基于智能电网的设备在线监测与故障诊断

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1、0引言随看电网现代化程度的不断提高，以及建设“统一坚强'‘智能电网目标的提出，电气设备从爭故检修到定期检修，再到状态检修的转变是技术发展的必然趋势。与原先的事故检修和定期检修不同是，状态检修必须以先进的在线监测为基础。在线监测、故障诊断、实施维修构成了电气设备在线状态检修的内涵，而智能电网的建设乂为电气设备在线监测与故障诊断提供了新的发展机遇，同时也提岀了新的要求。本文所叙述的在线监测仅限于电气主设备和辅助控制设备，其他的诸如无功电压、线损等在线监测不在表述的范帀之内，但是它们之间有许多相同或相似Z处，可供借鉴。1智能电网的特点智能电网

2、是指电网的科能化，是建立在集成的、高速的双向通佶网络的基础Z上。通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法，以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的H标。其主要特征包括自愈、抵御攻击，捉供满足用户需求的电能质量，容许不同发屯形式的接入，启动电力市场，以及资产的优化、高效运行。智能电网将进一步拓展对电网全景信息（指完整的、正确的、具冇精确时间断而的、标准化的屯力流、信息流、业务流等信息）的获取能力。以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和佶息交互平台为基础，以服务生产全过程为需求，整

3、合系统各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和将细的电网运营状态图，并给出相应的辅助决策支持，以及控制实施方案和应对预案，最人程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理。2传统电网与智能电网电气设备的区别2.1传统电网电气设备传动电网电气设备多是丛丁•电磁原理的发电机、变斥器、电流互感器、电压互感器等等,有些如变斥器等设备，是没冇自动控制功能，更没有通信功能。绝缘主要是依靠传统的绝缘介质，如空气、绝缘油、绝缘纸、SF6气体等，设备的绝缘介质-旦受到破坏，就

4、会因不能H动恢复而不得不退出运行。而断路器和隔离赵乂都是依靠机械的连接或分开某个物理断点來工作的，其可靠性得不到保证。2.2智能电网电气设备智能电网采川的主耍是智能电子设备（IED）,大量采用非常规互感器（电光互感器、电子互感器等）、智能传感器和智能断路器,使电网町观测（能监测电网屮所冇元件的状态）、町控制（能控制电网屮所仃元件的状态）和自动化（可自适应并实现自愈）。智能电网中的设备将充分应用材料、超导、储能、电力电子和微电子技术等方而的最新研究成果，以提高功率的密度、供电的可靠性、电能质量和电力生产的效率。同时，科能电网将广泛应用先进

5、的设备技术，以提高输配电系统的性能。通过采用新技术，以及在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点，提高电能质量;通过改造和应用各种设备，如基于电力电了技术和新型超导体技术的设备，提高电网输送容疑和可靠性。其在线监测的特点是：（1）与传统电网电压设备在线监测不同的是，智能屯网在线监测的范围不再局限于某个元件或装置，而是涵盖了发电侧、电网侧和用户侧所有的状态信息，甚至可监测到家庭用户的电器设备，是基于广域的全网状态信息。（2）高速、双向、实时、集成的通信系统，使智能电网成为一个动态的、实时的信息和电力交换互动的大型现代化电网的基础设施，同时也是

6、智能电网在线监测的基础。只冇这样，才能通过高速通信网络來实现对设备的运行状态进行在线监测，以获取设备的实时运行状态。（3）智能电网将更多地使用科能电子设备、智能传感器,以及其他工貝來测量电力系统屮的元件和用户参数等状态信息，并对整个系统的状态进行*估。这些数据都是准实时数据,对学握电网整体的运行状况具彳j雨要的意义。同时，还可利用向鼠测鼠单元來实现电网的早期预警，如基于广域测就系统WAMS的电力电网安全防护技术等。3智能电网在线监测与故障诊断技术的应用3.1基于多Agent的在线监测专家系统未來智能电网的在线监测与故障诊断功能将引进预设

7、的专家系统，在专家系统允许的范围内，与先进控制技术相结介，采収自动的控制行为，使设备运行在最伴状态;或者在最恰当的时间给出需要维修设备的信号，从而实现设备的在线状态检修，而基于多Agent的在线监测专家系统将是一个主要的实现方式。Agent是一个具有自主性、反应性、进化性和社会性特点的、物理的、或抽象的实体，通常还具有人类的智能特性，如知识、信念、織图和愿架等等。通常，将多个Agent组成的系统称为多Agent系统(MAS)。MAS是多个可计算的Agent的集合，它们分工明确，能作用于自身和环境，并与其他智能体通讯，从而实现处理不完全、

8、不确定知识的功能。它不仅使系统的准确率提高，还能在系统运行过程中发现和挖掘知识，提高学习的能力，同时便于实现远程故障诊断系统。利用Agent技术，可以解决传统人工科能诊断系统不能解决的实时性等条件的限制，增