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智能变电站的安全与维护分析林建辉

发表时间：2021/8/10 来源：《中国电力企业管理》2021年4月作者：林建辉

[导读] 随着我国智能化技术的不断发展，各行各业也都在向着这一方向延伸。由于采用了信息技术，大大提高了智能变电站的运行，维护和管理效率，可以及时获取并及时应用变电站设备的故障信息，保证了信息应用，智能化和数字化的安全性和可靠性是变电站发展的方向，显然这里存在主要问题，特别是智能变电站的安全运行和设备维护，有必要集中精力研究和提高变电站的服务效率。

广西梧州市鑫鹏电力实业有限公司林建辉广西梧州市 543000

摘要：随着我国智能化技术的不断发展，各行各业也都在向着这一方向延伸。由于采用了信息技术，大大提高了智能变电站的运行，维护和管理效率，可以及时获取并及时应用变电站设备的故障信息，保证了信息应用，智能化和数字化的安全性和可靠性是变电站发展的方向，显然这里存在主要问题，特别是智能变电站的安全运行和设备维护，有必要集中精力研究和提高变电站的服务效率。
关键词：智能；变电站；安全；维护
        引言
        科技的发展，各领域的技术水平逐渐提高，信息技术应用更加广泛的今天，智能变电站是建设坚强智能电网的重要基础和支撑，供电企业应及时掌握各种智能组件的故障状态，结合被监测设备的结构特性进行故障诊断，及时总结先进的运维管理经验，提升精益化运维水平。
        1智能变电站概述
        智能变电站运用了大量的智能电子设备，真正实现了变电站的自动化、数字化和智能化，能够在信息的快速共享中实现对各个设备的有效控制，具有低碳环保和性能可靠的特点。在信息的采集和控制当中更具实效性，智能化调节系统运行，为电力协同工作机制的构建提供保障。变电站中的多种一次设备都能够实现智能化运行，包括了互感器、高压开关和变压器等。中速传输连接网络、高速传输网络和总线型网络等，是智能变电站的基本组网形式，以太网技术的应用也较为常见，包括了环形拓扑结构、总线型拓扑结构和星型拓扑结构等类型。尤其是在光纤以太网出现后，能够有效增强智能变电站的抗干扰能力，大大提升了其通信容量。在连接一次设备中主要依靠过程层，包括了各类智能终端和合并单元等；各类二次设备组成间隔层，包括了测控装置和继电保护装置等；通信系统、对时系统和监视控制系统等共同组成变电站层。数据流的报文形式存在一定的差异性，这是决定其运行状况的关键。在快速报文当中，跳闸报文较为常见，传输时间在10ms以内。数据报文是中速报文的基本形式，能够反映智能变电站的设备状态。控制命令的传输需要借助于访问控制命令报文，在过程层当中发生转换。
        2,智能变电站的安全与维护分析
        2.1智能变电站主动安全防御方案
        智能变电站数据采集主要依靠各种传感器，在数据的传输中可能会受到外界的入侵。智能变电站数据传输网络主动安全防御架构主要分为设备层、数据采集层、入侵检测层、计算机管理层和数据存储层。数据采集层中的数据采集单元主要负责从工业设备上采集数据，然后将数据传输到云存储中心进行存储，一些不法分子通过攻击智能变电站数据传输网络来窃取信息。数据采集层处理采集设备之外，还有信息采集电路以及测试设备，信息采集电路主要为信息采集提供动力，测试设备负责对信息采集设备的采集功能进行相应的测试。在测试中发现的问题可以及时改进，避免在时间信息采集中发生问题，造成不必要的损失。入侵检测层采用改进卷积神经网络模型对网络中的异常流量进行检测，通过与正常流量进行对比的方法来预测流量的类型。卷积神经网络对流量的特征进行提取，经过池化层和全连接层，根据流量的特征进行分类。分类结果的准确性会直接影响到异常流量检测的准确度，传统的卷积神经网络会因为采样过多而丢失部分主要特征，造成分类不准确。本文对其进行改造，提高分类的准确性，从而提高异常流量的检测精度。
        2.2有效报文发生网络风暴的监测和抑制
        在有效GOOSE报文当中，应该判断网络风暴的标志位情况，当其为1和0时分别代表存在网络风暴和不存在网络风暴，为后续抑制处理提供依据。

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为了能够对网络风暴进行处理，需要想CPU传输CRC32，在构建统计报文数量的数组时，需要及时获取CRC32的低16位，满足GOOSE报文网络风暴的处理要求。根据其内容固定与否，也可以采用不同的处理方式。以风暴门槛值为依据，当报文数量在80%以上时，那么网络风暴的内容固定，主要是采用CRC32哈希值比对法进行抑制。在此过程中通过CRC32的比对选择丢弃或者接收处理，在采用开辟缓冲区实时比对的方式时，缓冲区字节为1518，对比缓冲区内容进行处理。当报文数量不超过80%时，则不存在错误内容。
        2.3安全系统集成技术
        智能变电站安全体系的建设通过系统集成技术对Ⅰ、Ⅱ区域进行监测控制，是融合众多技术的复杂高度智能型安全技术防范系统。安全系统集成技术主要通过无线通信完成数据互通，远程用户和数据中心通过光纤网络连接，能够实时调用数据库信息;安全测控主机负责数据集成和数据的处理，通过控制器和采集器得到智能变电站数据参数和外部温度环境。监控终端设有信号拦截网，保证系统集成数据不受外部信号干扰。安全系统集成技术由多个不同系统和平台组成，子系统及其作用。智能变电站安全体系主要由图形管理、数字化、模块化和报警监测等多个系统集合而成。图形管理的作用主要是实现电力复杂数据的成像处理和线路高清显示，使电网信息能够呈现在LED显示屏上，便于分析电网运行状态;数字化系统能够完成变电站电能参数的数字化处理，使电能参数更加清晰直观地表示出来;模块化系统能够把安全控制分为多个模块，便于管理，使安全设备分布式控制，使电力设备的控制方式更加规律化;报警监测系统主要负责电网系统之间的安全性评估和信息监测。这些子系统通过集成技术组成整个变电站的智能安全系统，能够实现统一调度，完成信息共享。
        2.4顺序控制的巡视维护管理
        （1）智能变电站的顺序控制操作要按照审核合格的操作票进行各项操作，在执行顺控操作时，对每一步操作步骤都要逐条显示，并且要一致于站端；当一、二次设备或接线发生变更后，应及时修订、审核顺控典型操作票。（2）执行顺控操作前，现场核对所有操作设备的初始状态，在监控后台核对软压板的实际状态；操作时采用监护操作复诵制，严格管理后台操作人员、监护人员登录权限，认真核对操作指令和设备编号无误后，再进行一键操作；操作中应仔细监视设备状态变化情况，若发生异常应立即人工终止顺控操作；顺控操作后，应现场检查一次设备，核对无异常后再终结本次操作。（3）若顺控操作中出现操作中断时，应立即停止顺控操作，现场检查原因，若能自行排除故障，在解除故障后应重新核对当前设备状态，方可继续进行顺控操作；否则，应取消顺控操作，改为常规操作，并在操作票备注栏内注明转为常规操作的原因、开始步骤；如果后面的操作步骤发生了变化，则应汇报调度，重新填写常规操作票，按照常规操作票进行操作。
        结语
        智能变电站的发展应该是电力系统工业技术的一场革命。配置和开发智能设备系统肯定会导致运行、维护和管理方面的变化。因此，应注意对相关设备的安装和控制进行质量控制，以确保变电站电气系统的安全稳定运行。具体的施工管理需要特别注意变压器和其他设备的安装，详细的管理和控制，以便于将来维护所需的检查和记录，还应注意培训更多的操作和维护人才，提高整体技术水平。
参考文献
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［2］张陈擎宇，陈德明．牵引变电所三维演示培训系统的研究与实现［J］．电气自动化，2018，40(1):74－76，79．
［3］楚瀛，李帅奇．基于联合特征的变电站设备图像识别［J］．电力科学与技术学报，2018，33(1):102－107．
［4］朱红岷，戴道清，李静正．基于图像处理的变电站视频智能分析研究［J］．计算机工程与应用，2018，54(7):264－270．
作者简介：林建辉（1993-）男，汉族，广西梧州市人，本科助理工程师主要从事变电站运维工作。