电网二次设备智能运维技术

前言

第1章 概述

1.1 智能电网

1.2 智能变电站及其发展

1.3 二次设备智能运维

参考文献

第2章 二次设备智能运维技术综述

2.1 二次设备智能运维技术概念及功能

2.2 二次设备运维方式发展历程

2.3 二次设备智能运维系统

2.4 二次设备智能运维的关键技术

2.5 二次设备智能运维技术的发展趋势

参考文献

第3章 二次设备智能运维诊断技术

3.1 设备状态评价

3.2 运行智能预警

3.3 自检信息智能分析

3.4 动作行为分析与故障原因诊断

参考文献

第4章 二次设备智能运维检修辅助决策技术

4.1 检修辅助决策

4.2 检修智能安全措施

参考文献

第5章 二次设备智能运维可视化技术

5.1 二次设备可视化

5.2 虚端子可视化

5.3 动作逻辑可视化

5.4 动作回路可视化

5.5 运维KPI指标可视化

参考文献

第6章 二次设备建模技术

6.1 二次设备模型现状

6.2 二次设备建模技术的发展

6.3 智能变电站配置设计技术

参考文献

第7章 二次设备智能运维主站设计

7.1 智能运维主站系统概述

7.2 智能运维主站平台架构方案

7.3 一体化综合建模

7.4 二次设备智能运维主站应用功能

7.5 二次设备智能运维主站展望

参考文献

第8章 二次设备智能运维子站设计

8.1 智能运维子站发展过程

8.2 智能运维子站系统架构

8.3 智能运维子站信息

8.4 智能运维子站基本功能

8.5 智能运维子站高级应用

参考文献

第9章 智能变电站设计配置一体化工具软件

9.1 一体化工具设计目标与原则

9.2 一体化工具主要功能

9.3 SCD管控

参考文献

第10章 二次设备智能运维工程实践

10.量智能运维工程概述

10.2 二次设备智能运维主站工程案例一

10.3 二次设备智能运维主站工程案例二

10.4 二次设备智能运维主站工程案例三

10.5 二次设备智能运维子站工程实施案例一

10.6 二次设备智能运维子站工程实施案例二

10.7 子站案例主要功能

第11章 二次设备就地化保护运维

11.1 就地化保护整体方案

11.2 就地化保护特点及运维需求

11.3 就地化保护智能管理单元

11.4 全景测试仿真系统2100433B

《电网二次设备智能运维技术》本书立足于智能电网建设，介绍了从单一的故障信息到二次设备智能运维的发展过程，详细介绍了二次设备智能运维技术的原理和系统构建准则，并采用详尽的应用案例说明二次设备运维技术在智能电网建设过程中的作用。本书主要内容包括：从故障信息到二次设备智能运维的技术发展和建设；二次设备智能运维系统的架构设计与集成；建模规范和通信规约的新进展及应用；智能一体化厂站端的设计与建设；二次设备智能运维技术研究及系统建设，如：可视化技术、大数据平台、设备全生命周期管理等；实际工程中的应用；新技术的应用与展望，包括大数据、云计算、物联网和机器学习；从智能电网到能源互联，二次设备智能运维面对的挑战和机遇。

我国已经建立了系统的特高压与智能电网技术标准体系，编制相关国际标准19项，特高压交流电压已成为国际标准电压。

国际电工委员会主席克劳斯·武赫雷尔表示，中国的特高压输电技术在世界上处于领先水平，这种能够减少长距离输电损耗的技术，在世界其他地区也将有广泛的应用前景。

智能电网新型配电技术的应用

未来的配电技术必须具有如下特点：网络快速自愈、抗扰动能力强、提供优质电力、与用户互动等。这些智能电网配电技术都会促进云计算数据机房的供电系统更加安全可靠。

1、同步开断技术

云计算数据中心机房中，由于电力需求量大，常涉及到高压供电。高压开关大都是机械开关，开断时间长、分散性大。这种慢过程的机械开断容易引起操作过电压，加速设备老化或者直接损害设备。同步开断，又称智能开关，是在电压或电流的指定相位完成电路的断开或闭合。采用电子开关取代机械开关，在理论上应用同步开断技术可完全避免电力系统的操作过电压。这样，由操作过电压决定的电力设备绝缘水平可大幅度降低，由于操作引起设备（包括断路器本身）的损坏也可大大减少。

2、故障电流限制技术

由于云计算数据中心的规模，数据中心的用电电流是很大的，短路电流也呈日益增大的趋势，如果不采取有效的抑制短路电流的措施，一旦发生短路故障，开关及用户设备将是无法承受的。随着电力电子技术、超导技术等的发展，限制短路电流已成为可能，这就依赖于故障电流限制器（FaultCurrentLimiter,FCL）的研制和开发。国外对超导FCL和电力电子FLC研究较多，这可以在云计算数据中心中借鉴和应用。

3、主动配电网技术

未来“主动配电网”可能采取类似英特网的形式，即分布式决策和双向潮流。在遍布全系统的所有节点上都将有控制设备。主动配电网的功能是将电源和用户需求有效连接起来，允许双方共同决定如何最好地实时运行。要达到这一要求，控制水平要远高于配电网的水平。这包括潮流评估、有竞争力的电压控制和保护技术，以及比配电网拥有更多的传感器和自动装置的新型通信控制系统等，实现云计算数据中心供电系统的主动预警，负载均衡和三相平衡等。

4、储能技术

储能技术已被视为电网运行过程中的重要组成部分。系统中引入储能环节后，可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备，降低供电成本，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。

储能技术可用于云计算数据中心的应急供电状况，以及充分利用当地的峰谷电价差。现有的电能存储方式主要可分为机械储能、化学储能、电磁储能和相变储能等。超导储能由于超导体电流大，能量密度高，存取快速，可作为理想的电磁能储藏器，超导材料临界温度低一直是超导储能应用的限制因素，直接冷却超导储能（HTc-SMES）的研究受到了美日等国的高度重视，但绝大部分超导储能装置为低温超导储能系统。

智能电网新型用电技术的应用

在智能电网的框架下，需要新型用电技术提高电力需求弹性，提升电力需求侧管理的智能化水平，帮助电力用户与智能电网进行互动，实现云计算数据中心更加方便、高效、经济、环保的管理用电。

1、先进传感器技术

未来的数据中心传感器将更加智能化，功能将逐步融合。风、火、水、电、气、温度、湿度、烟雾、二氧化碳等都是传感器的采集对象。传感器不仅可以分析和提取数据中心环境的特征数据，而且可以和特定的数据管理分析系统进行信息交互，可以对数据中心的日常数据、整体效能和环境指数提供整体分析和科学评估。

2、先进用电监控技术

用电监控技术分为两个层面：用电监测技术和用电控制技术。新型用电监测技术对用户的电力消费信息进行动态的准实时监测，帮助用户了解自身的详细用电信息，以指导用户优化系统的用电行为。新型用电控制技术在信息获取的基础上，结合用户的用电需要，对整个数据中心用电系统进行自动控制，实现电能更合理的分配。

智能电网环境中的物联网技术应用

目前，物联网在智能电网中的每个环节都有应用，协助实现了对电网的智能控制和优化配置，提高电力规划的管理能力。

第一：发电环节。对常规能源发电的机组的运行情况、设备之间的互动以及各种参数指标实行实时监控，对风力、太阳能发电进行电机组的稳态特性和动态特性进行稳定性分析预测，实现发电环节的自动、稳定和高效。

第二：输送环节。运用物联网在每个节点上的监控能力，对整个输送线路上的导线温度、线路电容、绝缘子污秽以及线路风振进行全程监测，并作出评估和诊断。由于智能电网具有自愈的特性，对发现破坏或者不正常的情况进行自我治愈，对用户实现连续供电。

第三：变电环节。将物联网应用到智能电网后，可以通过物联网中的传感器对重要变电设备进行检测，并将数据传送到管理终端，实现对整个变电站的实时检修，对周围的安全进行防护，更好地提高变电环节的可靠性和智能化水平。

第四：配电环节。由于我国国土广阔，所以配电规模和配电设备数量都十分巨大。物联网可靠传递特性恰好可以针对这一情况实现配电网络中的配电现场作业、配电网络设备以及运行状态信息的有效传递并进行安全防护，避免大规模人力、物力的投入。

第五：用电环节。物联网技术与门禁系统、防盗防火系统以及有情境控制的结合，实现了电网与用户的双向互动。革新电力服务的传统模式为用户提供更加优质、便捷的服务，提高了人民生活质量。2100433B

随着我国低碳经济方式逐步转变，智能电网技术日臻完善，智能变电站已进入全面推广建设阶段。与传统变电站相比，智能变电站存在设备类型、通信标准、数据传输、应用支持等诸多技术差异，变电运维工作面临新的挑战。

本书共分为六章，主要内容包括智能变电站基础知识、智能变电站压板与定值、智能变电站两票解析、智能装置的巡视与异常告警信息解析、智能变电站设备验收、智能变电站程序化操作。

本书可供变电运维人员、设备检修人员和安全生产管理人员使用，亦可作为供电企业入职新员工培训学习参考资料。

为了方便变电站运维人员了解智能变电站相关知识，掌握智能变电站运维等相关技术，安徽省电力有限公司组织相关技术人员编写了本书。本书以智能变电站运维为主线，系统阐述了智能变电站运维技术、实际生产中相关技术问题的解决方法等，共分为7章，第1章介绍智能变电站的基础知识；第二章为智能变电站网络及设备功能特点，第3章为智能变电站报文及传输机制，第4章为智能变电站设备规范，第5章为智能变电站运维技术，第6章为智能变电站故障及异常处理，第7章为智能变电站典型故障举例。