智能电网输变电设备综合状态监测系统的设计与实现

雷电冲击等偶然影响，将会产生偶发的异常监测点。这些异常值的存在将歪曲分析结果。可通过目视检查或将大于3s的数据剔除，或利用53H算法进行平滑估计降低异常数据的影响。通常对于运行中的同类型设备，由于受到外部因素的影响也基本相同，因此当在线监测时，也可测取同一参数的相对比较值及其随时间的变化趋势，这往往有利于排除干扰而及时发现缺陷，可采用相间差值法消除电网异常工况或共性干扰的影响。

图 实时数据显示

5) 历史数据分析

历史数据查询、最大值、最小值、平均值计算，历史趋势图绘制。

图 历史趋势图

6) 状态可视化

a) 智能变电站一次主接线图方式。

b) 智能变电站三维总览。

c) 设备状态可视化，包括变压器、GIS、避雷器的三维可视化、电力电缆实际路径图及区段温度分布图。

图 GIS设备三维示意图

7) 报警功能

a) 系统报警功能包括：特征参数越限告警、重要状态升级变位告警、根据变化速率报警的功能。

b) 系统采用主动报警方式：界面弹窗报警、短信报警、声音报警。

8) 综合诊断算法

a) 变压器油色谱诊断分析方法有：越限值、趋势预测、三比值法、大卫三角形法、TD图法、特征气体法、伴生增长、油中溶解气体增长率注意值、对一氧化碳和二氧化碳的判断(固体绝缘判断)。

图 TD图法直角坐标系

b) GIS局放诊断分析算法有：越限值、趋势预测、Φ-q-n图、放电类型模式识别法。

c) GIS设备SF6密度微水诊断分析算法有：越限值、趋势预测。

d) 避雷器泄漏电流诊断分析算法有：越限值、趋势预测、模糊判断、相间关联分析、参数关联比较。

e) 电缆光纤测温诊断分析算法有：越限值、导体温度、电流关联分析，参数关联比较。

f) 主变室温湿度诊断分析算法有：越限值。

9) 报表打印

系统提供功能强大的报表管理子系统，可以按调度需要的时间间隔记录实时信息并按报表格式显示和打印。报表可以根据需要的格式灵活制作，日报表显示全天运行的实时数据及其统计值;月报表可以显示全月运行的统计数据，在月末形成。根据现场情况不同，操作员可以随时查询、打印系统至少一年内的日报表、月报表。为了满足不同的需要，提供了定时打印和召唤打印两种打印方式。

10) 指数平滑法趋势预测

在线监测不仅数据量大，而且易受到现场运行环境的影响，在传输过程中也可能出现干扰失真情况，因此在进行诊断分析时应对干扰因素进行剔出，获得设备状态的实际变化趋势。

图 趋势预测

在线监测为实现缺陷的连续追踪，提供了良好的技术保证。通常一旦根据监测信号上升梯度所作的预测值持续偏离正常值，就可以认为设备处于“故障前兆期”。

图 趋势项提取

根据设备状态量实时监测结果及其发展趋势以及经历的不良工况信息，对设备状态进行量化分级，及时预测设备可能存在的故障风险，避免突发性事故的发生。监测量不仅具有增长趋势，同时可能还有由温度、湿度等季节因素引起的周期性的变化趋势。

11) 统计计算

对实时数据进行统计、分析、计算，通过计算产生变压器油色谱在线分析、局放的大小和位置、日/月/年最大值、最小值、数字输入状态量逻辑运算值等，设备正常/异常变位次数等，并提供一些标准计算函数，用来产生用户可定义的虚拟测点。具体算法可根据用户提出的要求制定。

12)系统接口

按《输变电设备状态监测主站系统接口通信规范》中接口规范要求，将变电站设备的在线监测数据上传至PMS生产管理系统的在线监测数据模块。针对系统之间的数据交互，接口采用WebService技术实现，由系统按照I2接口格式要求组织监测数据并调用PMS发布的服务进行数据传输，服务方法包括心跳检测、数据上传、数据召唤、数据重传、读配置、写配置、远程更新，通过服务方法的相互调用，完成设备状态监测数据、控制指令等相关信息的传输。

4 结语

该项目成果有助于全面提升变电站一次设备的智能化水平，有助于提升企业管理水平，有助于促进状态监测、传感、通信、诊断技术等新兴产业健康发展，为一次设备智能化、选型积累经验，提高供电可靠性，节省检修费用，有助于建设高素质的员工队伍和培养高水平的专业人才。该项目具有良好适用性，对提高智能电网输变电设备的运行可靠性，支撑智能电网设备的