基于数据驱动的输电线路在线监测及可靠性评估.docx

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基于数据驱动的输电线路在线监测及可靠性评估

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摘要：针对高压输电线路运输距离长、覆盖面积广、易受自然环境和元件影响等特点。人工巡检耗费大量人力物力，无法实时监控，摄像监控存在数据量大、利用率低的问题，导致线路运行维护难度大。本文对数据驱动的输电线路在线监测和可靠性评估进行了分析，以供参考。

关键词：数据驱动；输电线路；在线监测

引言

随着我国城市化的发展，建立了220kV电压等级的输电网和110kV的高压配电网，但是随着城市负荷水平上升，电网设备建设有所滞后，使城市输电网运行在临界稳定状态，增加了系统故障的风险，因此有必要采取有效的城市输电网运行品质调节控制策略，降低线路损耗、优化输电线路负载率和断面负载率，提升母线电压稳定水平。由于高压配电网存在较多备用线路，结构灵活，存在极多的拓扑组合情况，并且配电网控制方便，易于重构，因此可以通过对高压配电网拓扑结构进行重构，改变潮流分布情况，从而改变220kV城市输电网负载情况，改善输电网运行品质。

1概述

电网架设特殊，电力线路多根据地下油藏走向架设，具有输送离长、覆盖范围广，暴露在旷野、沿海地区，远离交通干线等特点，受到天气、环境和人为因素的影响，导致电网事故频发，而电网事故往往造成油井停运，影响产量。所以输电线路一旦发生故障，就需要及时判断故障类型及位置，从而进行故障排除或线路维护。常规的巡检手段检查周期长，并且输电线路通常地处偏远，给线路的维护带来很大的困难，所以故障一旦发生无法第一时间发现隐患，同时受到各类技术及条件的限制，输电线路上的实时信息也无法实时传输至控制中心。同时，随着信息化的建设，输电线路的状态检测也由原来的人工巡检逐步转入到在线状态监测，大量的检测设备同时投入使用，对产生的海量数据在短时间内进行收集和处理、实现状态监测，并利用这些数据保障输电线路安全可靠运输，对提高电力系统稳定和安全方面有着重要的意义，因此研究基于无线传感器网络的输电线路综合在线监测系统是十分必要的。

2输电线路在线监测装置异常故障分析

FTA分析法主要是根据可靠性工程对已经产生的较为复杂的系统故障进行判断与分析的技术手段，经过不同层级的逐一分解，找到故障出现的直接诱因与间接诱因。为保证在线装置检测系统能够及时识别出线路中的故障，将以系统异常原因为切入点，通过FTA分析法创建在线监测装置故障树图，明晰故障监测的原理与过程。外部环境的干扰因素包含高电压大电流、超高或超低温、雷电等，受到这些外部环境的影响，在线监测装置可能会出现数据跳变、抖动的问题。外部环境可以进一步细分为恶劣工况与环境干扰。

3数据驱动的输电网运行品质调节控制

3.1适应度

适应度通过目标方程计算得到，代表了NSGAII中每个个体的优劣程度，本文中NSGA-II的目标是降低线路损耗、优化母线电压品质、优化线路平均负载率和断面负载率，因此种群个体适应度由公式(1)—式(4)计算。

3.2拥挤度

拥挤度是指指定个体周围其他个体的密度，拥挤度的引入可以使解集在空间中分布更加均匀，增加种群多样性。在同一非支配层中，通过计算每个个体的拥挤度，衡量个体优劣程度，拥挤度越高，个体越优。将训练好的深度神经网络作为数据驱动代理模型，嵌入NSGA-II中，基于种群个体所对应的高压配电网拓扑和初始负载情况，快速计算城市输电网线路损耗、母线电压、线路负载率和断面潮流，通过快速非支配排序算法和拥挤度算法确定种群非支配层和个体拥挤度，并经过交叉、变异、倒位等操作产生子代个体，最后通过精英策略产生新的种群。

4提升输电运维管理的举措

4.1运用“大云物移”技术，构建泛在物联网智能运检平台

采用大云层输送等技术，将输电线路输送技术融入了物体互联网的深度，建立了物体互联网输电线路智能检测平台。该平台利用现代对象互联网技术实现灵活的实时数据访问和传输线路互联，提供数据收集、智能监测、统计分析、智能警报、交换共享和应用程序管理，并为其他平台提供数据共享融合接口该平台还集成了各种类型的电网资源和设备，为管理输电线路的运行规模提供了数据支持。该平台可调用其他实时电网数据进行比较分析，快速响应预先诊断故障原因，智能报警可提高故障维修效率。使用这个平台可以大大提高输电线路的智能管理水平。

4.2整合输电线路的外部感知技术

输电线路电子锁技术、输电线路塔安装的电子锁中央单元和脉冲电子锁，当外来入侵导致断线或短路时，中央单元在未收到脉冲信号时发出报警，并将其发送给监控中心。电子密封系统配备了一个报警接口，可与其他安全系统连接，以提高系统的安全和保护水平。塔倾斜在线监测技术通过塔内安装的倾斜传感器向监测中心传输水平倾斜、垂直倾斜和复合倾斜等采集的数据。监控中心对状态参数进行数据存储、显示和统计