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110kV变电站一次设备运维状态智能感知与态势感知技术

摘要：本文介绍了110kV新生智能变电站的基于物联网与三维可视化技术的变

电站智能辅助系统,系统对变电站进行全方位的监测,集成了图像监视,站内安防,智

能检测,环境监测,自动巡检,资产管理与生产辅助等功能,实现了变电站智能运行管

理。建造具有自我意识和环境意识、自动猜测预警、辅佐诊断决议计划和集约化

管控功能的归纳运转检测平台，是消除变电站潜在威胁的关键，是当时电网技术

开展的迫切需要，也是提高企业效益、为公民供给优质电力的根本保证。

关键词：运维状态;智能感知;态势感知

一、研究现状

国内对变电站监控设备的研究起步较晚，研究进展缓慢。然而，在当前智能电网的背景

下，许多RD电力企业竞相引进在线监测的RD和推广领域。目前，国内从事在线监测设

备的RD和生产企业多达200家，在许多关键技术上取得了突破。大多数产品已经应用于变

电站建设。在线监测设备主要有两种，其中一种设备是将各种传感器采集的用于测量信息的

信息传输到设备上，进行模数转换。然后在本地进行处理，给出诊断信息，一般由维修人员

在操作人员发现问题后进行诊断。另一种设备是在现场配置传感器和模数转换器，通过综合

监测单元IED进行采集和传输，搭建大型平台对监测到的超限数据进行报警。国内变电站基

本可以实现了在线数据采集，但人工智能技术尚未引入变电站维护，无法对采集的数据进行

智能分析判断，仍处于自动数据采集与人工分析相结合的运维状态。欧美地区电力需求相对

稳定，电网建设速度较慢。对旧变电站的改造和升级需求很大。在经济高效的商业理念驱动

下，使用智能变电站技术更加活跃。目前智能化程度比较分散，各种设备的智能化程度不一

样，还没有形成统一的智能化平台。此外，人工智能在电力领域的应用需求仍有待细化，不

同设备状态的差异分析仍是研究的重点。

二、智能监控与评估集成平台架构

变电站智能监控评估一体化平台是以变电站视频监控、智能传感器监控、巡检机器人为

数据采集层，基于IEC61850通信协议的站内有线/无线网络为传输层，基于人工神经网络、

感知哈希算法的人工智能算法为分析决策平台的一体式平台。平台采用智能传感器监测主变

压器油在线、主变压器局部放电、GIS状态、SF6压力、避雷器状态等一系列状态列数据，

采用视频监控系统采集变电站人员活动、异物侵入、围栏损坏、基础坍塌等数据。智能机器

人用于采集红外测温设备、物理损伤、油位异常、呼吸器变色等数据。数据由综合监控单元

IED就地数字化，然后通过站用有线/无线网络传输到智能分析决策平台。

图1变电站一次设备智能状态评估平台架构

三、智能设备状态评估平台的主要技术

智能设备状态评估平台的主要功能包括设备状态数据采集、信息传输、智能分析、风险

预警、状态评估预测等。平台的数据采集功能主要依靠各种信息传感器、摄像头监控系统和

智能巡逻机器人。收集的信息首先被数字化，然后通过特定的网络传送到智能设备分析平台。

数据内容主要包括传感器采集的设备文本数据、站内视频信息数据和机器人采集的设备外部

状态数据。评估平台基于设备的基础文本数据建立数据库，将采集的数据与站内设备状态关

联，判断采集的数据是否符合设备安全运行状态规范，确定设备是否需要检修。而视频和图

像数据(如场外状态、设备的外部状态)可以通过特定的神经网络系统进行识别和处理。例如

设备的位置是由设备编号决定的，利用特殊的算法比较这次的视频信息和前一个周期采集的

信息的差异来确定问题的位置，从而确定设备的外部问题。如果设备状况良好，可以收集周

期性的运行状态数据并输入信息数据库，通过神经网络和相关有哪些信誉好的足球投注网站方法确定设备未来的运行

趋势，预测潜在的风险问题并提出相关解决方案。传感器数据采集系统可以利用CAN总线和

内部网传输数据。当系统内部数据交换量增加时，需要使用智能设备状态评估平台和中间层

网络传输数据，以提高传输效率。由于间隔层和中间层之间的数据传输总量较低，因此可以

选择CAN总线传输模式作为数据传输模式。数据监控单元由传感器和本地数字设备组成。监

控单元之间的交叉通信也可以通过站内网络和CAN总线实现。根据监控单元之间数据传输的

差异，自动选择数据传输模式。站内网络可以高效传输大量数据，而总线适用于小规模数据

的低速传输。通过两种不同数据传输模式的协作，可以有效减少通信数据传输拥塞，提高资

源利用率。利用中间层IED的数据标准化处理能力，可以有效解决不同类型工厂和设备之间

数据共享的共性问题，保证监控系统之间的数据共享，避免设