基于大数据分析的电力系统远程运维及故障诊断

范春英

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力系统运检合一工作的推广，一些简单故障可由运行人员在现场直接进行简单操作处理，达到快速消除故障的目的。但是，继保人员依靠传统电话指导变电站内的运行人员处理故障时，由于跨专业知识所限，可能在个人理解与个人描述上存在一定的误差，导致仅仅依靠电话沟通描述不够准确。另外，继保班组内部也存在同样问题，班员在现场遇到问题有疑问时，往往打电话给班组的班长或技术水平高的人员电话支援，由于他们不在现场，对班员描述的现场有一定的陌生感，不能尽快了解班员现场出现的问题，需要多次沟通反复描述才能确定问题的现象，制定解决方案，耗时往往需要较长。

关键词：电力系统运维;大数据分析;远程运维

引言

传统的运维检修模式往往需要检修人员亲临现场，工作效率比较低，严重时还会影响电网的正常运行，对社会安全生产以及人身安全造成严重威胁。为了实现高水平、高效率的现代化智能检修运维，以变电站的主站与子站系统为基础，结合大数据分析系统建立了远程运维平台，实现了台账统计分析多样化、智能巡检可视化、远程操作智能化、故障處理快速化等远程运维操作。

1系统体系构架与计算方法

本文所设计研究的变电站远程运维管理平台采用两站一系统的体系架构，即站层级信息流与数据库信息流通过特定的链路在主站与子站之间实现融汇交流，在远程运维平台的故障信息处理系统中经大数据对比、分析与计算后实现可视化与操控化。故障信息处理系统中通常将位于厂站端的管理机称为子站，而将位于调度及继保等管理部门的由数据服务器、通讯服务器、管理工作站等组成的网络系统称为主站。故障信息处理系统需控制管理主站与子站之间的信息传输，及子站到保护和录波装置之间的信息传输。主、子站之间的信息传输管理包含多方面的含义：子站对多主站的信息传输、子站对其它厂站自动化系统的信息传输、主站对多子站的信息传输，三种传输均能过滤无用信息，减少通信链路的负荷。大数据计算方法相比于传统的算法，其计算量更大更快、且能适应丰富多样的数据类型。在既定的条件限制内，以大数据为基础，该算法能在设定的时限内完成所要实现的要求，具有很强的应用性。主要可以分为数据预处理、数据融合、数据分析与可视化、状态辨识与处理等4个主要模块。

2电力系统自动化中远程控制技术的应用

2.1数据采集技术的应用

数据采集技术，是指在远程控制技术中使用交流采样技术来进行遥测信息的采集。在远程控制系统中，数据采集的方式主要有变送技术和AD技术两种。变送技术的主要功能是对电力系统中的大功率参数进行处理，在将其转变为TTL信号，从而更好地满足系统使用过程中产生的各种需求。而AD技术的主要功能则是将模拟的信号转变成数字信号，以便更好地进行对信号编码与遥测信息的采集。在电力系统中，所运行的设备大都是高压大功率的，因此，具必须对这些高压进行转换处理，才能够在远程控制系统中对这些数据进行处理。

2.2网络结构设计搭建

网络结构依托于独立的网架结构，与电力系统内部的所有网络没有任何联系，本系统网络独立组网，且相关数据仅在采集前置设备与现实终端间传输，不存在网络安全问题。诊断系统采用简单的三层网架结构模式，第一层为图像采集设备层，负责数据采集与收集。第二层为数据传输层，负责将第一层采集到的数据发送给显示终端，负责数据的快速传输，并实现语音等数据传输，实现图像及视频共享。第三层为终端显示层，负责收集前端发来的数据，通过显示终端直观显示数据。对系统三层网络进行搭建，配置好各层设备终端，满足网络架构要求，实现步骤如下：（1）根据技术原理图，确定适合的前置单元设备尺寸，外壳尺寸≤10×6.5×3cm;散热性能良好，采用绝缘塑料材料加工制作;具有防火性;（2）设计、加工前置单元固定模块，能够直接在现场工作人员工作服胸前口袋悬挂，或在安全头盔上夹带固定。尺寸要求小巧，立体方形结构，≤10×6.5cm;（3）测试前置机采集信息的质量水平，依次在前置机进行数据采集测试，确保图像采集技术参数：拥有足够的内存（≥32G），测试电子防抖功能，在就地显示终端接收器查看信息，确保不低于1600万像素，测试夜摄功能。

2.3诊断客户端

诊断客户端软件是人机交互的接口，可正确显示厂站端各TDAD发送的实时数据，并可调用数据服务中心数据库，同时将专家组成员输入的诊断调试命令传递给分布在各个区域并已选择的TDAD。在诊断客户端与主站端数据服务中心建立SOCKET连接后，系统主动发送。通过诊断客户端可实现一对一、一对多、多对一、多对多等多种操作模式，以方便专家组成员对不同的TDAD工作现场进行诊断以及诊断意见的下发。

2.4保护辅助检修

（1）二次安全措施方面。智能变电站用抽象的网络数据流取代了传统二次电缆，二次回路是“看不见、摸不着”的虚回路，这给二次安全措施的执行和确认带来了较大的困难，若检修作业中安全措施执行不到位或执行顺序错误，就极易引发较为严重的电网事故。借助远程运维中心的全景展示及二次安全措施知识库，可自动生成某保护设备检修的安全措施票。在执行安全措施票过程中，运维中心还可实时监视相关保护功能的实时状态，给出相应预警，大幅提高二次安全措施可靠性。（2）保护设备故障抢修方面。继电保护设备故障抢修时，运维人员往往因信息量少而难以准确定位故障点，需要携带大量备品备件。利用远程运维中心信息化优势，可将故障定位到板卡级甚至端口级，同时结合备品备件仓储信息，甚至可推送备用板件存储仓位，有利于检修人员快速修复故障设备，恢复电网正常运行。在现场工作期间远程运维中心还可提供参数备份等技术支持，通过更新修复策略，为以后类似设备故障检修提供参考。（3）保护设备评价方面。根据保护装置投运后的历史告警信息、动作信息、检修记录、出厂验收试验数据、缺陷记录等，综合判断继电保护设备健康水平，为制定有针对性的检修计划提供决策参考，减少不必要的停电检修，提高设备精细化管理水平。

2.5故障应急抢修技术模块

为了保证相应工作有序开展，就要落实故障应急抢修技术处理方案。（1）要发现故障问题，结合实际情况进行问题检索和分析，然后确保能制定针对性的控制方案。（2）要利用智能远程操作技术准确定位故障位置，保证装置配件维护维修处理的及时性，有效减少不良问题。（3）维修完毕要重新检验并且核对实际数据，只有保证数据的基础水平，才能提升人机交互管理的效果。

2.6可视化智能巡检与远方操作系统

继保及自控装置的运行状况以及站内设备的通信状况是日常运维中需要十分关注的，电网运行中倒负荷操作时，时常伴随着运行定值的修改以及功能压板的投运等工作，传统的这项工作一般由保护负责人员到变电站进行修改，而由于各专业的工作计划、方式以及时间节点安排不一致，时常会出现等待的情况，严重影响了电网的正常运行。远程运维平台实现了对这项工作的远方操作，保护人员能够实时调阅所要修改的间隔定值，修改后远方下载到装置。定值下载后，装置会反馈定值更新成功信号，记录所修改的内容并进行标记，方便运维人员进行比对核查。在安全可靠性方面，该系统设置了工作负责人权限与班组人员权限，在工作票电话许可后，工作负责人拥有修改定值权限，而班组人员拥有核查比对权限。修改完毕后，保护人员需要再次进行定值巡视，将当前定值、定值比对及定值单发送至工作许可人进行汇报，进而结束工作。远程运维，远方操作，减少了维护人员往返变电站的次数，提高了工作效率，同时也具有很高的安全可靠性。

结语

在近年来的快速发展中，我国电力事业对远程控制技术的运用也更加广泛了，而且也逐步将电力系统的自动化管理作为了未来发展的方向，因此，在实际的电力工作中，需要对远程控制技术进行不断的完善，将远程控制技术与电力系统自动化技术相结合，对工作中出现的问题能够进行及时有效的处理，从而更好地促进我国电力系统自动化管理的发展。

参考文献

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