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“血液诊疗师”——变电站直流系统全寿命周期健康管控平台

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成果主要完成人

池丽钧、王少博、白杨赞、左 健、徐晓彤、吴思佳、白云飞、贾晓峰

项目概况

本项目结合能源互联网建设理念,研发了包含建设、运维、消缺、试验、改造全流程的“变电站直流系统全寿命周期健康管控平台”。实现了直流系统的智能化运维,从而解放人力,提高效率,保障安全,为企业节约运维成本,促进行业的智能化。 智能管控平台汇集了站端直流设备实时运行参数,横向与PMS、运检管控平台等数据库共享,实现全寿命周期数据融通,包含从设计、采购、建设、运维、改造、退运等全周期数据,呈现了全参数检测及三维展示。并采用智能远程控制,将作为重要评判基础的核容试验实现远程化,可多站点同时安全进行,解决人工就地效率低与准确率的问题。研发直流专家研判系统,通过K-means聚类、决策树等人工智能技术,采用内罚函数法和模式搜索法的数学优化模型,基于广域测量系统的缺陷自动识别模型,训练数据规模和算法对直流系统的缺陷及原因快速定位,替代单纯的人工经验。实现直流故障主动预警,创新搭建基于浮充电流、电压、内阻等数据的故障分析动态模型与分段分析模型、基于故障的环状直流系统暂态量计算模型,对蓄电池脱离母线、内部断线及时准确预警,实现被动抢修向提前防御的转变,解决传统监测电压、内阻变化法难以发现蓄电池早期故障的难题。将直流系统纳入了智能管理系统,可进行远程监测、诊断、操控,代替人工到站进行检查、消缺、试验,对直流系统进行全方位智能运维管控。 在石家庄27个变电站开展试点应用,其中建设成本110万元,一年内可减少直流系统现场巡视324次,远程智能核容试验54次,工时节约3024,每工时30元,节约成本9万,试验及时率由60%提升至100%,电池平均寿命提高2年,消缺次数减少50%,节省大修技改及消缺费用75.46万元,降低运维成本54.45万元,压降重复建设、投资224.3万元。国网系统35kV以上变电站近3万座,每座变电站接入费在3-6万之间,市场容量约10亿。企业应用后,基本可取代人工运维,大幅提升直流系统智能化运维水平,切实起到基层减负、提质增效的作用,带来的经济效益可观此外本项目的研究有利于实现变电站直流系统集中智能管控,搭建变电站直流系统管控平台的系统架构,建立完善、可靠的部署模式。 项目研究出发点是为了解决变电站直流系统主动预警和管控问题,具有较强的实用价值。成果在关键技术研究、设备研制等环节在石家庄地区变电站直流系统试点应用,根据使用效果不断优化,并计划在河北南网及国网范围内推广。同时,项目在研究过程中,将充分考虑研究成果的通用性及应用场景,为后续在高电压等级及新型变电站推广应用奠定基础。