李享
国网四川雅安供电公司 四川 雅安 625000
摘要：近年来，我国对节能减排、资源再利用等方面的重视程度不断提升，使电网智能化的发展速度进一步提高。在电子、通信技术飞速发展的背景下，电网智能化逐渐成为电力系统中不可缺少的一部分，对电力工业的现代化、智能化发展起到不可忽视的作用，成为电力设备检测与维护的重要手段。基于此，本文将对智能电网的相关知识进行分析，并列举了几种电力设备检测与维护技术，希望能够在智能电网背景下，保障设备的安全稳定运行。
关键词：智能电网；电力设备；维护与检测
引言
在电网系统运行的过程中，电力设备属于其中十分重要的组成部分，在计算机网络技术持续发展的背景下，人们对电力设备提出了更高的要求。在此背景下，智能电网应运而生，能够有效解决电力设备在运行中出现的安全问题，对电力事故的发生起到了预防与规避的作用，为电网背景下电力设备的检测与维护提供了极大便利。
1智能电网概述
1.1含义
与传统电网相比来看，智能电网借助先进的计算机技术实现自动化运行与管理，能够使电网运行中存在的问题给予妥善解决，不但能够使运行效率得到显著提升，还能够有效避免人工控制中存在的各类问题，减少劳动力成本，对电网的未来发展具有极大的现实意义与应用价值。
1.2特征
智能电网的特征主要体现在以下几个方面：
一是防御能力，主要是指电网自身对外部环境等因素的防御能力，不但体现在物理方面，还体现信息安全防护方面，隔绝一切来自外界的多种破坏因素，使系统中的数据信息能够得到切实的保护，确保电网能够始终处于正常的运行状态；
二是高效性。智能电网的应用有利于提升设备运行效率，减少线损，降低运行成本。目前，我国在电网运行时产生的线损消耗通常较大，会受到被动负荷的影响，长此以往，部分输电线与设备的使用效率降低，而将智能电网引入其中，能够使资产利用效率显得提升，对成本控制来说具有极大的现实意义；
三是优质性。在电网运行的过程中，可能会促进电网、发电商与其他方面的多项互动。智能电网的应用能够为信息处理提供平台，为交易操作提供物理载体，使电网的运行变得更加优质高效[1]。
1.3构成
智能电网具有较强的兼容性、经济性、集成性与抗攻击能力，主要构成要素有以下几个方面：一是高级量测体系，简称为AMI，主要作用使对用户用电信息进行采集、分析与储存，在电力部门与用户之间起到桥梁与纽带的作用，了解用户负荷情况，优化电力设备，使机械设备的使用寿命得到延长；二是高级配电运行，简称为ADO，主要作用是促进系统自愈，具有较强的故障识别与预测能力；三是高级输电运行，简称ATO，能够最大限度的降低设备瘫痪的风险，使系统的管理水平得到显著提升，同时还能够对变压器、输电系统实现在线检测与管理‘四是高级资产管理，简称AAM，与上述三大系统之间构建集成关系，使电网的运行效率与稳定性得到极大的改善与提高。
2智能电网下的电力设备检测与维护技术
2.1设备在线检测技术
2.1.1传感技术
现阶段，电力设备在线检测中主要使用的传感器为：红外传感器、湿度传感器、振动传感器、超声波传感器等等，例如，对变压器局部放电进行检测时，采用高频电流传感器，灵敏度为8—10 ，测量的频率为10—250KHz，带宽与被测变压器之间有磁耦合，但并没有电气连接，与在线检测的规定相符，并且在安装中较为便利，单相500KV变压器中PD检测系统电流传感器的安装位置如图1所示。
由图1可以看出，每一个变压器与五个电流传感器为一组，CT安装的位置分别在铁心、夹件、外壳地线等部位，传感器的安装无法使变压器特有的运行机制发生改变，在使用电流传感器以后，通过干扰平衡装置来完成。在被测点角度的选择上，可以以变压器内部放电位置为参考，包括管底座、高压套管、开关等等。
图1 单相500KV变压器接线图
2.1.2状态维修技术
电力设备故障维修共计经历了三个阶段，包括故障维修、计划维修与状态维修，其中最后一个阶段可以通过传感技术与信息技术相结合的方式来完成。现阶段，电力系统中正在实施状态维修模式，以往计划维修逐渐退出历史舞台，而电力设备的应用为状态检修工作的实施提供了充足的技术支持。
在线检测系统中，传感技术属于其中十分重要的组成部分，通过传感器的优化与改善，使电力设备故障检测效率得到看进一步提升。近年来，国内外越来越多的电力设备厂商开始意识到传感器的作用，没有加强对新型传感器的研制。在电力设备制造过程中，直接将传感器的探头接入到设备故障多发部位，以此来实现实时检测，从检测结果上来看，效果十分明显[2]。
2.2人工智能检测技术
人工智能检测技术中包括专家系统与人工神经网络技术两个方面，属于智能化设备诊断的边缘科目，但是由于其中具备较强的创新性与实用性，因此受到相关专家学者的广泛关注。
2.2.1专家系统
借助故障诊断专家系统能够使电力设备中的潜在故障得到及时诊断与解决，在专家系统中红，主要包括解释机制、推理机、知识库、数据库与人机接口几个部分组成，其中系统的核心在于知识库，具体如图2所示。
图2 专家系统模块
在专家系统中，通过专家系统中使用较为普遍的产生式系统进行知识表达，并且采用IF-THEN模型化结构，使各个模块之间处于相互独立的状态，以此来实现对数据库的修改、优化与扩充，使计算机语言能够得到充分的应用。在知识库的开发与建设过程中，ES对其顺利建设起到不可忽视的促进作用，使专家系统能够通过对电力设备的实时检测，做出综合判断。当电力设备出现异常情况时，ES不但要对故障发生的位置、性质等进行记录，还应根据设备以往出现的故障情况结合当前实际状态，为运行人员提供最终的诊断建议。
2.2.2人工神经网络技术
从本质上来看，人工神经网络主要是对人脑中的信息处理功能进行模拟，对于ANN来说，其自身处于简单的非线性函数的多次符合，无需加入其它人工干预便能够构建物理模型，在自学习、自组织能力上较强，能够清楚的想展现非线性的传输关系。在ANN的应用中，通过反向传播BP网络的方式，使故障诊断中的一些模糊问题得以明确诊断，并且将ANN输入与故障类型进行对比，构建模块结构，使样本的训练效率显得提升，从而使故障的诊断时间变得更短。由此可见，ANN属于电力设备故障检测与维护方面的理想手段，人工神经网络的拓扑结构如图3所示[3]。
图3 人工神经网络结构
在ANN网络中，通过诸多信息元节点构成，结构上较为复杂，主要包括输出层、隐层与输入层，其中输入层节点来源于输入信号，由于电力设备与故障检测均十分重要，因此输入元素在经过输入节点识别以后，需要传播到隐层当中，在隐层节点激活作用下，才能够传输到输出层当中。在上图3当中，ANN输出层中共有4个节点，分别表示电力设备在运行中的四种状态，即Y1代表的是正常状态；Y2代表的是过热状态；Y3代表的是故障状态；Y4代表的是老化状态。在输出层中，节点来源于输出信号，经过误差反向传播法对ANN样本进行悬链。在对设备故障进行中诊断时，采用与故障数据相似的数据来训练样本，在训练结束以后便可发出警报，对故障的性质与程度进行判断。
从输出信息中能够看出设备故障情况，Y值范围在0到1之间，并且当Y2，Y3，Y4的数值超过0.5时，代表目前设备已经存在故障，并且数值与1之间越接近，便代表着设备故障情况愈发严重。
2.3无线通信技术
在线检测系统中，通过传感器来获取电力设备的信号，通过无线通信网络3G、GPRS、CDMA进行图像传输。无线通信技术的应用能够将现场检测到的信号传递到监控中心，使设备中各项信号、数据均得到实时传输，是监控中心能够随时掌握设备运行状态，从而在很大程度上保障了设备运行的稳定性。
在GPRS技术中涵盖了GSM在内的所有新型分组数据业务，其能够通过GGSN与互联网相连接，实现一个计算机控制多个用户的组网方式，使GPRS的利用率显著提升，网络覆盖面积扩大。在GPRS技术不断发展的背景下，其已经成为无线传输的主要技术，能够有效的实现对数据信号的采集、检测与传输，还能够实现远程监控。通过对GPRS技术的应用，电力设备的运行能够高度集成，与人工智能故障诊断相结合后，建立成一体化检测平台，不但能够实现对电力设备的实时检测，还能够使设备的运行能力、管理能力得到极大的提升。
结论
综上所述，为了促进电力设备的平稳可靠运行，应积极采用先进技术对其进行检测与维护。现阶段，智能电网应运而生，包括电力设备在线检测技术、人工智能检测技术、无线通信技术等等，将该项技术应用到设备运行检测当中，与以往检测方式相比来看，应用效果十分明显。同时，还能够使电力设备自身的安全性、自愈性、抗不良干扰能力得到显著提升，为智能电网的建设提供充足的技术支持。
参考文献：
[1]洪礼锋. 智能电网背景下的电力设备检测和维护技术[J]. 科技经济导刊, 2017(7).
[2]秦梦琦. 智能电网背景下的电力设备检测和维护技术[J]. 工程技术:引文版, 2016(11):00229-00229.
[3]李文武, 胡树旺, 陈厚胜,等. 智能电网背景下的电力设备检测和维护技术[J]. 工程技术:全文版, 2016(9):00244-00244.
论文作者:李享
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/4
标签：电网论文; 电力设备论文; 故障论文; 智能论文; 在线论文; 设备论文; 专家系统论文; 《防护工程》2018年第25期论文;