设备健康

首先介绍了当前配网在数字化电网建设背景下面临的挑战，然后引入全生命周期管理的概念，提出针对数字化电网中配网设备的解决方案，介绍了基于物联网技术的配网设备监控的整体技术架构及关键技术，形成设备健康评估管理体系及设备资源全景展示的执行方案，接下来介绍了试点应用的情况及效果；最后提出了对未来发展趋势的展望。

近年来，由于蓄电池开路导致变电站全站失压事件频发，暴露了蓄电池在产品质量、运行维护中存在诸多的问题，为快速遏制蓄电池质量问题突出势头，《南方电网公司提升站用交直流电源设备健康水平专项行动方案》要求，从2019年1月起，5年内对新到货的蓄电池开展到货解体验收。 2019年贵州电网公司开展了蓄电池到货专项检查，检查项目主要有外观质量、容量、蓄电池结构、汇流排截面积、正极板厚度、电解液密度，检验不合格率33%，并对不合格供应厂商进行了约谈和现场检验验收，取得了良好的效果，把住了蓄电池运行维护的第一道关卡。

传统配网中台架式配变台区的标准配置是由变压器、配电箱、计量箱等诸多设备组成，配电箱中安装变压器监测终端以实现对变压器的在线监测及无功补偿的控制，计量箱中安装用电信息采集终端以实现对计量电表远程数据的采集。这种多种信息的多路采集、分散控制的缺点是显而易见的，突出表现在台架设备众多、占地面积大、现场施工复杂、智能监测设备重复投资、运行维护成本高等问题。 同时，配变台区无功补偿作为配网节能降损的主要技术措施，随着近年来国网公司配网节能改造项目的大力实施，配网台架就地安装了大量无功补偿装置。这些设备位置分散，造成配网无功补偿维护和管理困难，设备健康状态无法及时准确掌握，设备的无功投入及带来的节电效果不能进行量化评估。相对配网节能降损和生产运营不断增大的压力，配网无功监控管理相对带后，管理手段仍然粗放。 因此追切需要研发集多种数据采集应用功能于一体的新型智能配变终端，依托其搭建无功节能及运维支撑平台，变被动响应为主动运维，提升配网设备运维管理水平，提高无功补偿设备利用效率，有效降低配电网的损耗，解决配电网无功管理基础薄羽问题，推动节能降耗工作在配电网领域的深入开展。

介绍了广州局在线监测现阶段发展的情况，设备健康管理支撑以及成果应用成效。

本项目根据现有风电场的设备特点和巡检习惯，研发了集成多种功能的巡检仪器，并开发了一套集巡检数据的采率、传输、储存、分析和自动预誉等多种功能的软件，最终形成了一套精细化巡检系统，规范了风电场的巡检内容和方法，将原有主观性和经验性的内容变为视频化、数据化，大大提高了风电场的整伟运维管强水平，降低了风场运营成本，也为风电场智能化管理建立了良好的基础。本项目应用领城主要是新能源风电场，其目标是实现区域新能源公司属下各风电场设备巡检电子化、信息化、规范化和智能化，最大限麦减小检、错枪，瑞保巡检人员从工作计划、执行、完工确认形成一个闭环，保证设能的安全和电力系统稳定，达到电厂设备长期高效稳定运行的效果。本系统是借助于人的感官、检测工具以天设备在线诊断技术，按照预先制完的技术标准，定点、定标准、完人、定离期、定方法、完、完作业流程、完点枪要求，而对设备进行检查的一种设备管理方法。它通过对设备的全面检查和分析来达到对设备进行量化评价的目的。设备巡检综台利用运行岗位的目常巡回检查、点检员及其它专业人员的定期点检、精密点检、技术诊断和劣化倾向管理、综合性能测试等五个方面的力量和手段，形成保证设备健康运转的五层防护体系，伟现对设备全员管理的原则，将具有玩代化管理知识和技能的人、现代化的仪器装备和硕代化的管理方式三者有机地结合在一起。 本系统可针对不同种风机机型，不同风场设备的特点进行巡检策略的优化，不断提高设备的可靠性及发电水平，对风力发电机组的技术改造和风力发电机组的提效均具有较强的应用价值。同时，可实现对各生产现场不同风机机型检修人员的全面培训，增加了培训效果及生产人员技能水平的提高，在风电技能培训领域将具有广泛的应用前景，也会给发电公司带来极大的经济效益。基本解决了风电场巡检过程中的管理问题，也部分解决了巡检过程中的故障定位和分析问题。目前本项目已获得发明专利2项，实用新型专利5项，另有2项发明专利和3项实用新型专利正在申请中。

温度是影响材料力学性能的重要因素之一，准确测量器件温度是认识材料在应力作用下其力学性能演变以及评估设备健康状态和寿命的重要方式。面向功率器件开关过程中焊接界面快速温变测量的需求，传统方法存在时间分辨能力不足、难以测量瞬态温度的问题。文中基于激光诱导元素特征谱线强度与温度的密切相关性，提出了一种微秒量级时间分辨能力的表面温度测量方法，并建立了样品表面温度与光谱特性之间的定量关系。研究结果表明，物质表面温度提升导致激光诱导等离子体光谱强度和信噪比增强，且增强效果受到光谱采集延时和门宽影响。采用反向传播-人工神经网络(back propagation-artificial neural network,BP-ANN)和偏最小二乘(partial least squares,PLS)法对表面温度与光谱特性关系定量拟合并校准，拟合模型线性相关性拟合度指标均大于0.99。BP-ANN拟合模型的拟合偏差更小，其均方根误差(root mean squared error，RMSE)为2.582，正确率为98.3%。该方法为物体瞬态温度测量提供了一种有效手段，对功率器件焊接界面健康状态的评估给予了有力支撑。

12月16日获悉，国网山东省电力公司日前上线运行配网主设备健康状态评估模块。该模块基于电网资源业务中台研发，汇聚配网设备运行、状态等信息，具有主动告警、设备评价和健康档案等功能，在PMS3.0系统中与变电、输电设备健康评估模块共同组成电网设备健康状态评估系统。

重点分享如何以数据为基础、以场景为导向、以算法为支撑进行智能化运维实践案例和成果。他介绍到在智能运维发展回归到数据驱动和业务驱动环境下，国网创新提出以“医院诊疗的方式”来管理IT信息化系统、设备健康评介及诊断处置的运维场景。

火电设备的检修维护是保障电站安全生产的关键环节，确保设备的检修质量是提高设备健康水平、保证安全、满发、经济运行的重要措施。因此，规范化的设备管理、标准化的设备维护和高效的人员培训机制是火电机组安全经济运行的主要因素。 目前在设备检修方面，几大集团的发电企业大部分没有自己的检修队伍，设备检修是通过外包给检修公司的方式运营，如何量化的监督检修公司的检修质量，成为确保设备检修质量的关键。在检修人员培训方面，基于仿真机的运行人员的培训方式已在电力行业推广普及，但目前国内外电站设备检修仿真培训方面仍处于空白。 针对发电企业存在的缺乏检修人员仿真培训、没有检修工艺标准等问题及需求，利用快速发展的虚拟现实及三维仿真技术，开发与之配套的火电设备标准化检修操作平台，为发电企业监管检修公司设备检修质量提供量化依据，为提升发电企业人员培训质量提供有效手段，也为实现数字化电站莫定基础。最终达到三维信息模型与生产、运营业务相融合，优化机组运行管理和设备检修管理，对提升检修技术人员的培训效果、规范设备检修过程管理、保障发电企业安全生产、提高企业决策效率具有重要现实意义。

针对“双碳”目标将推动电力系统清洁能源接入与智能化配电网设备发展的情况，提出在多场景下考虑配电网自动化设备故障的主动配电网可靠性评估方法。首先，采用拉丁超立方抽样法与时间序列分割聚类算法生成场景。再基于设备健康指数理论建立多场景下的自动化设备故障模型，以及综合考虑多场景下的源-荷模型，计算孤岛的实时形成概率与该时段下自动化设备运行情况，进而对配电网可靠性进行评估，计算系统可靠性指标。最后，通过IEEE-RBTS BUS6 F4算例证明该方法与模型的有效性。