Basic Concept and Theoretical Study of Condition-based Maintenance for Power Transmission System

状态检修背景下,为解决电网运行整体与输变电设备个体之间的矛盾和冲突,在已有研究成果基础上,提出电网状态检修的概念,在输变电设备状态检修决策过程中,给出电网故障风险和电网检修风险的定义以及相应的量化表达式。依据设备状态预测,以电网故障风险和电网检修风险的和最小为目标,将设备检修、运行以及电网整体性能在概率引导下相互牵制,形成电网状态检修的数学模型,并给出相应的解决方法。最后,为验证该理论研究的可行性,分别以可靠性测试系统RBTS-BUS6和IEEE-RTS79系统为例,对各种情况进行分析,体现了预期的效果,并期望为电网检修与运行协调决策理论的深入研究提供必要的理论基础。

Analysis of Condition-Based Maintenance for High-Valtage Electric Power

The development process of high-voltage electric power equipment maintenance was introduced. It is pointed out that the trend of high-voltage electric power equipment maintenance is so called condition-based maintenance. With the development of computer technology and sensors, on-line monitoring of high-voltage electric power equipment has developed rapidly. By introducing the main principle of Schering bridge to measure tanδ, the way of on-line monitoring of high-voltage electric power equipment was explained. Difference methods of on-line monitoring of insulation parameters for 35 kV substation were discussed. Finally, the shortcomings as well as its tendency of on-line monitoring were analyzed.

新型电力系统设备状态监测与故障诊断传感芯片关键技术与展望

随着新型电力系统的建设与发展,电力关键设备运行环境发生改变,运行过程也面临更多风险。电力关键设备的状态监测和故障诊断技术是其正常运行的保障,但目前仍存在不足。集信号采集、数据分析、信息传输功能于一体的传感芯片将能够实现在线、实时、准确的关键设备状态监测和故障诊断。文中从面向新型电力系统的设备状态监测和故障诊断传感芯片的基本概念出发,综述了传感芯片的传感采集、信号处理、数据分析及信息传输4项关键技术的发展现状,指出关键技术面临的挑战。最后,展望了未来电力关键设备状态监测和故障诊断研究方向。

基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统设计

为解决110 kV输电线路杆塔侧在线监测设备的供电问题,文中提出一种基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统。首先结合互感耦合理论与有限元仿真,提出U型无线供电系统的整体设计方案,实现杆塔侧在线监测设备长距离、大功率、高效率、宽频带的无线供电。在此基础上建立系统级仿真模型,对U型无线供电系统的距离特性、频率特性、负载特性及电磁分布特性进行分析,验证了设计方案的可行性和电磁兼容性。最后搭建实验平台,在600 kHz的工作频率和1.2 m的传输距离下,系统输出功率达到73.58 W,能够满足杆塔侧在线监测设备的实际功率需求,为无线电能传输技术在高压设备供电领域的应用提供了参考依据。

基于数字孪生技术的110 kV电力设备运行状态监测方法

为提升110 kV电力设备的运行稳定性,需要对其运行状态进行监测,该文根据数字孪生技术,以浙江金华110 kV亚体变为例,通过无线网络、机器人等方式,对电力设备运行状态数据信息进行收集,基于数字孪生技术,进行数字信号模拟,将物理实体转化成数字虚拟体,构建电力设备运行状态孪生模型,实现110 kV电力设备运行状态的检测。传统的电力设备监测其监测效率、监测精度较低,通过数字孪生技术的支撑,构建新的监测模型,有效提升变电站电力设备的可靠性与安全性,以供参考。

基于LoRa技术的高压输电设备在线监测系统设计

偏远地区高压输电设备由于没有网络,在线监测数据的实时传输是实际应用中的一个难点问题。为此,文章设计了一种基于泛在物联网和LoRa技术的高压输电设备在线监测系统,其通过构建低功耗、远距离传输的LoRa无线通信自组织网络,将前端传感器采集的输电设备状态信息及其他数据传输到LoRaWAN网关,再通过5G无线网络将数据上传至后端服务器,实现在线监测系统的整体通信链路。模拟实验结果显示,与现有技术方案ZigBee、LoRa和NB-IOT相比,采用文中所设计的方案,系统传输速度(20~100 kbit/s)最快,且丢包率、传输时延和平均耗时(分别为1.6%、0.27 s和60 s)最低,表明该系统在具有较快传输速度的同时兼顾了低功耗远距离的特点,实现了数据的稳定传输,适用于偏远地区高压输电设备的在线监测。

声学增强封装输变电物联网无线声纹监测系统研究

该文针对输变电物联网的无线声纹检测方法开展研究,面向典型电力设备的应用场景,依据微弱声学信号易被噪声淹没的特点设计声学增强型封装,实现特定频率下声学信号的放大。为进一步实现声学增强型封装与声学传感器的集成,该文研制一种可用于测量典型电力设备声纹信号的无线监测系统,可对电力设备的运行状况进行监控和预警。无线声纹监测系统面向现有变电站内的窄带物联网,对声学信号作边缘计算后根据输变电设备物联网传感器数据规范进行数据上传,降低通信带宽的占用,能够针对典型电力设备的复杂运行状态进行有效监测。

输配电及用电工程技术分析

本文立足输配电及用电工程技术应用标准,对自动化技术、绝缘子防污技术、无人机自主配电技术、状态监测技术要点予以深入阐述,归纳了适用于输配电及用电工程场景中技术实践应用经验,有利于改善输配电及用电服务质量,确保输配电线路处于安全运行状态,并逐步朝着自动化、持稳性方向发展,确保我国输配电事业得以良性发展。

基于WPT技术的超高压输电线路监测设备供电系统的研究

根据要求,500 kV及以上输电线路必须装设在线监测设备,从而很好地辅助维护人员及时了解输电线路的实时状态。为保证在线监测设备在各种情况下高效运行,需要配备一套稳定、可靠、抗干扰能力强的供电系统。立足无线电能传输(Wireless Power Transmission,WPT)技术,并遵循国家倡导的绿色电网理念,提出一种射频取电无线电能传输技术,并围绕该技术的原理、设计展开论述,以期优化超高压输电线路监测设备的供电方式,进一步保障对超高压输电线路的实时监测,推动超高压输电线路的稳定运行。

基于智能监控的光伏发电系统效率提升技术研究

随着人们对可再生能源的日益重视,光伏发电系统在清洁能源领域发挥着重要作用。文章介绍光伏发电系统的基本原理和构成,分析智能监控技术在光伏发电系统中的应用,深入研究智能优化调度与功率控制技术、设备状态监测与维护管理技术等关键技术。通过实验分析,验证了所提出方法的有效性和可行性,为光伏发电系统的进一步发展和应用提供重要参考。

基于物联网的10kV变电站电力设备健康状态自动监测方法

10kV变电站电力设备运行状态信息数据规模大且离散,易影响健康状态监测精度。为此,提出基于物联网10 kV变电站电力设备健康状态自动监测方法。该方法利用物联网技术实时采集设备健康状态数据,引入决策函数处理离散数据,采用数据挖掘算法辨识特征参量,并结合故障率和运行趋势求取性能指标。通过构建健康工况状态矩阵,确定设备健康状态指数,实现自动监测。实验证明,该方法监测精度高,能准确反映电力设备的健康状态。

基于NFC的智能输配电设备通信控制系统

针对智能输配电设备通信控制中存在的技术挑战,设计一套基于近场通信(Near Field Communication,NFC)的智能输配电设备通信控制系统。系统集成NFC读写器、多参数传感器、数据处理与控制中心等模块,实现设备的精准状态监测与智能故障诊断。实验结果表明,该系统具有接口简单通用、抗干扰能力强、多点快速识别等优势,能够为智能电网的可靠运行提供有力支撑。

大数据环境下输变电设备监控信息的统计及异常检测研究

针对输变电设备异常状态数据的检测问题,基于孤立森林算法提出了一种监控信号参数统计分析方法,设计了集中监控辅助决策系统。首先,分析了现有数据异常检测方法,提出了现有输变电设备状态数据检测研究存在的不足。其次,给出了监测信息数据采集及统计的总体架构,分析了智能电网的控制技术支撑系统(D5000)、调度管理系统(OMS)以及在线监控系统等关键环节的数据统计注意事项。再次,给出了孤立森林算法的实现原理,同时利用LOF、K-means算法构建了3种异常数据检测模型,通过仿真发现基于孤立森林算法建立的异常数据检测模型具有更高的精度与运算速率。最后,以500 kV输电线路为例进行了案例分析。结果表明,提出的集中集控辅助决策系统能实现对设备异常状态的准确识别。

新时代电力设备检修现状及管理措施

在电力行业的快速发展和技术革新浪潮中,电力设备检修作为保障电网稳定运行的关键环节,面临着前所未有的挑战与机遇。随着新材料、新技术的应用,以及数字化、智能化水平的提升,电力设备的维护管理模式正经历着深刻的变革。在这样的背景下,电力设备的检修工作必须紧跟时代步伐,不断创新和优化检修策略,以适应新技术的发展需求。因此,聚焦于新时代下电力设备检修的现状及其管理措施,分析了当前电力设备维护面临的主要问题,并从多个方面探讨了电力设备检修的优化策略,旨在为电力行业的设备维护和管理提供实用的参考和指导。通过这一研究,期望能够助力电力行业在新时代下实现更高效、更安全、更可持续的发展。

云平台下输变电设备状态监测大数据存储优化与并行处理

结合大数据技术提升输变电设备状态评价的广度和深度,并解决实际应用问题成为目前电力行业新的挑战。针对输变电设备状态监测大数据可靠存储和快速访问两方面大数据处理核心问题,基于开源的Hadoop云计算实验平台进行了数据分布策略、数据块尺寸调优、集群网络拓扑规划三方面的存储优化研究和大数据并行分析的研究。提出计及数据相关性的多副本一致哈希数据存储算法,能将具有相关性的数据在集群中聚集,提升数据处理执行效率。基于数据相关性多副本一致哈希数据分布,应用Map Reduce并行编程模型设计实现了多数据源并行连接查询算法和多通道数据融合并行特征提取算法。将两种算法在实验室搭建的集群上测试运行,结果表明,多数据源并行连接查询的执行时间仅为标准Hadoop方案的32%,多通道数据融合并行特征提取算法执行时间仅为标准Hadoop方案的35%。

电网二次设备状态监测内容探讨

电网调度主站的信息一体化系统在不久的未来将包含电网二次设备的状态监测内容。根据现阶段厂站内运行的二次设备的运行情况及未来的智能化二次设备的发展趋势,文中介绍了电网中运行的二次设备的类型及当前运行情况,总结了现阶段二次设备系统状态监测的具体内容,提出了通过采用二次设备功耗数据进行二次设备状态监测及多数据信息源相关关联监测的方法。最后,结合主站的要求,总结了二次设备状态监测数据的应用建议。

我国供电系统状态检修开展状况统计

为系统地了解国内开展状态检测与状态维修的现状并总结近些年来的经验教训,对基层供电公司进行了相关调查统计。分析了我国当前的检修模式、维修周期、已安装的在线监测装置的运行情况以及存在的一些问题可知,基层供电部门对开展状态维修的认识有显著提高;而在全国性的相关规程未订出前,不少地区已将较成熟的内容先形成区域性的暂行导则并在不断修正完善中;准确有效的在线检测方法和设备确实有利于较及时、灵敏地了解运行设备的一些真实状况,正在有力地补充定期离线预试的不足;当前迫切需要加强对在线监测产品的质量控制及检验。

基于红外图像分析的电力设备热故障检测技术研究

设计基于红外图像分析的电力设备热故障检测系统,该系统由图像采集模块和图像检测模块组成。根据目标设备的形状特征识别热图像中的电力设备,计算设备区域内的最高温度值,并对各种影响因素进行修正后做出诊断,取得了令人满意的结果。在与主动式传感器的电力设备热故障检测法的对比试验中,证明提出的基于红外图像分析的电力设备热故障检测方法在对电力设备热故障区域进行检测时是准确、有效的。

基于Hadoop的智能电网状态监测数据存储研究

智能电网需要收集海量设备状态监测数据,这对数据存储与查询提出了更高的要求。为处理这些海量数据,设计并实现了基于Hadoop技术的数据存储系统,包括Hadoop集群、存储客户端和查询客户端。通过基准测试、存储结果验证和查询性能分析,验证了该系统具有分布式海量存储及高效查询的优势,适合智能电网环境下设备状态监测数据的存储。

输变电线路在线监测设备供电电源的设计

为解决给户外输变电线路在线监测设备可长期运行且有足够功率的供电问题,研究了采用电流互感器取能和锂电池协同供电的设计方案。该方案采用通过电流互感器从线路感应获取能量,通过充放电管理电路,同时给监测设备和备用锂电池供能。在因空载或者断电引起线路电流过小,导致供能不足时,采用后备锂电池协同供电。可长期为在线监测设备提供约2.5W的功率,在线路电流恒>120A时,可提供近5W的输出功率。该设计综合了电磁感应供能和锂电池供能的优点,突出解决在线监测设备的供电难题。经实验证明,该电路设计合理,体积小,质量小,易于集成,且扩展性强,满足输出电压和功率较宽范围变化的要求。