物联网技术的智能变电站运维管理系统应用+BIM技术在智能变电站运维工作中的应用.docx

物联网技术的智能变电站运维管理系统应用摘要：目前我国信息技术和科技水平的快速发展，我国电力行业发展也十分 快速。智能电网的规模也在逐渐扩大，变电站作为智能电网运行的关键环节，在 供电需求增加的情况下，如何让变电站更加智能化非常重要。目前关于变电站运 维工作的研究大多集中在工作规章制度的制定上，而系统设计方面的研究内容较 少，智能变电站的运维管理工作也越发困难。因此，研究出适用可靠的智能变电 站运维管理系统是十分必要的。该研究采用物联网技术实现对变电站运行维护和 管理的智能化，构建出智能变电站运维管理系统。关键词：物联网;智能变电站;运维管理1我国变电站电力系统发展现状我国电力系统自动化智能控制技术的发展起步比较晚，在实际应用中，由于 变电站的规模和数量都比较大，而且随着计算机网络技术、通信与计算机处理能 力以及人工智能等相关理论知识不断地深入到人们生活当中。因此需要对这些方 面进行研究，首先是要建立一个完善且科学合理的体系结构来完成信息传输工作; 其次就是利用先进设备来实现电力系统运行控制功能和操作管理功能，并且可以 根据实际需求在变电站中配置相应数量的智能控制系统或者数据采集设备。目前 我国的变电站电力系统自动化智能控制技术研究还处于初级阶段，在实际应用过 程中，仍然存在一些问题。主要体现在：首先对电网运行情况缺乏有效了解，部分技术人员没有从根本 上认识到电网运行状况对于整个社会发展具有重要作用;其次是对网络拓扑结构 不熟悉、数据信息滞后等原因造成了故障处理效率低和网络资源浪费的现象发生; 最后是技术水平不高导致设备维护不当，影响变电站电力系统自动化智能控制工 作质量及可靠性。2总体方案设计2.1 电网系统变电运行技术中接地技术第一、综合分析国家接地相关标准，以规范化的操作完成接地内容。第二、 各种不同设备连接时技术人员可以根据实际情况对电压连线进行连接，从而保证 总接地线有效连接到一起，提高接地的效果。第三、接地线安装的过程中尽量选 择在建筑物外部暹行，保证接地质量达到国家相关标准。接地线安装的过程中技 术人员必须严格遵守接地线安装的原则，分析当前电网系统安装的实际情况，保 证点变压器的稳定运行不受影响。电力系统运行时中性点位置电流量和接电线内 部的电阻相对较大，这种情况下管理人员必须从电网运行的安全性角度选择合适 的接地方式，减少安全事故发生的可能性。全面检查电网系统中各个部分的电阻 值，科学合理的地做好接地工作，提高电力系统的稳定运性。2.2 变电站监测平台的设计变电站的智能安全管理与控制应嵌入到全局工作流程中，通过安全协助来调 整或改变传统的管理控制模式，或者通过智能方案来替代传统的安全管理。为了 将变电站运维管理智能化，需要对变电站进行动态监测，而本研究基于此设计出 变电站监测平台。联机分析处理是大数据分析技术的主要方法，通过这一方法能 够实现多维信息数据的共享和联机。将大数据分析技术融合到变电站状态数据监 测平台中，能够为变电站状态数据存储和分析带来便利。2.3 设备运行状态预测设备状态预测是由传统的设备状态预测和状态评估发展而成的，设备状态预 测能够将设备的历史状态和实时状态想结合，综合考虑电力系统相关的外部环境 信息，根据设备运行关键参数和运行指标来预测今后设备的运行状态。因为比较 复杂的电力设备运行工况，以及繁杂的指标参数，所以目前的电力设备预测一般 是以相关的重要指标为预测对象。依托人工智能在多重相关问题以及高度非线性 处理上的绝对优势，构建时间序列或者关联预测模型，最普遍使用的手段包括支 持的向量机、长、短期记忆网络、递归神经网络、深层信念网络等，按照预测目 标的不同，可以设立绕组状态、油温、绝缘油色谱图、负荷水平等作为研究对象。2.4 线性最优控制线性最优控制技术是利用计算机网络对系统进行自动的调节，从而实现电力 系统运行状态和性能优化。主要特点首先是具有很强的非线性，在实际工作中存 在着复杂多变、变化多端的参数情况，因此需要建立一个新模型来解决这些问题; 其次可以通过人工操作改变电网电压值以达到调整目的等特性;最后是能够动态 控制电网电流变化量以及负荷调节速度等特征，实现电力系统动态性优化运行。2 5信息管理模块信息名I模块是:个系统的核心模块，在这个模块中，工作人员可以将检修 记录录入系统，随着不同的工作人员不断的录入信息，系统的文本信息也会不断 的扩大，形成一个内容丰富和数量巨大的文本数据库。这个文本数据库中存储的 数据属于非结构化数据。该系统的一个优点就是多接口特征，系统可以连接到存 储结构化数据的关系型数据库，二者结合，为下一个模块的信息统计做准备。信 息管理模块中又分为三个子模块，分别为信息录入、已有缺陷管理和未处理缺陷 管理。这三个子模块功能各不相同。在信息录入子模块中，用户可以根据系统的 引导一步步地录入检修数据，包括设备、部件、缺陷、缺陷现象、缺陷等级、缺 陷原因，解决方案等信息。在已有缺陷管理子模块中，用户可以对已上传缺陷记 录进行修改和删除等操作。信息管理模块的核心功能就是检修信息录入功能。3结语要加强电力系统中变电运行的安全管理，并做好设备维护工作。若不能有效 开展变电运行管理工作，则很容易造成严重的安全事故，所以电力企业应着重做 好相关工作，以保障变电设备运行的安全性。人工智能技术的关联场景的应用还 刚刚起步。在未来的工作中应该加强状态数据的管理和维护，真正实现智能化的 电力系统。参考文献1王波，季树海，孙本鹤，等,人工智能在电力设备检修中的应用J.电子技 术，2021, 50 (5)： 164-165.2盖雪，姜建平.人工智能技术在电力设备运维检修中的研究及应用J.工程 建设与设计，2021 (2)： 151-152.3王超，张晓枫，陈曦，等.基于人工智能技术的电力设备安全管理平台研 究J.电工技术,2020 (22)： 37-38, 41BIM技术在智能变电站运维工作中的应用摘要：我国智能电网技术研发较晚，研究条件也远不如其他发达国家，随着 我国电网需求量增大，数字化技术逐渐成熟，智能行业研发人员逐渐实现电子式 互感与智能开关等智能设备的研发，使我国电网技术发展迅猛，各级城市、乡镇 电网改造进程加快，生产企业也积极引用智能变电站系统,达到减负增收的目的。 智能电网已然成为我国电网安定的标志，变电站智能化建设也提前进入全面推进 状态。基于此，本文主要分析了 BIM技术在智能变电站运维工作中的应用。关键词：BIM技术；智能变电站；运维管理引言利用BIM技术科实现对当前智能变电站的全面运维管理优化过程，建立基 于BIM技术的智能变电站运维管理平台，全方位实现对站内运维管理内容的有 效监控与管理，形成数字化核心技术操作，为运维管理工作大量节省时间成本与 资金成本，提高智能变电站的整体生产工作效率。1智能变电站的概念1.1 智能变电站的概念智能变电站是采用技术先暹、质量可靠的智能设备，以全站信息数字化、通 信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、 保护、计量和检测等常规基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调 节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。智能变电站包括“三层三网”，“三层”指变电站的体系结构，从逻辑上可以划 分为3层，指的是过程层、间隔层、站控层广三网”是指过程层网络、间隔层网 络、站控层网络。通过采用智能电子设备(IED),电子互感器、智能断路器、 传感器等设备，实时检测电网及设备的运行状态，实现智能电气设备间信息共享, 为工作人员进行检修工作提供参考，使整个电网实现智能调节、实时自动控制、 协同互动、在线决策分析。1.2 智能变电站与传统变电站的区别智能化变电站实际上就是将计算机技术引入到传统变电站之中，实现“一次 设备智能化，二次设备网络化”的变电站，数字化变电站使传统变电站的所有信 息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立 与之相适应的通信网络和系统。两者在功能结构上存在较大的差异，变电站的设 备在功能原理上也发生了变化，因此传统变电站的运行维护模式已不能满足智能 变电站的要求，需结合智能变电站自身特点研究出相应的运行维护模式。2 BIM技术BIM (Building Information Modeling)即建筑信息模型，是以建筑工程项目 的信息数据为基础，通过数字信息的仿真模拟技术模拟建筑物所具有的真实信 息，并通过建立三维建设模型，实现对工程建设监管的现代信息模型，同时，由 于其可视化、精细化等方面的特点，使得BIM技术已经发展为一种工程建设管 理方式。BIM技术及建筑信息模型，其核心技术是以建设工程项目的各项相关 信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具 有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、 模拟性、优化性和可出图性八大特点1。BIM技术是一种应用于工程设计建造 管理的数据化工具，其在可视化管理、全生命周期管理方面的优势将促进工业建 设现代化工作效益效率的全面提升。3智能变电站正常运行重要性近年来，随着我国电力工业的快速发展，智能变电站的建设也在高速推进， 保证智能电网运行的安全性和稳定性，对我国的电能供应至关重要。智能变电站 的运行维护安全和设备维护能够将变电站运行中可能出现的各种安全事故有效 预防，同时高压和低压的隔离使变电站电能运行故障的概率大大降低。同传统的 变电站相比，智能变电站采用的是计算机控制模式，因此其在运行维护和设备维 护工作中采用的是计算机排除方法。高端智能变电站相对于传统的变电站，成本 较高，若不能对其进行科学高效的维护和设备管理，将直接影响变电站的正常运 行，严重时甚至会造成设备出现损毁等情况，降低电力企业的经济效益。智能变 电站的设备维护工作开展，主要是通过定期维护消除设备中可能存在的各种问 题，并进行提前预防和解决，有效减少正常生产中的成本投入，对我国电力企业 的正常发展具有重要意义。4基于BIM技术的智能变电站运维管理平台运用要点4.1 BIM技术运用于智能变电站运维管理平台第一，根据现有运维内容确定BIM技术运维管理范围，收集好设备的设计 信息及组装信息，以及厂商的信息。第二，将规范化的标准和各分析系统有效的数据信息集成到BIM运维管理 平台上；例如当前在BIM运维管理平台上就能够结合标准简单化、具体化、实 用化技术内容与相关原则展开针对智能设备的有效操作，将更多设备知识运用到 系统实践应用中。例如比较典型的常规巡视操作、倒闸操作、事故处理操作等等。 具体来讲就是要结合各种作业标准化流程与依据内容，体现设备运维高效性，保 证设备运行技术人员满足作业规范操作要求。第三，确定BIM应用的基础条件，实现技术层面的沟通与质量保证过程。4.2 设备及站内设计应用在各个项目端展开各种模型设计优化，统一集中调配到运维管理平台的后端 的设备模型库中，以便以后变电站建模的调用和设计优化等，基于专业协同设计 提高设计质量，形成管理规模经济。在设备设计阶段，需要结合BIM技术表达 设计相关运维管理内容，并对模拟分析方案实施优化。在这其中，BIM设计应 用应该包含了模型应表现场的特征环境、建筑主体关系优化，保证站内建筑结构 部件、功能空间布局到位，为随后的站内运维管理应用做好技术铺垫2。4.3 基于BIM技术的智能变电站运维管理应用在智能变电站的质量安全运维管理工作中，主要利用BIM技术模型提供基 于BIM技术的质量安全管理方案，通过对以前发生质量安全问题在BIM管理 平台中进行备案，并建立运维管理关联模型，同时实现数据联动优化调整，主要 以文档图钉形式在模型中展现站内运维管理过程，协助技术工作人员对站内质量 安全问题进行有效解决。而在监理控制过程中，主要利用BIM技术深化运维管 理模型元素，附加关联模型会审设计交底信息，保证运维管理实施到位，提高全 站运维管理水平。在智能变电站的资料分类质量管理方面，主要按照运维站制定班组管理制 度，配合BIM构建站内运维班组资料分类系统，围绕安全、设备、培训、技术 与班务管理等几类内容展开工作票、操作票的复查与管理过程，保证安全检查评 价有效性，优化安全工器具违章管理与现场安全管理过程。在该过程中，通过 BIM技术可建立设备台账、设备定期维护台账、设备缺陷台账以及备品备件管 理机制，围绕班组专业培训记录、运维工人培训记录、培训讲义以及安全培训记 录等等打造技术资料安全管理体系，提高技术操作过程，合理化建议安全质量管 理过程，同时也实现管理细化3。结束语随着社会科学技术的不断革新，智能变电站在智能电网的变电运行过程中发 挥着至关重要的作用。为了确保智能变电站的工作效率及工作水平得以稳步提 升，优化智能变电站维护工作是重中之重。由于当前我国在智能变电站方面的维 护技术与一些具备高新科技的发达国家相比仍存在一定的差距，因此在各个方面 方面都需要加以完善和创新。只有不断创新，才能提高维护技术的水平，为智能 变电站的良性发展提供强有力的保障，从而有利于加强电网运行过程中的安全性 和稳定性。参考文献1陈良荣.BIM技术在变电站中的应用J.电气技术与经济，2019 ( 3)： 20-23.2胡迪.浅谈BIM技术在变电站设计中的应用J.科学与信息化，2019 (2) ： 5-6.3张伯涛，丁敏，周瑞军.BIM技术及其在220kV变电站设计和施工中的 应用研究J.建筑工程技术与设计，2018 ( 27) ： 1836.