摘要：目前电力行业竞争日趋激烈，如何降低设备运行维护成本，提高电力输送效率，改变电力系统落后的传统运行方式，成为提高行业竞争力的关键性问题。对电力系统设备进行远程维护，是解决以上问题的一个可行性方案。本文主要论述对电力系统设备进行远程维护的优势、实现远程维护的关键技术和维护系统具体结构以及远程维护系统运行中需要注意的主要问题。
关键词：电力系统；设备；远程维护
0.引言
目前科技技术进步极快，在这种背景下，电力系统的自动化成为必然。伴随着电力系统自动化，为电力系统设备的远程维护提供了可能性和便利性。但是，由于现今电力系统的自动化程度不够高、网络信息技术在电力系统中应用不多，也为远程维护系统的建立增加了一定的难度。
1.远程维护系统建立的意义和具体维护过程概述
电力系统与很多工业系统相比具有一定的特殊性，电力系统具有复杂性，表现为拥有数量众多、类型各异的发电厂，且需要进行远距离输送电力，拥有广泛的输电网，其设备总体上呈分散性高、地理跨度大、类型繁多的特点。传统的维护方式在实际操作上具有相当大的难度，并且对人力、物力消耗很大，增加了电力系统的运行成本。远程维护系统主要的现实意义在于能够运用先进信息手段对电力系统的故障信息进行收集，并且远程对故障进行修复或者做出指导，避免了人力、物力的大量浪费。
远程维护系统以计算机技术、自动化技术、网络技术为依托，维护过程主要分为三个部分。第一由计算机控制系统对故障信息进行收集，二是通过通信网络与维护装置进行信息传输，三是维护装置对电力系统设备进行具体修复。
2.电力系统设备的主要结构及其特点
依据电力系统远程维护系统标准分类，将电力系统设备分为三大类：开放设备、封闭设备、专用设备。
2.1开放设备
开放设备是一类可以通过内部软件对外界进行自主信息输出的电力设备，其特点在于该类设备的运行情况、参数、数据可以通过网络技术直接展示在终端，方便远程管理。
2.2封闭设备
封闭设备是电力系统中的一种较为落后的设备，其特点与开放设备相反，不能自主向外界输出设备数据，如果要实现，也需要特殊装置如摄像机等。但是在技术足够成熟的条件下，封闭设备也可以向开放设备转换。
2.3专用设备
专用设备通过内部的特定程序，通过特殊的协议和信息格式对外界进行数据输出，且此类设备内部有特定的CPU。
3.远程维护系统的主要结构
远程维护系统分为三个主要的结构部分：本地计算机、维护装置、电力系统设备。
3.1本地计算机
本地计算机的作用是对电力设备运行状况相关信息进行收集并且处理，具体分析，是整个维护系统的中枢系统。电力工程师、调度员通过本地计算机对电力设备进行远程访问，评估电力设备运行状态，掌握整个电力系统的运行状况。
本地计算机通过通信网络与维护装置进行信息交换，其中通信网络的具体方式值得研究。总体来说，通信网络的方式分为两种，即电话网和以太网，两种方式各有优缺点。电话网在运行过程中成本低，而且在现实状况中，几乎所有的变电站、电厂、电力公司都有电话网通信设备，在远程维护设备建立过程，不需要追加更多投入，而且操作简单，但其缺点在于电话网信息传递速度慢、信息量小。以太网具有安全性好、传输速度快的特点，但其实现需要一定的投入和技术支持[1]。
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3.2维护装置
维护装置是一个硬件和软件集成的集合体，其内部含有微型控制器，并且主芯片可以实现以太网通讯的功能。
实现维护装置的远程控制，关键在于编写维护装置的远程控制软件，因为直接编写此类软件难度较大，因此选择使用TCP/IP协议来实现控制指令、信息的传输，并且使用嵌入式操作系统来完成对设备的具体控制。
TCP/IP协议即传输控制协议/因特网互联协议。整个TCP/IP协议的功能在于规定电子设备连入互联网的方式，并且规定了电子设备数据在因特网内传递的标准、格式。整个协议采用了四层结构：传输层、网络层、应用层、网络接口层。其工作方式是由TCP协议负责传输数据问题，TCP协议会对数据传输的准确、安全进行检测，发现问题则会要求重新传输，而IP协议是给每个连入互联网的具体设备规定地址，保证设备定位的精准性。TCP/IP协议在远程控制系统中受到了青睐，原因在于TCP/IP协议本质上是一个开放的协议系统，它可以不依赖于任何特定的操作系统或者计算机硬件，易于集成各种硬件和软件并组成实用系统，因此选择此协议完成维护设备的硬件、软件集合工作。
嵌入式系统是一种具有专用功能，可以完全嵌入被控制器件内部的计算机系统，它和PC具有显著差别，即嵌入式系统是一个固定的程序，它的任务和功能是已经完成预设。嵌入式系统到如今已经有了接近五十年的发展历史了，其最早用于单片机。嵌入式系统特点是可以根据具体功能对软件、硬件进行功能设计和剪裁，减小系统的体积、重量以及建设成本。嵌入式操作系统是在上世纪80年代逐渐出现的，是一种嵌入设备内部对设备进行控制的微型计算机系统。目前常用的嵌入式操作系统为uClinux系统，它使用的是小型的Linux内核，嵌入式Linux据有许多优点，具体为：稳定性强、可以升级，且该系统的源代码是开放的，在世界范围内有大量的代码研究者，具有强大的技术后盾。由于电力系统很特殊，故障发生后往往在极短的时间内就会对设备、线路造成威胁，因此要求维护设备具有高时效性，能在极短的时间内做出反应，而嵌入式操作系统完美地契合了这一点，该系统可以被移植到多种硬件平台上，将它移植到维护设备内部的芯片上，可以完成对维护设备的控制。
总体来说，维护装置的工作过程是通过以太网和TCP/IP协议接受本地计算机内的数据流和控制指令，然后通过设备内部的嵌入式操作系统对各种具体设备进行控制，改变设备运行状态，完成对设备的远程控制的目的。
3.3电力系统设备
是被维护装置维护的具体设备，主要包括发电机、变压器、输电线路等等,技术上，要求这些设备内部加入了嵌入式操作系统，为远程维护提供硬件基础。
4.远程维护系统的优势
远程维护系统相比与传统维护拥有更为集中的信息，既可以对局部的设备状态进行具体分析、维护，又可以在全局上对整个系统进行整体评估。此外，远程维护成本低、维护速度快，提高了系统的可靠性。
5.远程维护系统的安全性探讨
进行远程维护的最大安全隐患是维护系统的网络安全问题，主要是防止病毒和黑客入侵[2]。电力系统具有特殊性，在社会生活、工业生产中电力系统都发挥了不可代替的作用，一旦发生入侵，可能造成极为严重的后果，因此保障电力系统的安全性是一项很重要的课题。远程维护设备采用了TCP/IP传输协议并接入互联网，使得远程维护系统具有网络开放性，增加了网络入侵的可能性。加之TCP/IP协议本身存在一定缺陷，给系统带来了漏洞和攻击点。需要建立可靠的防火墙，严格控制数据的进入，减少非法入侵的可能性。
6.结束语
目前电力系统发展快速，行业内部竞争激烈，电力规模也日益扩大，由于电力系统的复杂性和电力设备分布的广泛性，电力设备的维护难度高，耗费大，在此情况下，建立一套安全、有效、实用的远程维护设备具有重要意义。而网络技术、计算机技术、自动化技术的发展也为这一设想提供了可行性方案，总而言之，这一技术具有巨大潜力，无论是在经济效益还是提高系统可靠性、可操作性方面都有巨大优势，这一技术的研究工作必将向更深、更高层次发展。
参考文献
[1]原慧斌,李刚.电力配电设备的维护措施探讨[J].城市建设理论研究:电子版,2015(10).
[2]罗太春.电力系统设备的远程维护探讨[J].商品与质量,2015, (25):236-236.
论文作者:彭倩倩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签：设备论文; 电力系统论文; 系统论文; 协议论文; 装置论文; 嵌入式论文; 电话网论文; 《电力设备》2017年第18期论文;