华能渑池热电有限责任公司 河南三门峡 47240
摘要:随着通信技术的不断发展,这种运维模式不断体现出了明显的优势,其运维效率与准确性有了显著的提升,在实际执行过程中,需要充分挖掘技术潜力与实践应用价值,为变电站远程运维的正常运行创造有力条件。
关键词:移动互联、继电保护设备、智能、运维技术
1继电保护设备运维与互联网技术
1.1继电保护设备运维目标
继电保护设备是保障电力系统安全稳定运行的重要二次设备,该类设备的运维水平不仅关系到设备正常运行的投资成本,同时对电网的安全稳定运行也具有重大影响。随着电网建设的快速发展,越来越多的二次设备接入电网,同时二次设备的地域分布也越来越广泛,传统的人工定期巡检方式存在运维检修耗时费力、难以及时维修、运维水平落后,很难有效提高继电保护设备的利用水平,从而难以适应电网的智能化发展需求。
为此,对继电保护设备运维效率、安全保障能力和精益化水平提出了更高要求,需要面向电网继电保护设备和二次回路,实现运维的可视化、设备检修定制化和运维智能化的发展目标。
1.2物联网技术
物联网是现代信息化技术的重要组成部分,具有感、传、知用等功能特征,主要组成部分包括感知层、网络层和应用层3大部分。其中感知层是由大量的信息传感设备所构成,如地理信息感知系统、信号传感器设备以及射频标识设备等,其基本功能是全面感知信息,是物联网的基础和前提;网络层是通过以太网、无线网和移动网等来实现信息的实时传送;应用层则是在应用系统交互平台下,智能化监控和管理物品,完成人与物、物与物之间的信息沟通。物联网能够对网络内的人、物之间进行整理融合以及实时管控,使得生产管理更加的精细化和动态化,能够有效的提高资源的利用效率以及生产水平。
2继电保护设备智能运维技术
2.1智能运维数据管理
继电保护设备智能运维的数据源管理主要是通过移动终端、地理位置精确定位和设备身份唯一性识别等技术,提供运维系统的数据标准化访问和加载策略。
2.1.1移动终端
继电保护设备智能运维充分发掘移动终端技术,摆脱了作业人员在传统运维工作中对时间和空间的限制,采用先进的工作理念和方式开展继电保护运维工作,移动终端技术的优势主要体现在以下几个方面:1)在硬件体系上,移动终端不仅具备触摸屏、话筒、摄像头等多种输入方式,还具备显示屏、听筒等多种输出方式,并且可以通过蓝牙、WIFI、GPS等多种无线传输技术与物联网传感设备进行通讯,增强了移动终端设备输入输出的能力;2)在软件体系上,移动终端采用Android操作系统,能够满足用户的个性化需求;3)在通信能力上,移动终端支持多种无线数据业务,可以根据用户的需求选择不用运营商的网络制式,也可以根据用户需求及业务环境进行定制化通信模块的开发,以达到满足用户需求,方便用户使用的目的;4)在功能应用上,移动终端更加注重人性化、个性化以及功能多样化人机交互功能的开发。
2.1.2地理空间精准定位
地理信息系统是实现继电保护设备精准定位的基础,其基本原理以地理信息系统、遥感技术以及计算机等多种技术为基础,将需要定位的目标对象进行成图和分析,并构建对应的数据库,在此基础上完成地图视觉效果功能以及地理分析计算功能。
继电保护设备的地理位置信息主要通过GPS定位系统来采集和获取,将设备的地理信息进行融合分析,能够在线展示设备的地理场景,从而实现设备的精准定位。
2.1.3设备唯一性标识
在物联网系统中,每一个继电保护设备都会对应着一个IP码地址,该IP码可标识数字世界的身份。为实现设备识别的唯一性,最为关键的是需要将标识特征和编码进行唯一性和统一性的校验。针对设备唯一性标识,可采用的技术手段有图像识别、语音识别、生物特征识别和射频识别等。为满足实际生产需求,一般也可以将多种识别技术进行合并处理。
移动终端扫描保护设备表面的二维码标签,解析二维码中的身份识别码,建立保护设备、身份识别码、二维码标签的对应关系。结合全球定位系统模块定位到的变电站地理位置,根据位置信息在变电站设备数据库中检索到对应的设备信息,实现与设备的自动关联。
2.2数据中心平台
继电保护设备智能运维通过多种技术手段完成了各种源端数据的采集工作后,采用云运维中心能够自动识别所接入的设备,对所采集的设备台账数据、专业巡检记录、设备检验记录、运行缺陷数据等写入数据仓库中的数据整合起来进行综合分析和管理。
云运维中心的数据平台将大数据分析与图形化建模体系完美结合,可直接通过图形化组件以多种方式实现数据分析模型的搭建,实现设备的动态监控和管理。继电保护设备投入后,云运维中心根据设备唯一性标识能够对设备进行身份识别,设备与云服务中心主动连接,并对设备位置信息以及运行工况数据进行分析和管理。
2.3业务应用管理
继电保护设备智能运维技术采用物联网的应用模式有效实现了现场运维数据的多维度采集与流程化传递,辅助分析和优化管理;通过建立设备完备信息库,实现继电保护设备的精细化管理,精确跟踪设备全寿命周期内详细情况,满足运维全程可追溯,实现运维工作进展和采集数据的远程管理,提高二次设备运维管理水平。业务应用管理是结合继电保护运维作业场景,将各相关系统数据进行整合共享,实现终端业务的数据访问服务。主要的管理功能包括设备基础资料管理、运维过程管控、变电站继电保护设备展示和设备故障评估和预警等。其中设备基础资料管理主要是通过扫描二维码对设备身份进行识别和基础资料获取;运维过程管控主要是指利用终端查询运维作业中每个节点操作内容、关键节点的技术标准、危险节点的安全注意事项等,并采用图文并茂的方式予以监督提醒,明确工作重点难点,确保准备工作有的放矢;变电站设备展示是指作业人员无需到达变电站现场,结合3D建模技术和设备图片信息构建全站继电保护设备三维立体模型,将变电站及其设备全景可视化展示;设备故障评估预警根据提前设定的继电保护设备状态评估模型进行继电保护设备故障的智能化评估与预警。
2.4通信网络无线传输技术
通信网络无线传输技术作为二次继电保护设备智能运维的信息传输载体,对其传输速率、带宽、时延、安全等提出了更高的要求,为此本文采用主流的第五代无线通讯专网技术作为智能运维系统的信息传输载体,该通信技术相较于第四代无线通讯技术而言,分别从用户体验、信息安全、网络质量等方面进行了优化,将人与人之间的通信转向了万物互联,为二次设备智能运维提出了一种更为灵活、高效的新模式,可以将更多的运维业务向移动终端转化。
第五代无线通讯专网技术优势主要体现在数据速率快、时延更短、能量花费更低以及设备接入量更多。为此第五代无线通讯技术是一种全新的高效能无线传输网络,为继电保护设备运维体系中的不同运维业务提供统一的连接架构,实现所有设备的互联互通,借助于大数据自动分析功能,能够实现运维工作的更便捷、更高效、更智能。
参考文献
[1]童光毅,曹虹,王伟.安全是技术—技术进步是保障电力安全的前提与基础[J].智慧电力,2019,47(8):12-17.
[2]邢颖,郎燕生,李强,等.多级智能电网调控系统集中运维模式的探讨[J].电力系统保护与控制,2018,46(15):142-148.