变电站智能化监测与管理在电力工程输配电中的应用研究

　　徐赛明 陈会会 杨晓苗

　　【摘 要】随着社会经济的快速发展，电力工程输配电系统得到了广泛应用和发展。变电站作为输配电的重要节点，对电力系统的稳定性与可靠性起着至关重要的作用。当前，信息技术的快速发展，智能化监测与管理技术在变电站中的应用成为电力工程领域的研究热点。本文从变电站智能化监测与管理的概念和应用现状入手，系统研究了智能化监测与管理技术在电力工程输配电中的应用。首先，介绍了变电站智能化监测与管理的基本概念和相关技术原理；其次，分析了智能化监测与管理技术在电力工程输配电中的应用现状以及相对于传统管理模式的优势所在；最后，通过案例分析和实际应用，探讨了智能化监测与管理技术在电力工程输配电中的实际效果与应用前景。本文旨在为电力工程领域相关学者和工程技术人员提供参考，促进变电站智能化监测与管理技术的进一步研究与推广应用。

　　【关键词】变电站；智能化监测与管理；输配电；电力工程

　　引言

　　随着信息技术的快速发展和电力工程领域的不断创新，传统的变电站监测与管理模式已经无法满足日益增长的电力需求和对电力系统安全、稳定、高效的要求。同时，由于智能化技术的日益成熟与运用，电力系统中的智能监控与管理技术也得到了广泛重视。变电所是配电网中的关键设备，它的安全可靠对电网的安全、可靠运行起着至关重要的作用。因此，利用智能监控和管理技术，对变电站的运行状态进行实时监控，并对其进行故障预警和智能决策，是目前电力行业的一个重要研究方向[1]。本文旨在通过系统研究变电站智能化监测与管理技术在电力工程输配电中的应用，探讨其在提升变电站运行效率、降低故障率和提高供电质量等方面的作用，并对其未来的发展趋势和应用前景进行展望。

　　一、变电站智能化监测与管理技术的基本概念

　　（一）变电站智能化监测与管理的概念与意义

　　变电所是配电网的核心场所，它直接关系到电网的稳定、可靠和安全。传统的电力系统监控管理方式，由于其不能及时获取信息，处理方式单一，管理效率不高，已不能适应现代电力系统日益增长的管理需求。近年来，随着电力系统的发展，电力系统的自动化程度不断提高，电力系统的运行效率也在不断提高。变电站的智能化监控和管理，就是运用现代信息技术、感知技术、通信技术和智能决策算法，实时、全面、智能化地监控和管理变电站的内部设备和系统，从而提高变电站的运行效率，降低故障率，提高供电品质和安全。智能监控与管理技术可以对变电站设备进行实时在线监测，对数据进行自动采集与分析，对故障进行智能诊断与预警，对电力系统的状态进行智能管理与调整，是一项非常有意义的工作[2]。

　　（二）智能化监测与管理技术的基本原理

　　智能化监测与管理技术的基本原理包括信息感知、数据采集、信息传输、智能分析与决策等几个方面。首先，信息感知。通过各种传感器、仪器设备对变电站内部设备和系统的运行状态、环境参数等进行实时感知，并将感知到的信息转化为数字信号。其次，数据采集。利用网络通信技术，实时、快速、准确地采集变电站内部传感器数据，并传输至监测中心或数据云平台。再次，消息传递。系统采用先进信息技术，实现实时、准确的数据传输至监控中心或数据云平台。然后，智能分析和决策。利用数据挖掘、人工智能和机器学习方法，对收集的数据进行智能分析与处理，并做出决策。最后，智能化控制。基于智能分析，进行智能决策与控制，优化调整变电站设备运行状况，实现设备自动运行和故障预警处理[3]。

　　智能监控与管理技术可以实时监控变电站的工作状态、对故障进行智能诊断与预警、设备状态的智能管理与维修，这为提升变电站的高效、可靠运行提供了技术支撑。

　　二、智能化监测与管理技术在电力工程输配电中的应用现状

　　（一）变电站智能化监测与管理技术的应用范围与对象概述

　　本文介绍了一种基于计算机网络的变电站智能监控与管理方法。首先，对变电所内的设备进行监控和管理。主要内容包括：对变压器、开关、组合电器柜、电压互感器、电流互感器等进行状态监测，对运行参数进行采集和分析，并对其进行智能管理和预防性维修。其次，对电网的安全性能和稳定性能进行监控和掌握。通过对变电站及周围电网的电压、电流和频率等参数的实时监控和分析，从而改善电网的运行安全性和稳定性。三是对电力负荷进行智能监控和预报。通过对电力负荷进行智能监控与预测，对电力系统进行精细调度与优化，提升电力供应品质与效益。另外，还有环境监控和安全保护。通过对变电站周围的环境进行监测与分析，实现环境参数的监测，控制污染物排放，确保电网安全稳定运行[4]。

　　最后，数据的处理和决策支持。通过对所收集到的海量数据进行有效地存储、管理与分析，从而为电力系统的安全稳定运行提供数据支撑与科学基础。总之，变电站智能监控和管理技术的适用领域覆盖了电力工程输电系统的所有环节和对象，通过对变电站内部设备的监控和管理，对电力系统的运行状态、负荷预测以及环境安全进行全方位的监控和管理，以实现电力系统的安全、稳定、高效运行。

　　（二）智能化监测与管理技术相对于传统管理模式的优势

　　智能监控与管理相较于传统监控管理方式，具有众多优势，在实时性、智能化决策、远程监控与操控、信息整合共享、故障预警与维修管理等方面表现得尤为明显。

　　首先，在实时性与精确性方面，传统变电站监控管理模式存在数据获取不及时、数据准确性不高的难题。相比之下，智能监控与管理能够实时、精确地获取和分析设备的工作状态和操作数据，从而提升监控的实时性与精度。这一点对于确保电力系统的稳定运行至关重要，能够有效防止因数据延迟或错误导致的故障[5]。

　　其次，在智能化决策与预报方面，智能监控与管理通过对大数据的智能化分析与处理，实现智能决策与预测。这使得我们能够对装备运行状态、安全风险、隐患等进行智能分析与预测，从而提升故障的防范与处置能力。在应对复杂电力系统中的各种问题时，该功能便显示出巨大的优势。

　　再者，在远程监测与智能作业方面，智能监控和管理技术可以实现对设备的远程监视和智能作业，降低对现场工作人员的依赖性。另外，在信息整合与共享方面，智能监控与管理技术可以对所收集到的海量数据进行整合与共享。这使得各环节、各系统间的信息交换与共享变得更为便捷，从而提升信息的利用率与总体管理效能。

　　最后，在失效警告与维修管理方面，智能监控与管理技术可以对装备的状态进行智能管理与维修决策，并对潜在的装备进行预警。这有助于提升装备的可靠性，从而降低故障发生的概率。

　　综上所述，智能监控与管理技术在实时性、智能化决策、远程监控与操控、信息整合共享、故障预警与维修管理等方面的优势，为提升和完善传统的管理模式提供了重要的技术支撑。在我国电力行业发展过程中，推广和应用智能监控与管理技术，将有助于提高电力系统的安全、稳定运行，降低运营成本，实现高效管理。因此，智能监控与管理技术在电力行业的应用前景非常广阔。

　　三、智能化监测与管理技术在电力工程输配电中的应用案例分析

　　（一）变电站智能化监测与管理技术在实际工程中的应用案例

　　以上海市一500kV变电站为例，其通过引入智能化监测与管理系统，实现了对变压器、断路器、组合电器柜等设备的实时监测和运行状态分析。系统通过传感器采集各种数据，实时传输至监控中心，并建立了智能决策模型，能够实现对设备状态、运行参数的分析和预测。系统具备智能故障诊断与预警功能，快速、准确发现了多起潜在故障隐患，避免了设备大规模损坏，保障了供电的稳定性。此外，该系统还能远程调度和操作设备，提高了运行的便捷性和安全性[6]。

　　在实际应用中，该智能化监测与管理系统在上海市的500kV变电站发挥了重要作用。通过对各项关键设备的实时监测和分析，有效提高了设备运行的可靠性和安全性。以下是一些具体的应用：

　　1.设备运行优化：通过实时监测设备运行参数，如温度、压力、电流等，系统能够对设备的运行状态进行实时分析，为运行人员提供科学的决策依据。据此，运行人员可以对设备进行精细化管理，调整运行策略，降低设备损耗，延长设备使用寿命。

　　2.故障预警与诊断：系统通过建立故障预测模型，对设备的异常情况进行预警，并提供诊断结果。在多起潜在故障案例中，该系统成功预警并指导维修人员及时处理，避免了设备大规模损坏，降低了停电损失。

　　3.远程操作与调度：智能化监测与管理系统实现了远程操作和调度功能，运行人员可以在监控中心一键式控制设备开关、调整运行参数等，大大提高了运行效率。同时，系统还能实现多站点间的设备协同操作，为电力系统的优化调度提供了有力支持。

　　4.节能减排：通过对设备运行数据的实时分析，系统能够发现设备的能源消耗状况，为运行人员提供优化方案。通过调整设备运行方式，降低能源消耗，减少碳排放，有利于实现绿色环保的目标。

　　5.安全管理：系统可以实时监测设备的安全隐患，如绝缘状况、接地电阻等，并及时发出预警。运行人员可以根据预警信息及时处理，降低事故风险，确保人身和设备安全。

　　6.智能巡检：系统可以自动规划巡检路线，合理安排巡检任务，提高巡检效率。同时，巡检人员可以利用系统提供的实时数据，快速定位故障点，缩短故障处理时间。

　　总之，智能化监测与管理系统在上海市500kV变电站的实际应用中，显著提高了设备运行的可靠性、安全性和经济性，为该电力系统的可持续发展提供了有力支持。随着智能化技术的不断发展和应用，未来我国电力系统将在智能化监测与管理方面取得更为显著的成果。

　　（二）智能化监测与管理技术的应用效果评估与分析

　　智能监控技术是一种新型的电网调度管理方式，对其进行评价和分析具有十分重要的意义。下面对智能监控和管理技术在实际中的运用进行了评价和分析。

　　首先，在运作的效率上。采用智能监控和管理技术，可以对设备进行实时监控、分析，提高设备利用率。利用智能系统实时地分析设备的运行数据，使操作人员可以快速地发现设备的异常状况，提高故障处理的效率。此外，还可以采用预防维修的方法，降低由于设备故障造成的停工期和检修时间，进而提升变电站的运行效率。

　　其次，考虑效率损失问题。通过运用智能监控与管理技术，我们可以实现对设备的高效管理，并为维修决策提供有力支持。系统内部搭载了智能算法，能够对潜在的安全风险进行预警，从而提升事故预防和处置能力。

　　最后，从供电品质方面进行分析。采用智能监控和管理技术，可以对电力负荷进行智能监控、预报。该系统能对电力负荷的变化做出及时的反应，并对其进行优化调整，从而改善电力供应的品质与稳定性。通过对数据的智能化分析与决策，实现对电力峰值时段的智能调度，防止电力短缺对客户用电的影响，确保供电品质。

　　智能监控和管理技术在节能降耗方面也发挥着积极作用。通过对电网运行数据的实时分析，可以精确掌握能源需求和供应情况，实现动态调整。在需求高峰时段，可以采取措施优化供电方案，减少不必要的能源浪费；在需求低谷时段，可通过合理调度实现能源的高效利用。

　　结语

　　本文针对变电站智能化监测与管理技术在电力工程输配电中的应用展开了系统研究，通过对智能化监测与管理技术的基本概念进行阐述，分析了其在电力工程输配电中的应用现状与优势，并以应用案例分析论证了其实际效果，讨论了该技术的发展方向及应用前景。在信息化、智能化的背景下，变电站智能化监测与管理技术将在电力工程领域发挥越来越重要的作用，并为提升输配电系统的效率和可靠性做出贡献。在今后的研究中，还需进一步探讨智能化监测与管理技术的优化和创新，以满足电力系统日益增长的需求和不断提高的管理要求。

　　参考文献：

　　[1] 梁捷生, 黄晓婧, 柯泳超. 输变电工程建设智能施工技术管理平台的研究[J]. 科学技术创新,2021(35):79-81.

　　[2] 秦旷宇, 胡建, 陈阳, 等. 电网基建项目全过程智能化监控关键技术研究[J]. 电力设备管理,2020(11):140-142.

　　[3] 沈鑫, 曹敏, 薛武, 等. 基于物联网技术的输变电设备智能在线监测研究及应用[J]. 南方电网技术,2016,10(01):32-41.

　　[4] 章晋, 张珍芬, 张丽娜. 输变电智能巡检技术应用与展望[J]. 中国设备工程,2020(20):160-162.

　　[5] 刘勇. 输配电设备状态监测技术的应用[J]. 电子技术与软件工程,2018(17):223.

　　[6] 李红云, 暴文斐, 粟俊, 等. 智能输变电设备状态监测技术研究与系统设计[J]. 电子设计工程,2017,25(20):144-147,152.