时,考虑了滇东北、滇西、滇南等气候恶劣或高风险的输电线路,确保该项目的普适性。”课题示范工程建设的负责人、云南电科院科技部副主任黄星说。

  “去年冬天,昭通220千伏大镇线覆冰,我们及时收到了短信提醒,包括覆冰多厚、发展趋势和严重程度都有提示,实现了设备主动预警。”昭通供电局输电管理所输电线路管理专责陈开平说。

  物联网技术在示范站点设备管理方面的运用降低了设备故障率和缺陷率,减少了设备状态监测误报率,有效提高了相关输变电站设备的可靠性,实现了对输变电设备智能监测与全寿命周期管理,有效提升了云南电网公司设备管控效益。该公司科技部张晓春说:“该课题的开展和实施,不仅提升了电力行业的信息化水平和设备管控能力,还带动了RFID、智能传感与监测装置、网络通信等领域的产业发展。”输变电设备物联网示范作用及影响的扩大以及云南电网公司参与编制的《电力物联网体系架构规范》等4项电力行业标准的发布,将进一步推动电力物联网的产业化发展。

  下一步,课题组将进一步总结示范工程建设运行经验、扩大应用范围。同时,积极探索物联网技术在电力调度、营销和配网运维中的应用,为公司驾驭复杂大电网运行提供有力支撑。

  >>数据应用物联网技术后,云南电网公司示范工程关键指标同比分析:输变电设备状态监测误报率为0%,输变电设备故障率相对降低了17.7%,输变电设备维修成本降低了32.2%,备品备件管理效率提高了54.7%,输变电设备寿命延迟率提高了21.8%,由此产生间接经济效益4000多万元,管理效益得到大幅提升。

 

  物联网技术在电网

  电网企业对于物联网技术并不陌生。目前,南方电网公司已对物联网技术在电网企业中的应用进行了研究。据悉,物联网技术能够支撑南方电网公司信息建设向更加现代化、智能化的方向发展。利用物联网技术,可以对电力生产、传输、消费等电网运行环节进行实时监控和分析,有助于推动信息化和电网运行的深度融合,实现智能电网的支撑。

  在物联网技术探索之路上,南方电网公司2014年完成《物联网在电网企业中的应用专项规划》项目后,今年着力推进《电力物联网传感器入网检测和传感网模拟、仿真、测试与评估平台研究》项目,申报《电力地下管网普查与监测关键技术研究》科技项目和《电力物联云平台应用研究》项目,希望以此构建南网电力物联网的应用架构和技术架构,为“十三五”信息化的顺利实施打好基础。

  在“十三五”期间,南方电网公司将以“一套标准、一个平台、两个场景”为核心展开电力物联网建设,不求大而全,但求实用落地。“一套标准”指电力物联网标准体系;“一个平台”指电力物联云平台;“两个场景”分别是电力地下管网建设和区域智能物流平台建设。公司将以电力物联云平台为抓手,以电力地下管网普查与监测及区域智能物流平台建设为应用切入点,填补空白、重点突破,在实际应用中建立标准、构建电力物联网体系。