输变电设备状态可视化智能管控关键技术及运用研究

摘要：输变电设备运行是否稳定、可靠，直接决定了电网运行质量。随着电网建设规模不断扩大以及社会对电力资源需求提升，保障输变电设备运行质量十分必要。输变电设备作为电力系统的重要组成部分，具有数量多、种类多等特点，这就必须采用可视化智能管控技术作为支撑，搭建在线、实时、可视化管控平台，实时掌握输变电设备的运行状态，提高对风险事故的反应速度。对此，通过分析输变电设备状态可视化智能管控的关键技术，提出输变电设备状态可视化智能管控平台设计方案，并分析该平台的应用范围和功能特性，旨在加强输变电设备的可视化监控质量，确保输变电设备可靠运行。

关键词：输变电设备电网运行质量可视化智能管控

ResearchonKeyTechnologiesandApplicationsofVisualizationandIntelligentControlofPowerTransmissionandTransformationEquipmentStatus

YUANHuihaiNINGZiyang

StateGridHulinPowerSupplyBranch，Hulin，HeilongjiangProvince，158400China

Abstract：Thestabilityandreliabilityofpowertransmissionandtransformationequipmentdirectlydeterminethequalityofpowergridoperation.Withthecontinuousexpansionofpowergridconstructionscaleandtheincreasingdemandforpowerresourcesinsociety，itisnecessarytoensurethequalityofoperationoftransmissionandtransformationequipment.Asanimportantpartofthepowersystem，powertransmissionandtransformationequipmenthasthecharacteristicsoflargequantityandvariety.Therefore，itisnecessarytousevisualintelligentcontroltechnologyassupportto buildanonline，real-time，andvisualcontrolplatform，grasptheoperatingstatusofpowertransmissionandtransformationequipmentinrealtime，andimprovetheresponsespeedtoriskaccidents.Inthisregard，byanalyzingthekeytechnologiesofintelligentcontrolforvisualizingthestatusofpowertransmissionandtransformationequipment，itproposesadesignschemefortheintelligentcontrolplatformforvisualizingthestatusofpowertransmissionandtransformationequipment，andanalyzestheapplicationscopeandfunctionalcharacteristicsoftheplatform，aimingtostrengthenthevisualmonitoringqualityofpowertransmissionandtransformationequipmentandensureitsreliableoperation.

KeyWords：Powertransmissionandtransformationequipment;Powergridoperationquality;Visualization;Intelligentcontrol

随着我国电网规模不断扩大，输变电设备投入数量也在持续增加，导致输变电设备故障问题频繁发生。再加上近些年极端天气发生频率较高，大风、雷电、暴雨暴雪等天气对输变电设备安全平稳运行带来极大影响。在此背景下，电力企业亟待提升输变电设备运行管理水平。近些年，电力企业针对加强输变电设备管理持续加大投入，如建立在线检修系统、建立无人值守变电站等，但在设备状态可视化智能管控方面还有待进一步加强。本文借助传感技术、可视化技术、无线通信技术等搭建输变电设备状态可视化智能管控系统，从而提升输变电设备管控质量。

1输变电设备状态可视化智能管控关键技术

1.1传感器技术

作为可视化管控体系的基础技术，传感技术负责采集输变电设备运行信息，如温度传感器、电压传感器、电流传感器、温湿度传感器等，可实时采集对应输变电设备的运行参数，精准感知输变电设备运行状态。通过实时监测输变电设备运行数据，为后续数据分析、处理、应用提供信息基础。传感器的不同种类、不同类型，其适用范围、功能特性也存在差异，应根据实际情况、状态监测需求科学应用。例如：输变电设备频发生电气故障，因此可集中布设电流传感器和电压传感器，根据数据实时变化判断是否存在隐藏隐患[1]。

1.2数据通信技术

高效的信息通信通道有助于及时传递输变电设备状态信息，这就需要同时保证通信系统可快速、精准的完成数据传输，保证数据传递的实时性，同时具备原始数据信息的初步整理、预处理能力。有效将传感器采集的数据信息传递到控制中心。数据通信采用有线通信、无线通信相结合的方法，灵活应用以太网、无线射频、光纤通信等通信技术，提高数据传输的可靠性、效率性。

1.3数据分析与处理技术

大量采集的输变电设备运行参数需要对其深度分析、处理，从中找出有价值的信息。数据分析与处理技术包括数据的清洗、融合、特征提取、模式识别等诸多环节。数据清洗用于清除数据中的异常值、噪声，保障原始数据质量。数据融合可将异构数据进行整合，并形成更全面的信息。特征提取可以从原始数据当中提取出反映输变电设备关键特征的数据。模式识别借助深度学习、机器学习等算法，识别设备状态，并对其分类，实现输变电设备运行状态的诊断、预测。

1.4智能诊断技术

根据输变电设备状态数据的分析、处理结果，借助智能诊断技术对输变电设备运行状态进行评估、诊断。该技术借助先进的模型与算法，整合了专家建议以及历史数据信息进行设备运行状态分析判断。从中找出输变电设备的潜在故障、异常运行情况，发出预警以及针对性提供处理建议。此外，智能诊断技术还可以深度分析输变电设备故障产生原因，为后续开展输变电设备运维决策提供信息支持。

1.5可视化技术

可视化技术可以将输变电设备运行状态直观的呈现在用户面前，所呈现内容包括输变电设备的运行状态、故障信息、实时运行数据等，呈现方式包括视频、图像、图表等形式，帮助用户快速地掌握输变电设备运行状态以及状态变化走势。可视化技术除了能够帮助用户感知、了解输变电设备运行状态，还可以辅助用户进行输变电设备管理决策。目前，常见的可视化技术分为二维可视化、三维可视化、虚拟呈现等方式，可根据输变电设备管控需求以及应用场景特点进行选择。

2可视化智能管控平台设计方案

2.1平台架构

搭建全景、实时、多维、智能化的输变电设备状态可视化管控平台，让多类型、不同形态的输变电设备实时处于监控状态下，及时掌握输变电设备运行风险，提高突发风险事故的反应速度、应急能力。满足“生产管理精益化、设备管理状态化”要求。

本文提出的输变电设备状态可视化智能管控平台架构如图1所示。平台可实现多源异构数据进行融合，采用大数据技术分析输变电设备运行参数、运行状态，为用户提供更加直观的输变电设备运行数据信息，实现输变电设备全寿命周期管理模式，采用站内实景、三维GIS、移动互联、增强现实等方式进行可视化展示[2]。

2.2系统设置

2.2.1全网信息总览

整个管控平台界面可直接呈现输变电设备运行状态信息，并且分为多种信息呈现方式，包括视频、图像、统计图等方式，展示输变电设备整体规模以及当前运行状态，同时在三维实景平台、GIS地图对输变电设备定位，并呈现输变电设备可能存在的风险。

2.2.2设备状态运行信息

展示输变电设备实时运行信息，包括分析结果、数据统计等。系统接入变电站视频监控系统，展示变电站内部各类电气设备信息数据。对在线监测技术集成，展示被监测输变电设备运行状态信息，并与系统设定的标准阈值实时对比，一旦超过标准参数，系统会自动发出警报[3]。

2.2.3设备全寿命跟踪

采用移动扫码等技术，对重点输变电设备跟踪关注，实现重点输变电设备全寿命跟踪。全寿命周期以输变电设备使用时间轴为核心，从输变电设备开始投入运营到最终报废的整个阶段，对其故障、缺陷、警报、检修、评价等所有事件进行汇总，并统一存储到数据库中，为后续同类设备运维管理提供信息支持。

2.2.4风险扫描与预警

管控平台定期对输变电设备运行状态进行扫描，特别是系统中的薄弱部位，要提高扫描频率，实时发布隐患信息。提醒输变电设备运维技术部门时刻注意并解决故障问题，保证电力系统平稳运行。

2.2.5分析与辅助决策

针对输变电设备实时采集信息数据，并结合输变电设备的以往故障、缺陷等信息，对其作出综合评价，针对高风险输变电设备以及电力系统运行提出建议。

2.2.6隐患与劣化设备

根据辅助决策系统提供的最终评价结果，实时对存在隐患的设备进行扫描，发出警报信息，提醒管理人员时刻关注隐患设备的劣化过程，并根据所采集的信息给予用户隐患设备状态参数。针对易老化输变电设备，对设备老化部件运行参数进行诊断分析，判断老化部件的老化程度以及使用寿命。一旦输变电设备劣化达到一定程度，系统会自动发布警报信息。

2.2.7缺陷分析统计

所有的输变电设备缺陷信息、维修信息都在数据库中统一存储，通过智能查询窗口可快速查询输变电设备缺陷信息。通过对缺陷进行分析统计，获取设备运行产生缺陷的概率，整理相同类别缺陷的发展规律，为后续开展运维管理工作提供参考信息。统计各类设备的缺陷问题发生概率，根据缺陷危急程度进行等级划分，制订输变电设备及其部件维修与采购计划[4]。

2.2.8移动端扩展

为了实现对输变电设备状态实时监测，除了要配置PC终端，也要建立移动终端。移动终端可显示输变电设备的基本信息、运行状态，同时具备与PC端实时交互、辅助决策、信息查询、信息提醒、扫码识别等功能，充分发挥移动端实时、便捷的管理优势。

3平台的应用与功能特性

3.1电网运行监控

管控平台实时对输变电设备状态进行监控，电网调度人员可第一时间掌握电网运行情况，包括每个节点的电流、电压、功率等各项参数，同时可以第一时间掌握输变电设备运行温度、电流、电压、振动等状态。在各类实时信息不断更新作用下，调度人员可及时掌握电网运行存在的异常情况，包括短路、过载、设备超温等，对既有问题快速作出反应，采取有关措施进行处理和调整，保障电网运行平稳性、可靠性。再者，管控平台可提供可视化功能，可进一步让调度人员掌握电网具体运行情况，便于作出更科学的决策[5]。

3.2设备维护管理

管控平台的主要功能就是监控输变电设备实时运行状态。根据系统采集的输变电设备运行信息，运维管理人员可制订更加科学、精准的运维管理计划，避免过去事后维护模式中过度维护、维护不足等问题。通过长期监测输变电设备运行状态，可找出输变电设备运行中的异常数据信息，提前采取预防、排障策略，让输变电设备使用寿命得以延长，提升输变电设备运行可靠性[6]。再加上可视化管控平台可更直观的观察输变电设备运行状态，结合以往的维护记录，采取更具针对性的维护管理办法。

3.3故障预警与处理

可视化管控平台核心功能之一就是提前预警输变电设备故障。一旦输变电设备运行中出现异常状态后，系统会自动发出预警信号，提醒运维管理人员注意输变电设备运行情况。根据管控平台提示信息，运维管理人员可快速对故障输变电设备进行定位，及时采取故障处理措施，避免隐患进一步演变为风险事故。在发生故障问题后，通过可视化呈现方式，帮助运维管理人员快速掌握故障性质、范围、影响程度，辅助制定维修方案。此外，管控平台还可以对故障过程进行记录，标明故障处理情况，为后续故障分析、方案改进提供依据。

4结语

综上所述，针对输变电设备数量多、种类杂、管控难度大等情况，借助传感技术、通信技术、智能诊断技术、可视化技术等，搭建输变电设备状态可视化智能管控平台，对输变电设备运行状态实时监控、分析、处理、存储，做到及时发现问题及时解决问题。总之，输变电设备状态可视化智能管控技术在电力系统中的应用，极大地提高了电网运行的安全性和可靠性，降低了运维成本，提高了工作效率。随着智能电网的不断发展，这项技术将在更多的领域得到应用和推广，为电力行业的发展作出更大的贡献。

参考文献

[1]陈梦云，王勇，金琦芸，等.面向生产管控数据的电力设备状态预警策略[J].自动化应用，2024，65（2）：101-105.

[2]支昊，孙立飞.基于智能技术的变电运检现场安全管控系统设计与应用[J].电子技术，2024，53（1）：236-237.

[3]张军六，刘珊，李瑞.数字孪生技术下输变电设备运行状态智能感知[J].计算机仿真，2023，40（12）：123-127，144.

[4]刘云鹏，刘一瑾，律方成，等.数字孪生技术在输变电设备中的应用前景与关键技术[J].高电压技术，2022，48（5）：1621-1633.

[5]耿苏杰.输变电设备状态评估及预测性维护方法研究[D].南京：南京理工大学，2021.

[6]黄培珊.Q供电公司变电检修作业安全的风险管控研究[D].泉州：华侨大学，2020.