專網通信世界-中國電力通信網訊:變電設備智能狀態監測是實現電力信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化的必要條件，并可根據需要支持電網實時自動控制、在線分析決策、協同互動等高級功能，實現與相鄰變電站、電網調度等互動。電力設備智能狀態監測不僅可以掌握電力設備當前的運行情況，還可以根據其專家系統利用其運行狀態數據庫對電力設備進行綜合診斷，電力設備智能狀態監測系統是實現智能變電站的基礎。文中針對目前變電站設備的監測技術，結合近年來該領域的現狀和智能電網的發展方向，對變電站智能狀態監測系統進行綜述。
變電站作為智能電網的核心組成部分，其建設獲得了越來越多的關注。根據現行的標準，變電站一次設備智能狀態監測是指采用先進、可靠、集成、低碳、環保的傳感系統，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、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、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能，實現與相鄰變電站、電網調度等互動的變電站[1]。電力設備智能狀態監測系統是保證電力設備正常工作，有效開展狀態檢修，并預估設備的損耗以建立全壽命周期管理體系，電力設備智能狀態監測系統是實現智能變電站的基礎。因此以設備的狀態監測為基礎的狀態檢修成為實現智能變電站并最終建立智能電網的核心技術之一，該技術近年來獲得越來越多的重視。電力設備智能狀態監測不僅是設備狀態檢修模式的基礎，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控系統中都需要增加一個在線監測及故障診斷專家系統，用以作為輔助決策手段，進而提高監控能力。要想實現真正的無人值守，必須加入電氣設備在線監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，融合電力設備狀態監測系統必將推動變電站綜合自動化向前發展[2]。
電力設備智能狀態監測不僅可以掌握電力設備當前的運行情況，還可以根據其專家系統利用其運行狀態數據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，需要突破常規方法進行故障診斷的局限，結合神經網絡理論、灰色軌跡理論、數據庫技術、模糊理論模型等各種算法，對電力設備實行故障診斷。利用各種數學模型從實現原理上進行比較分析，研究出多種改進的學習算法，實現變電站內電力設備故障診斷絡模型。
1電力設備智能狀態監測系統組成
電力設備的狀態監測是指通過傳感器、計算機、通信網絡等技術，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，從而及早發現潛在的故障，提高供電可靠性。電力設備狀態監測大大降低維修周期內的設備故障率，為設備狀態檢修提供技術依據，并及時發現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，狀態監測的類型也千差萬別，但是，不論什么類型的監測系統，都需要經過3個步驟：采集設備數據信號；對數據進行傳輸；分析處理數據及診斷。
變電站內電磁環境復雜，所采集到的模擬信號在傳輸的過程中不免受到外界的各種干擾而產生信號失真，為了解決模擬信號在長距離傳輸后所導致的失真問題，現在傾向于將微弱的模擬信號就地模擬轉換，采用現場總線技術，由主機進行循環檢測及處理。依據IEC61850關于變電站功能、變電站通信網絡以及整體系統建模的分層設定，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場總線控制技術。它由安裝在變電站內的數據采集及處理系統和安裝在主控室內的數據分析和診斷系統，再通過網絡，把若干個變電站的監測數據匯集到相關管理部門的數據管理診斷系統，實現對多個變電站的電氣設備狀態的實時狀態監測。
分層（級）分布式系統采用總線式結構，增加或減少監測設備和監測項目均不需要改變系統結構，可根據需要在通信總線上掛接以不同類型及數量的智能組件，就可實現不同高壓電氣設備、不同項目的連續狀態監測，因而系統的開放性較好。所有的數據處理在就地完成，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，測量數據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，提高監測結果的可信度。而且，即使某個節點出現故障，也不影響整個系統的正常運行。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為例，其智能狀態監測系統結構如圖2所示。
