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建設大電網的“設備智能監控中心”

[日期:2013/5/22]   發布者:浙江盛暄電力科技有限公司  

電科院院長鐘清

鐘清 廣東中山人,1965年10月出生,畢業于浙江大學,獲工學學士學位,2003年華南理工大學研究生畢業,獲工商管理學碩士學位。教授級高級工程師,主要從事電網企業經營管理、電力系統電壓安全控制、電網規劃等方面的研究。2009年4月至今,擔任廣東電網公司電力科學研究院院長,主持開展了南方電網公司重點科技項目——廣東電網電力設備遠程監測診斷中心建設與關鍵技術、國家863計劃課題——兆瓦級冷熱電聯供分布式能源微網系統并網關鍵技術研究與工程示范、廣東電網公司智能配電網技術研究與應用、輸電線路防雷技術研究等多項研究,獲多項省部級科技獎。

“大電網設備智能化廣域監測診斷關鍵技術研究與應用”通過研究并利用電網設備的遠程監測與智能診斷技術,致力于建設大電網設備的“智能監控中心”,時刻確保電網設備的安全。目前,中心的監測范圍已全面覆蓋廣東省21個地市供電局,成為廣東電網設備安全的堅實保障。

項目從在線監測技術研究與大規模集成、電力設備多源信息一體化融合、輸電線路故障精確定位與診斷、變電設備智能診斷與風險預警四大方面開展了多項關鍵技術的研究,建成了全國最大規模的大電網設備智能監測診斷中心,并形成以下技術創新:

建立了在線監測模型、數據、文件格式規范,成功研制了在線監測站域綜合處理單元,徹底解決了監測裝置的標準化大規模接入、即插即用與互換問題。通過建立科學的評價指標體系,對各類在線監測技術的應用進行了全面評價,提出了適應當前監測技術發展水平與電網實際需求的監測裝置配置指導原則。建立起了各類監測裝置標準化技術體系,規范了監測裝置的功能及性能指標、現場安裝施工與交接驗收。制訂了在線監測圖譜的通用數據格式,解決了國內外不同裝置廠家波形、譜圖類參量無法統一解析的難題。針對變壓器油中溶解氣體、GIS局部放電、電容型設備及避雷器絕緣監測等重要監測項目,開展了監測裝置入網與運行中檢驗測試,確保各類監測裝置的安全性、有效性、穩定性、一致性;贗EC 61850標準,項目研究和應用了在線監測裝置標準化擴充建模和MMS通信技術,研制了基于IEC 61850擴展建模的在線監測站域綜合處理單元,從根本上解決了由于監測裝置通信協議應用混亂導致的互聯互換問題,實現了不同原理、不同廠家、不同時期監測裝置的大規模標準化接入和即插即用。

首創設備全景狀態信息模型和一體化關聯描述體系,實現在線監測、生產管理、運行調度等多源異構信息的全面融合,建成大電網設備智能化廣域監測診斷系統。開展了電網設備全維度狀態信息融合技術研究,基于IEC TC57 CIM和IEC 61850 SCD模型整合構建了電力設備信息描述的統一公共信息模型UCIM。提出了CIM和SCD數據到UCIM的映射處理規則定義,實現和應用了基于UCIM構建全電網模型的方法,完成了基于IEC61850 /61968 /61970的一體化建模。采用模型拼接和自動導入方式,以南方電網統一設備命名及編碼為基礎及索引,通過不同模型之間的編碼映射實現設備的自動對應和數據關聯。

基于輸電線路分布式監測和故障行波電流暫態辨識,提出行波分區在線測量技術,實現線路故障點快速精確定位和跳閘類型準確診斷。對于輸電線路故障定位,目前國內外普遍采用工頻故障測距和行波測距,由于受線路參數、工況等因素影響,定位誤差一般在2km以上。本項目首創分布式監測和行波波速在線測量技術,研制了定位監測終端,實現故障精確定位,誤差范圍小于250m。項目提出故障行波電流暫態特征差異診斷法,準確辨識雷擊與非雷擊、繞擊與反擊、高阻與金屬性接地等故障。

提出基于馬爾科夫過程的設備狀態診斷和風險時序分析模型,綜合應用設備全景信息,實現全網設備缺陷智能診斷、狀態準確評價和風險實時預警。本項目提出關聯趨勢估計等動態預警方法,創建了綜合工況、環境和狀態的因果關聯診斷方法,提出基于馬爾科夫過程的設備風險時序分析模型,建立基于風險控制的運維策略。相較目前普遍采用的打分評價方法,診斷評價的精確性、有效性和指導性均有較大提升。

本項目成果已應用于全廣東電網21個地市,研制應用設備智能監測系列終端近1000套,成功監測1542臺主變壓器、2672個GIS間隔、1450個輸電線路單元。項目實現產值約6億元,為電網節支近9.6億元。

項目成功應用于2010年廣州亞運會、2011年深圳大運會保供電活動,預警多起設備潛伏缺陷。作為智能電網建設的重要組成部分,項目實現了高效、準確、全面、智能化駕馭和控制電網設備,為保障電網和設備安全,提高用戶供電可靠率,做出重要貢獻,并可在重大保供電活動以及自然災害應急保障工作中發揮重要作用,社會效益顯著。

依托本項目研究,已獲授權發明專利5項,授權實用新型專利32 項,實審發明專利39項;已獲授權軟件著作權3項;發表論文19篇(其中SCI/EI 7篇);制定行業和企業技術標準共計73冊。該項目取得了多項具有自主知識產權的原創性研究成果,總體達到了國際先進水平,應用效果良好,監測裝置大規模集成、設備狀態信息融合、輸電線路故障精確定位和辨識等技術達到國際領先水平。

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