基于电力物联网的配电设备智能感知诊断关键技术与应用

基于电力物联网的配电设备智能感知诊断关键技术与应用

汪洋

南京浩宁达电气有限公司

摘要：随着生活水平的不断提升，人们对电力也提出了更高的要求。然而，目前在低压配电网实际运行过程中仍然存在许多问题，在一定程度上限制了配电网络运行安全性的提升。为更好应对物联网配电设备运行中存在的问题，让电力物联网技术得以充分展现其价值，配电设备智能诊断分析系统应运而生。借助这一系统，可以实现对于预警低压故障的合理化控制，并针对配电器运行参数展开科学监测，在一定程度上保障了配电网的精益化运行质量，可以让供电的安全性和供电稳定性得到充分提升。

关键词：电力物联网；配电设备；智能感知系统；关键技术

现阶段，由于未能实现对于配电设备系统的智能化感知，导致在电力物联网运行过程中仍然存在许多问题，对供电安全性及稳定性造成了一定程度的影响。由于该系统内不同子系统中所使用的通信方式存在一定差异,受到通信模式兼容性的影响，导致不同子系统之间的接入存在阻碍。同时,未能针对不同系统之间的数据进行统一化处理，构建完善的数据模型，因此难以实现对于电力运行状态的合理评估，对供电可靠性造成了极大程度的限制。为此，本文将针对以上述问题展开探究，希望可以推动电力物联网的发展。。

1 配电设备智能诊断分析系统浅析

本文将针对配电设备状态评估、在线监测、多源数据融合分析等多种关键系统技术展开研究，并以此为前提打造一套专业的配电设备智能诊断分析系统，希望可以借此推动电力物联网的发展。

通过“云管边端”的形式实施系统设计，将系统解析为数据采集分析终端、远程监控终端、移动监控终端和云平台等多种结构。在系统运行过程中，首先需要借助位于不同监测设备之上的传感器进行信息传输，并从中采集所需要的设备运行信息，以此为依据，借助有线或无线的形式实现数据传输，将所需的数据向设备现场的不同监测终端进行传递。由智能监测终端展开对数据的初步处理，在处理完成后，经由电力物联网向云平台之中传输，由云平台实现对数据的处理和诊断。如果未发现系统运行中存在异常情况，则继续运行，后续流程如果出现异常，则需向远程终端进行报警信息的传递^[1]，此过程流程图见下图1。

图１ 配电设备智能诊断分析系统

1.1 相关数据处理方法

在本系统中设计了具有强兼容性的物联网网关，可以通过现场的数据终端实现对所采集信息的有效处理，通过标准化的形式，借由VPN网络实现数据的远程传输，可以在多种类型的物联网通信协议下使用。同时，物联网网关的边缘计算能力十分突出，可以实现对于数据存储、信息处理、警示等多种功能的就地处理。为了更好的解决配电设备监测不稳定、难以实现智能化诊断的问题，可以通过具有多协议兼容功能的配电设备状态分析策略予以处理，同时，可以实现对于多种不同数据源信息的有效处理，以打造物联网背景下的配电设备，实现对于典型故障信息的高效处理。借助信息熵及设备缺陷诊断决策树，展开对于配电设备状态的智能化分析，以提升设备运行的安全性。

1.2 低压故障监测

为更好解决配电网中所存在的各种问题，特设计了可以应用于高压配电网中的特定技术，通过具有高分辨率的有效值录播技术，借助故障诊断装置，在智能云平台上展开对低压出线故障的智能化诊断，借助模块化和组合式的形式，实现故障报警和在线监测，通过故障录波缩小故障点定位时间的量级。一般借助开口电流互感器的形式实施电流采样，以便明确低压配电系统之中的模块化故障类型。借助磁吸式触头的形式实现取电操作，同时借助电源总线，在不停电的情况下进行电源总线的安装及拓展。借助数据缓存技术，通过具有周期性变化的采样技术，让数据缓存的有效性得到最大程度提升。直到确定数据通信恢复后，结合事态的紧急程度进行量级，并按照一定的优先级实施数据续传。在进行数据采集时，需要适当拓展采样周期。如果发现异常数据，要求缩短采样周期，在确保有效信息不流失的情况下，将数据量建降到最低，以缓解信道传输的压力。

1.3 变压器状态监测

通过油温和油位可以直观检测出变压器的运行状态。然而，仅仅通过这两项指标却无法实现在线警示作用，为此可以设计出以声表面波技术为基础的变压器油温监测装置，实现精准的油位监测，以更好处理因人工巡视所导致的效率低下、故障定性误差较大等问题。要求在油位计的底部位置处配备温度传感装置和内部磁控开关，以实现对于油位和油温的精准实时测量，同时在油位计顶部安装压力释放装置^[2]。

2 设备应用实践

首先，该系统可以实现多协议状态下的兼容状态，实现多数据源信息的有效提取，并针对配电设备的实际状态予以分析。通过典型故障指纹编码库的形式，建立对于配电设备故障情况的深刻认知，明确电气信息和非电气信息的具体特征，以信息熵设备为依托，确定相应的设备缺陷，通过缺陷诊断决策树的形式，建立对配电设备状态的清晰化认知，以实现对于设备故障的有效诊断。

其次，打造专业化的低压出线快速诊断平台，实现对低压电网结构及故障特征的科学分析，通过模块化和组合化的形式，制作相应的故障诊断装置，以建立对于设备故障情况的有效诊断。

最后，设计具有高可控性的油温监测技术，通过对油温、油位及油压的精准控制，展开对配电变压器状态的有效监测，以更好应对人工巡视过程中所存在的缺陷^[3]。

结束语：本文针对现阶段电力物联网设备运行中存在的主要问题进行了分析，并结合这一内容，通过云管边端的形式，设计了专业化的配电设备智能感知诊断系统，希望可以借此提升电力运行质量，让低压客户供电的安全性和稳定性得到有效保障。同时，强化对于低压台区的维护，以降低低压用户的故障停电概率，实现对营商环境的充分优化，通过高质量的配电系统，推动我国的城市化建设进程。

参考文献：

[1]徐友刚,任堂正,沈晓峰, 等.基于电力物联网的配电设备智能感知诊断关键技术与应用[J].电力与能源,2020,41(4):389-391,402.

[2]杨亮,滕宇,张凌浩, 等.基于泛在物联网建设的客户侧变配电设施远程故障诊断方法研究[J].供用电,2020,37(1):62-66.

[3]王昱力,夏荣,任广振, 等.电缆线路及通道移动巡检与交互诊断技术研究[J].电力系统装备,2018,(11):95-97.