2020年9月20日在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，習(xí)近平總書記提出了“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”的宏偉戰(zhàn)略目標(biāo)，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)成為一項(xiàng)宏大的工程，高比例可再生能源大量接入，使得變電站結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，開關(guān)操作愈發(fā)頻繁，變電站電磁環(huán)境更加復(fù)雜，諧波影響帶來(lái)的挑戰(zhàn)比傳統(tǒng)電網(wǎng)更大，對(duì)傳統(tǒng)高壓設(shè)備的運(yùn)行可靠性提出了更高的要求。


高壓試驗(yàn)——設(shè)備安全的基石



絕緣劣化和有功損耗引起發(fā)熱劣化，是高壓電力設(shè)備故障的主要原因。近二十年來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)的電力設(shè)備技術(shù)和質(zhì)量水平得到長(zhǎng)足發(fā)展，成熟的帶電測(cè)試項(xiàng)目取代停電試驗(yàn)，極大地釋放了生產(chǎn)力，智能傳感技術(shù)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展初見成效。然而，基于絕緣和電氣性能指標(biāo)評(píng)價(jià)等試驗(yàn)項(xiàng)目組成的交接驗(yàn)收試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)體系，在我國(guó)電力系統(tǒng)高壓設(shè)備全生命周期管理中，仍是把控設(shè)備入網(wǎng)關(guān)口和掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的主要手段，是設(shè)備安全的基石。
新的試驗(yàn)方法（尤其是帶電測(cè)試技術(shù)）不斷推出，豐富了高壓設(shè)備狀態(tài)診斷的維度，提高了判斷的準(zhǔn)確性，儀器性能提高也緊跟試驗(yàn)新技術(shù)的步伐。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)近年來(lái)處于風(fēng)口，其建設(shè)如火如荼，成為高壓設(shè)備智能監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向。

新型試驗(yàn)方法和檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)一直是高壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)領(lǐng)域最活躍的推動(dòng)因素。大量的新試驗(yàn)方法和手段如雨后春筍，推動(dòng)了高壓設(shè)備性能試驗(yàn)從停電到帶電測(cè)試、再到在線監(jiān)測(cè)的進(jìn)步，并逐步改變高壓試驗(yàn)的面貌。



 


高壓試驗(yàn)“三不足”



目前，大部分高壓設(shè)備性能試驗(yàn)仍需停電開展，帶電測(cè)試準(zhǔn)確性尚不足，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也因穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性等問(wèn)題，尚無(wú)法大范圍鋪開。在此大背景下，高壓設(shè)備性能檢測(cè)仍存在試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性不足、試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用率不足和試驗(yàn)方法不足等“三不足”問(wèn)題，同時(shí)也使得試驗(yàn)工作量繁重與人員、技術(shù)手段不足的矛盾沒有得到緩解，限制了對(duì)設(shè)備狀態(tài)的感知和設(shè)備運(yùn)維管理水平的提升，這一長(zhǎng)期困擾著電力基層試驗(yàn)部門的問(wèn)題在新型電力系統(tǒng)高壓設(shè)備數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)的背景下變得越來(lái)越突出，提高高壓設(shè)備性能檢測(cè)的智能化水平迫在眉睫。

首先，試驗(yàn)儀器人機(jī)功效不足。

智能巡視已在輸電線路和變電站廣泛應(yīng)用，但變電設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)仍停留在傳統(tǒng)的試驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，試?yàn)接線、測(cè)試、結(jié)果記錄及上傳系統(tǒng)工作量大，試驗(yàn)數(shù)據(jù)碎片化，試驗(yàn)效能嚴(yán)重低下，試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性不足，無(wú)法滿足日益龐大的電網(wǎng)發(fā)展的需要。

在傳統(tǒng)的變電設(shè)備試驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，人與儀器各司其職，試驗(yàn)方法及結(jié)果的準(zhǔn)確性受人的經(jīng)驗(yàn)影響大，同時(shí)人為因素導(dǎo)致設(shè)備損壞和人身安全的風(fēng)險(xiǎn)較高，無(wú)法達(dá)到人機(jī)合一。

變電設(shè)備預(yù)試項(xiàng)目繁多，傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備僅支持“一機(jī)一項(xiàng)目”，試驗(yàn)設(shè)備種類紛繁復(fù)雜且互不兼容，導(dǎo)致試驗(yàn)中需多次更換試驗(yàn)設(shè)備及接線，試驗(yàn)工作量大。同時(shí)試驗(yàn)設(shè)備均為離線單機(jī)版，與電網(wǎng)管理平臺(tái)無(wú)法互聯(lián)互通，儀器本身存儲(chǔ)的格式、數(shù)據(jù)下載接口不統(tǒng)一，每次測(cè)試完畢試驗(yàn)人員需手工抄錄并在電網(wǎng)管理平臺(tái)中重復(fù)錄入，造成重復(fù)性資源浪費(fèi)；同時(shí)由于試驗(yàn)儀器的非標(biāo)準(zhǔn)化限制了試驗(yàn)結(jié)果的普適性，難以基于不同試驗(yàn)儀器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)同一變電設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確地趨勢(shì)性分析。

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)作為變電設(shè)備智能監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向，與發(fā)展迅速的后端數(shù)據(jù)傳送和處理應(yīng)用相比，前端基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（試驗(yàn)數(shù)據(jù)、傳感器輸出等）質(zhì)量保證手段嚴(yán)重滯后，基礎(chǔ)不牢成為制約變電設(shè)備智能監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

針對(duì)傳統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性不足的短板，將試驗(yàn)方法與試驗(yàn)儀器有機(jī)融合，研發(fā)一體化接線的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)裝備，實(shí)現(xiàn)“一鍵試驗(yàn)”，智能化試驗(yàn)裝備是一個(gè)確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性和標(biāo)準(zhǔn)化的很好的解決方案。

其次，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可用性挖掘不足。

以云大物移智為代表的先進(jìn)信息技術(shù)在電力行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，然而在傳統(tǒng)變電設(shè)備試驗(yàn)方面，卻遲遲未能接駁技術(shù)發(fā)展的快車，仍停留在十?dāng)?shù)年前水平。

一方面，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)化不足，使得大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)形成無(wú)數(shù)個(gè)“孤島”，目前，試驗(yàn)數(shù)據(jù)多對(duì)特定的變電設(shè)備試驗(yàn)對(duì)象的單次試驗(yàn)有效，造成長(zhǎng)期以來(lái)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)資源白白浪費(fèi)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用性和利用率嚴(yán)重不足，同時(shí)也造成試驗(yàn)效率低下和大量人力的浪費(fèi)。

另一方面，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的設(shè)備狀態(tài)趨勢(shì)分析嚴(yán)重不足，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化和智能化處理，可望通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)狀態(tài)量的智能錄入，甄別和糾正無(wú)效數(shù)據(jù)，把好數(shù)據(jù)錄入關(guān)口，并基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)開展趨勢(shì)化分析，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行智能分析和診斷，從中挖掘個(gè)體、家族性缺陷信息，提供相關(guān)同類缺陷的預(yù)警，提高試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)的有效性。



 


破局之舉——智能高壓試驗(yàn)



在新型電力系統(tǒng)背景下，解決電力系統(tǒng)長(zhǎng)期存在的“三不足”問(wèn)題尤為突出和迫切，可以考慮從試驗(yàn)裝備智能化、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理智能化，以及新型試驗(yàn)方法等三個(gè)方面持續(xù)發(fā)力，開展復(fù)雜電磁環(huán)境下高壓設(shè)備性能檢測(cè)智能化技術(shù)攻關(guān)，達(dá)到試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效、數(shù)據(jù)資源可用性充分挖掘運(yùn)用的愿景。同時(shí)，最大限度地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)人員的減負(fù)，順應(yīng)新型電力系統(tǒng)下高壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的發(fā)展要求。

首先，推進(jìn)高壓試驗(yàn)裝備智能化。高壓設(shè)備種類、型式和性能試驗(yàn)繁多，以變壓器的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目為例，為提高儀器的人機(jī)功效，通過(guò)多種試驗(yàn)集成化電源、測(cè)控技術(shù)，以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)安全等接口技術(shù)的開發(fā)，在試驗(yàn)儀器集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化方面實(shí)現(xiàn)突破，通過(guò)試驗(yàn)儀器智能化改造，實(shí)現(xiàn)所有試驗(yàn)項(xiàng)目接線“一次完成”，試驗(yàn)測(cè)試“一鍵完成”，試驗(yàn)數(shù)據(jù)存檔“一鍵上傳”。

另一方面，推進(jìn)高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理智能化，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理及智能化診斷。基于智慧化試驗(yàn)分析模型，開發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)提取自動(dòng)化和智能化處理技術(shù)，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)狀態(tài)量的智能錄入，甄別和糾正無(wú)效數(shù)據(jù)，把好數(shù)據(jù)錄入關(guān)口。

基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)開展多維關(guān)聯(lián)特性，并融合設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，充分利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)效能，融合運(yùn)行工況、在線監(jiān)測(cè)等多維度狀態(tài)診斷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷和趨勢(shì)智能分析，從中挖掘個(gè)體、家族性缺陷信息，提供相關(guān)同類缺陷的預(yù)警，提高試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)的有效性，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的智能化診斷和狀態(tài)預(yù)測(cè)，解決試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用性不足的問(wèn)題。



結(jié)束語(yǔ)



傳統(tǒng)高壓設(shè)備性能檢測(cè)的運(yùn)維管理模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新型電力系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)傳統(tǒng)高壓設(shè)備的運(yùn)行可靠性的要求，以推進(jìn)高壓試驗(yàn)裝備智能化和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理智能化為核心的高壓設(shè)備性能檢測(cè)的智能化工作迫在眉睫，可望解決試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性不足、試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用率不足和試驗(yàn)方法不足等“三不足”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的智能化診斷和狀態(tài)預(yù)測(cè)，同時(shí)也將緩解人力資源不足的矛盾，最大限度地實(shí)現(xiàn)為基層部門減負(fù)的目的。