大电网设备智能化广域监测诊断系统研究与应用(XXXX1011

大电网设备智能化广域监测诊断系统研究与应用广东电网公司电力科学研究院王红斌二0一二年十月目录背景及意义1现状与问题2研究内容3系统实现4应用案例5前景展望6六个部分电网稳定问题突出气象条件复杂，灾害频发复杂电网安全运行设备规模与人员配置矛盾强调资产运营效益大电网资产管理设备智能化跨专业技术融合电网智能化电网基石监测设备参量掌控设备状态辨识设备风险提高电网运行可靠性掌握全生命周期状况支撑设备差异化运维延长设备寿命增进资产精益化管理水平设备监测与诊断一体化设备平台推进智能电网发展输变电设备一、背景及意义一、背景及意义设备在线监测与故障诊断技术是及时发现设备缺陷、防范电网事故的重要手段，在线监测装置在电网内已获得一定规模的应用，但也存在监测集成不规范、信息分散难融合、智能应用水平低等问题，未能充分发挥其有效作用。数据分析应用中心状态监测中心评价诊断中心远程监测诊断中心设备新型管理机制研究平台设备智能精准管控系统研究设备监测与诊断各项关键技术，建设“大电网设备智能化广域监测诊断系统”，通过“三中心、一平台”的功能实现，完成对全网设备状态的智能精准管控。目录背景及意义1现状与问题2研究内容3系统实现4应用案例5前景展望6六个部分1、监测的条件与意义（1）监测的必要性是否有必要监测？开展设备故障概率一定不开展非常低不开展非常高二、现状与问题1、监测的条件与意义（2）监测的可行性是否有可能监测？设备故障模式初始阶段发展阶段危险阶段二、现状与问题1、监测的条件与意义（2）监测的可行性是否有可能监测？监测技术水平成绩21世纪教训80年代变压器绝缘油中溶解气体在线监测二、现状与问题2、在线监测数据特点分析与停电试验值存在偏差测量原理环境条件……数据分散性大监测装置运行条件环境条件电磁兼容……注重趋势分析注重纵、横向比较综合多维度信息制定判定标准二、现状与问题2、在线监测数据特点分析监测数据可比性差缺乏统一标定……监测结果易受干扰影响电磁环境恶劣……开展监测装置的检验标定模拟变电站环境考核监测系统二、现状与问题二、现状与问题•现状•问题1、在线监测技术取得了一定规模的成功应用2、国外：基于单一监测技术、独立的监测诊断系统3、国内：基于分散系统的组合与集成1、监测技术标准滞后，关键技术环节缺乏规范2、监测装置质量水平参差不齐，部分装置可靠性低3、系统建设缺乏统一规划，无法规模化应用4、状态信息分散，交互困难，形成信息孤岛5、评价与诊断技术指向性差，难以实用化目录背景及意义1现状与问题2研究内容3系统实现4应用案例5前景展望6六个部分1、在线监测配置原则、发展规划2、在线监测功能、性能、安装、验收规范3、监测装置入网及运行中检验测试数据综合标准化信息平台一体化评价诊断智能化监测集成规范化关键技术研究主线监测集成规范化三、研究内容4、基于IEC61850的监测装置扩充建模5、规范监测波形、谱图类文件数据格式6、在线监测综合处理单元的研制与应用关键技术研究主线数据综合标准化信息平台一体化评价诊断智能化监测集成规范化数据综合标准化三、研究内容7、基于分布式架构的系统软、硬件平台8、基于模型拼接融合的统一建模（UCIM）9、基于源端维护的数据接口和信息交互10、基于SOA的统一CIS服务关键技术研究主线数据综合标准化信息平台一体化评价诊断智能化监测集成规范化信息平台一体化三、研究内容11、设备状态参量数据优化12、基于统一阈值和趋势分析的动态预警关键技术研究主线数据综合标准化信息平台一体化评价诊断智能化监测集成规范化运维监控可视化13、基于信息融合的智能诊断与评价14、基于风险控制的检修决策15、数据多维度综合分析应用三、研究内容规范化功能性能安装验收检验测试配置规划1、在线监测技术规范化应用编制《南方电网输变电设备在线监测装置配置指导原则》。编制《广东电网在线监测“十二五”发展规划》。规范17类监测装置功能及性能指标，制定体系化的技术标准及现场安装验收规范。开展重要监测项目的装置入网及运行中检测研究及实践。GIS局部放电监测装置电容型设备及避雷器监测装置变压器油中溶解气体监测装置IEC61850模型与一致性测试电磁兼容测试监测有效性测试三、研究内容2、监测信息的标准化集成明确在线监测设备ICD\SCD建模规则扩充监测设备模型，规范数据名和数据类增加逻辑节点的URI属性和DEVID属性扩充在线监测类别编码、厂家编码基于IEC61850的在线监测数据扩充建模谱图类型•局放监测•断路器监测•油气监测信息分类•数据分类和定义•信息量化信息组织•数据配置•编码格式文件传输•文件命名•通信协议•传输时间制定《在线监测装置谱图数据通用格式规范》研制与应用在线监测综合处理单元，实现监测装置标准化接入三、研究内容构建分布式架构的高性能系统软硬件平台基于模型拼接融合，通过建立设备全景状态信息模型（UCIM），实现IEC61850/61968/61970的一体化建模和在线监测、生产管理、运行调度等多源异构信息的全面融合实现与在线监测、调度自动化、生产管理系统的数据接口和信息交互实现基于SOA软件架构及标准CIS服务的远程监测平台三、研究内容3、全景免维护信息平台研究三、研究内容4、智能诊断评价与风险策略研究技术研究•开展了设备状态数据质量优化、动态预警、智能诊断与评价分析研究，完善了检修策略。研发成果•建立了设备监测预警、智能诊断、状态评价、风险评估、决策支持和综合分析的智能监测诊断系统，构建了完备的状态检修应用体系。实现效果•实现了设备状态监测诊断从被动响应到主动预测、从简单定值到综合分析、从单项监控到全局可视的高效管理，提高了对设备状态综合分析诊断的准确性、可靠性和有效性。精准预警：统一阈值、趋势分析、关联分析，实现二次预警。1准确评价：基于状态诊断的评价与评估，评价指向性更强。2科学决策：基于故障树、决策树应用的运维检修管理策略更具个性特点，易于操作应用3综合应用：全景信息融合的数据分析应用支持运行状态量的深入分析与应用。4目录背景及意义1现状与问题2研究内容3系统实现4应用案例5前景展望6六个部分1、变电设备监测技术设备类型监测项目变压器油中溶解气体监测（电容型）套管tanδ及电容量监测铁芯接地电流监测UHF局部放电监测中性点直流电流监测GISUHF局部放电监测SF6气体湿度与压力断路器分合闸线圈电流波形、储能电机打压时刻与储能时间断路器电流实时值波形、动作时间、累计动作次数断路器辅助接点的动作状态电容型设备（电容型电流互感器、电容型套管、电容式电压互感器、耦合电容器）tanδ及电容量监测开关柜温度监测局部放电监测视频监测视频及环境图像四、系统实现2、输电设备监测技术设备类型监测项目电缆光纤温度监测局部放电监测金属护套环流监测架空输电线路绝缘子污秽（泄漏电流）导线温度、导线电流、光照强度、微风振动（振动值、振动频率、疲劳损伤值）、风偏（风偏角、仰角、最小间隙）线路杆塔振动（振幅值、频率）覆冰监测环境温湿度、风速风向、雨量、气压、日照、导线温度、导线倾角、覆冰厚度、覆冰张力、视频图像视频监测视频图像气象环境环境温湿度、降水、山火、雷电等四、系统实现在线监测装置获取的数据能有效应用于电气设备的状态评价，并指导状态检修。3、在线监测技术评价原则（1）有效性在线监测装置的投入不影响电网和输变电设备的正常运行，不降低电网和设备的总体安全性。（2）安全性在线监测装置必须具备较高的电磁兼容性能，能适用被监测设备现场环境，保证长期稳定运行，安装在设备内部的传感器等元件使用寿命应与被监测设备一致。（3）可靠性四、系统实现根据被监测设备的重要程度以及对监测数据获取及时性的不同要求，合理选取监测项目。3、在线监测技术评价原则（4）必要性在线监测装置配置应按资产全生命周期考虑投入经济性。（5）经济性四、系统实现4、主要在线监测技术比较设备类型监测项目有效性安全性可靠性必要性经济性变压器油中溶解气体监测高高中高中（电容型）套管tanδ及电容量监测高中中高中铁芯接地电流监测高高中低中UHF局部放电监测高高中中中中性点直流电流监测高高中高中GISUHF局部放电监测高高中高中SF6气体湿度与压力低中中低中断路器分合闸线圈电流波形、储能电机打压时刻与储能时间中高中中中断路器电流实时波形、动作时间、累计动作次数中高中中中断路器辅助接点的动作状态中中中中中电容型设备tanδ及电容量监测高中中中中四、系统实现4、主要在线监测技术比较设备类型监测项目有效性安全性可靠性必要性经济性电缆光纤温度监测中高中中低局部放电监测高高中中中金属护套环流监测高高中低低架空输电线路输电线路综合监测（覆冰、舞动、防盗、图像、温度、泄漏电流等项目）中高中中低开关柜温度监测高高中低低局部放电监测中高中低低四、系统实现36台PC服务器组建的虚拟化服务器集群大电网设备智能化广域监测诊断系统实景图超过40TB可用容量的虚拟化存储网络系统1.8*7.2米无缝融合大屏幕显示系统完善的UPS电池及精密空调等环境监控设备四、系统实现告警信息四、系统实现目录背景及意义1现状与问题2研究内容3系统实现4应用案例5前景展望6六个部分变压器缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策五、应用案例油中溶解气体在线监测结果油中溶解气体离线试验结果变压器缺陷监测与诊断变压器（UCIM）负荷信息中性点直流雷电信息环境污秽缺陷信息油气监测试验信息五、应用案例变压器缺陷监测与诊断变压器缺陷信息变压器负荷情况雷电信息环境污秽油气监测试验信息中性点直流负荷信息缺陷信息变压器（UCIM）近期运维未发现缺陷五、应用案例变压器缺陷监测与诊断罗洞站区域雷电信息罗洞站区域污秽信息油气监测试验信息中性点直流负荷信息缺陷信息环境污秽雷电信息变压器（UCIM）未发现落雷五、应用案例变压器缺陷监测与诊断中性点直流电流监测结果中性点直流电流监测结果油气监测试验信息中性点直流变压器（UCIM）雷电信息负荷信息环境污秽缺陷信息五、应用案例变压器缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策诊断结果：综合中性点直流监测，磁回路可能发生局部放电五、应用案例变压器缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策状态评价结果：异常状态五、应用案例变压器缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策风险评估结果：II级风险五、应用案例变压器缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策检修决策：尽快停运，解体检修五、应用案例GIS设备缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策五、应用案例GIS局部放电在线监测谱图GIS设备缺陷监测与诊断GIS局部放电在线监测结果雷电信息缺陷信息负荷信息试验信息在线监测GIS设备（UCIM）局放产生五、应用案例深圳局高新站缺陷信息GIS设备缺陷监测与诊断深圳局高新站区域雷电信息雷电信息负荷信息试验信息缺陷信息运维未发现缺陷在线监测GIS设备（UCIM）未发现落雷五、应用案例负荷信息GIS设备缺陷监测与诊断雷电信息试验信息缺陷信息负荷信息在线监测GIS设备（UCIM）五、应用案例GIS设备缺陷监测与诊断GIS局部放电带电测试结果雷电信息缺陷信息负荷信息电缆局部放电带电测试结果试验信息在线监测GIS设备（UCIM）五、应用案例GIS设备缺陷监测与诊断GIS局部放电带电测试结果雷电信息缺陷信息负荷信息电缆局部放电带电测试结果试验信息在线监测GIS设备（UCIM）五、应用案例诊断疑似局部放电发生部位电缆局部放电带电测试结果GIS设备缺陷监测与诊断雷电信息缺陷信息负荷信息试验信息在线监测GIS设备（UCIM）五、应用案例GIS设备缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策诊断结果：可能存在绝缘内部缺陷五、应用案例GIS设备缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策状态评价结果：异常状态五、应用案例GIS设备缺陷监测与诊断监测预警状态诊断状态评价风险评估检修决策风险评估结果：II级风险五、应用案例GIS设备缺陷监测与诊断监测预警