電網(wǎng)輸變電設備智能運維建設方案

電網(wǎng)輸變電設備智能運維建設方案

2019.10

目錄

一，現(xiàn)狀及必要性分析............................................................2

（1）輸變電設備專業(yè)管理方面.................................................3

（2）設備本質安全方面.......................................................4

（3）智能運檢技術方面.......................................................4

二、建設目標....................................................................6

2.1總體目標.................................................................6

2.2階段性目標...............................................................7

2.3整體提升效果............................................................8

三、主要工作內容................................................................8

3.1輸變電運檢一體化管控平臺...............................................9

3.2變電狀態(tài)監(jiān)測...........................................................10

3.3輸電狀態(tài)監(jiān)測...........................................................11

3.4物聯(lián)大數(shù)據(jù)采集模塊....................................................11

四、實施保障...................................................................12

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃，頂層設計....................................................12

（2）創(chuàng)新驅動，全面變革....................................................12

（3）試點先行，協(xié)同推進....................................................12

五、項目方案...................................................................12

六、項目執(zhí)行...................................................................17

6.1人員培訓及技術交流......................................................17

6.2時間進度................................................................17

6.3人員投入................................................................18

6.4遠程專家?guī)?.............................................................18

七、展望........................................................................19

一、現(xiàn)狀及必要性分析

(1)輸變電設備專業(yè)管理方面

一是傳統(tǒng)運檢模式難以適應電網(wǎng)發(fā)展及體制變革要求。雖然智能

技術和裝備發(fā)展迅速，但是其在XX電網(wǎng)推廣應用程度還不夠高，現(xiàn)

場設備巡視、狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)抄錄及分析工作仍然主要以人工為主，

信息獲取方式傳統(tǒng)，來源單一，管理機制尚待完善，精益化管理要求

難以落實，運維矛盾日益突出。

二是電網(wǎng)不斷提升的安全需求與專業(yè)人員相對不足的矛盾日益

突出。近幾年，專業(yè)管理和運檢人員嚴重不足，XX電網(wǎng)規(guī)模不斷擴

大，而人員沒有同步增加，導致輸變電設備運維檢修、試驗檢測等工

作壓力劇增，且智能化自動化運維技術應用極少，員工運維檢修、施

工試驗的整體水平提升緩慢；與此同時，電網(wǎng)本質安全的要求不斷提

提升，引起大面積停電的因素長期存在，電網(wǎng)不斷提升的安全需求與

專業(yè)人員相對不足的矛盾日益突出。

(2)設備本質安全方面

一是設備管控不到位。設備及其狀態(tài)檢測體系選型設計不合理，

部分典設不滿足實際應用需求，建設標準偏低，設備到場、安裝、調

試、投運、檢修等關鍵環(huán)節(jié)質量把控不嚴，在線監(jiān)測產(chǎn)品應用層面較

淺，設備全流程管控未有效開展。

二是部分設備運維檢修不到位。受人員數(shù)量少、裝備不齊全等因

素影響，部分電網(wǎng)設備未修、失修情況長期存在，部分檢修試驗項目

未按規(guī)程開展。部分區(qū)域設備狀態(tài)檢測手段較為單一，現(xiàn)有在線監(jiān)測

裝置不足且穩(wěn)定性差，無法有效掌握設備狀態(tài)。

(3)智能運檢技術方面

一是信息化手段不足、實用化水平不高?，F(xiàn)有運檢新技術未能充

分發(fā)揮優(yōu)勢和效能，生產(chǎn)現(xiàn)場的可視化、互動化水平有限，限制了對

生產(chǎn)現(xiàn)場的遠程管控和技術支持能力，各類狀態(tài)感知終端等難以實現(xiàn)

數(shù)據(jù)實時自動上傳生產(chǎn)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)平臺，難以在生產(chǎn)現(xiàn)場實時查

詢各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，制約了生產(chǎn)現(xiàn)場自動化、信息化水平的提升。同時，

輸變電專業(yè)信息化系統(tǒng)未開展頂層設計，現(xiàn)有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)各模塊

功能不完善，管理功能缺失，各變電站狀態(tài)感知水平參差不齊，缺乏

統(tǒng)一實用的輸變電設備智能精益化管控平臺。

二是輸變電設備監(jiān)測體系尚不完善。已安裝的少許設備，時間不

長、普及率較低、維護工難度大、使用效果無法體現(xiàn)；輸變電設備監(jiān)

測手段缺乏，設備的各重要狀態(tài)參量在線監(jiān)測技術仍未實現(xiàn)全面突

破；設備與傳感器集成度不高，建設改造難度大；技術規(guī)范不完善，

未能有效對裝置質量、安裝規(guī)范性、運行可靠性開展驗收和評估等問

題，在線監(jiān)測系統(tǒng)實用化和運維水平亟待提升，導致現(xiàn)有帶電檢測和

監(jiān)測技術手段單一，配置標準不足，應用率低，難以及時發(fā)現(xiàn)缺陷，

難以滿足現(xiàn)場應用要求。

四是現(xiàn)有狀態(tài)檢測手段不足Q隨著設備狀態(tài)檢修技術的發(fā)展，國

網(wǎng)南網(wǎng)已應用了大量的狀態(tài)檢測手段，XX電網(wǎng)只開展了少量設備在

線監(jiān)測、帶電檢測工作，檢測項目也主要集中在紅外檢測、油氣檢測,

檢測設備主要為變壓器、GIS,遠遠無法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定期停電試驗，

特別是對近年來通過少量的在線監(jiān)測、帶電檢測發(fā)現(xiàn)潛伏性缺陷的能

力嚴重不足，設備故障時有發(fā)生，運檢人員疲于事后應對。

五是移動終端、無人機、巡檢機器人的應用還需進一步普及?，F(xiàn)

場設備巡視、紅外測溫、數(shù)據(jù)抄錄及分析工作仍然主要通過人工巡視

及抄錄，人員的精力主要用在數(shù)據(jù)采集上，反而弱化了數(shù)據(jù)分析。據(jù)

不完全統(tǒng)計，現(xiàn)場人員每月常規(guī)花費在數(shù)據(jù)抄錄、數(shù)據(jù)統(tǒng)計上的時間

約為165小時。因此急需投入移動終端、無人機、巡檢機器人用以代

替人工巡檢勘察，提高巡檢效率。

六是“大云物移”技術尚未開展應用，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算

等技術尚未開展。XX電網(wǎng)的無紙化辦公、移動作業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)建設、

大數(shù)據(jù)分析應用及云計算仍處于起步階段，體系架構尚不完善狀態(tài)感

知體系缺失、智能分析手段薄弱，運檢智能化水平有待進一步提高。

因此，為全面提升XX電網(wǎng)智能運維水平，建議以XX電網(wǎng)運檢智

能化分析管控系統(tǒng)為平臺，應用“大云物移”等新技術，圍繞輸變電

設備精益化管控需求，全面融合運檢專業(yè)多源系統(tǒng)數(shù)據(jù)，發(fā)揮集約化

生產(chǎn)指揮的中樞作用，并基于海量業(yè)務信息大數(shù)據(jù)分析、多源數(shù)據(jù)融

合實現(xiàn)智能診斷等創(chuàng)新成果與傳統(tǒng)運檢業(yè)務深度融合，以設備、輸電

線路、運維、檢修和生產(chǎn)管理智能化為途徑，構建智能運檢體系，全

面提升設備狀態(tài)管控和運檢管理穿透力，支撐XX電網(wǎng)智能運檢體系

建設。

二、建設目標

2.1總體目標

1.設備可靠，突出實效。以提高輸變電設備管理質量和效率為核

心，著力夯實堅強電網(wǎng)基礎設施建設，嚴格保證傳感設備可靠性及其

壽命，加裝前后充分測試，保障輸變電設備狀態(tài)感知裝置可靠、高效

運行，提升設備管控力。

2.智能運維，可靠高效。利用“云大物移智”技術，以生產(chǎn)業(yè)務

數(shù)據(jù)為驅動，實現(xiàn)自動感知、自動預判、自主決策的設備管理和作業(yè)

管控模式，達到設備智能巡視、智能安全、智能決策建設目標，將現(xiàn)

場運維人員從重復性、低效率的工作中解放出來，更多開展數(shù)據(jù)分析

工作，通過智能化手段大力提升生產(chǎn)力。

3.降本增效，精益集約。加強統(tǒng)一標準規(guī)范建設，促進已有數(shù)據(jù)

和XX電網(wǎng)運檢智能化分析管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，節(jié)約開發(fā)成本;

充分利用“大云物移智鏈”等新技術，深度挖掘數(shù)據(jù)價值，實現(xiàn)運檢

資源高效配置和現(xiàn)場作業(yè)高效執(zhí)行，提升輸變電設備管理精益化水

平。

2.2階段性目標

智能運檢體系的研究與建設以分三個階段進行。

2019年8-10月，規(guī)劃及實施方案編制階段。啟動并開展新技術

發(fā)展規(guī)劃以及實施方案的編制工作。

2019年10T2月，新技術推廣及實施方案完善階段。開展XX電

網(wǎng)運檢智能化分析管控系統(tǒng)試點示范工程建設，開展成熟的新技術新

材料新裝備的推廣應用，開展實施方案的可行性研究并確定最終執(zhí)行

方案。

2020年1T2月，全面建設階段。總結試點示范工程建設，編制

完善運檢智能化相關的技術標準體系，引導智能設備制造技術的發(fā)

展，規(guī)范運維、檢修環(huán)節(jié)的新技術應用。加大智能化設備應用力度，

實現(xiàn)關鍵參量傳感器與主設備的制造一體化，為智能管控奠定基礎；

完善帶電檢測為主、在線監(jiān)測為輔、停電試驗相結合的設備狀態(tài)檢測

體系，機器人技術、可穿戴智能設備技術得到普遍應用，運檢人員由

從事單一運檢業(yè)務向從事驗收檢測、分析診斷為主的復合型、專家型

人才轉變，運維智能化水平和巡檢效益全面提高；開發(fā)設備檢測智能

試驗系統(tǒng)，實現(xiàn)主要設備自動化試驗、故障檢測與初步維修，開展檢

修機械臂應用、機器人不停電作業(yè)，提高現(xiàn)場工作效率和安全性，提

升檢修工作的智能化水平；完成管控系統(tǒng)建設，特高壓站及設備的多

維可視化展示、監(jiān)測預警、故障診斷、輔助決策、風險管控、資源智

能調配等功能，實現(xiàn)電網(wǎng)運檢智能化管控平臺的建設。

2.3整體提升效果

綜合運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息通信手段，結合輸

變電在線監(jiān)測、帶電檢測、機器人、無人機、移動終端等智能裝備應

用，實現(xiàn)XX電力全流程智能、實時、可視、移動、互動。

1）設備智能化。通過帶電檢測、在線監(jiān)測、智能巡檢、穿戴式

裝備、移動終端等新技術應用，開展設備狀態(tài)自動采集和實時診斷，

實現(xiàn)電網(wǎng)主設備在線狀態(tài)信息的全面收集、運行工況的智能科學分析

和狀態(tài)評估；

2）通道智能化。通過環(huán)境監(jiān)測、安全評估、災害預警等技術和

方法的應用，開展通道環(huán)境狀態(tài)實時監(jiān)測、重要輸電通道安全評估和

主要電網(wǎng)災害的評估等，實現(xiàn)通道環(huán)境管控的智能化；

3）運維智能化。利用大數(shù)據(jù)、云計算等技術，構建覆蓋設備全

壽命周期和運檢業(yè)務全過程管控體系，可實現(xiàn)電網(wǎng)設備檢修計劃自動

生成和執(zhí)行提示，實現(xiàn)各類運檢業(yè)務和生產(chǎn)指揮決策的智能化；

4）檢修智能化。在設備智能化基礎上，通過使用人工智能、物

聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘等技術，開展停電檢修、帶電作業(yè)、工廠化檢修等，

可實現(xiàn)電網(wǎng)設備事故的精準定位和科學分析等，實現(xiàn)檢修工作智能

化。

三、主要工作內容

以“設備全面感知、構建統(tǒng)一標準、探索多元應用”為總體思路,

依托移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息通信技術，通過開展輸變電設備

智能管控關鍵技術研究、標準體系建設和典型場景應用驗證，試點建

設在線監(jiān)測、輔助控制等裝備，結合新型智能傳感及通訊技術，構建

開放互聯(lián)的輸變電設備運維網(wǎng)絡，切實推動輸變電設備運檢模式轉

變，提高設備運檢效率。

設備全面感知構建統(tǒng)一標準探索多元應用

3.1輸變電運檢一體化管控平臺

以智能運檢技術發(fā)展為指導，融合生產(chǎn)管理系統(tǒng)與其他各業(yè)務系

統(tǒng)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)收集、匯總、整理生產(chǎn)管理系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)具

備多維可視化展示、監(jiān)測預警、狀態(tài)評價、故障研判、檢修決策、風

險管控、資源智能調配等功能，分階段、分步驟有序實施，建立基于

物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息網(wǎng)絡技術的電網(wǎng)運檢智能分析管

控平臺，推動運檢工作方式和生產(chǎn)管理模式的革新。

全面開展輸變電設備基礎信息排查及治理，確保臺賬及基礎資料

的完整性、準確性、及時性和關聯(lián)性。在電網(wǎng)運檢智能化分析管控平

臺上完善XX電網(wǎng)輸變電設備集中管理功能，實現(xiàn)全面應用。

建立數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)變電模塊、輸電模塊以及物聯(lián)大數(shù)據(jù)采集模

塊的數(shù)據(jù)實時錄入和智能分析，融合海量視頻、圖像、設備信息、運

檢業(yè)務、通道環(huán)境信息、調度系統(tǒng)等多源數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)挖掘基礎上，

建立動態(tài)評價、預測預警、故障研判等分析模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動的設

備狀態(tài)主動推送，提高設備狀態(tài)評價診斷的智能化和自動化水平。

應用“大云物移''等新技術，依托數(shù)據(jù)中心信息匯集、數(shù)據(jù)分析及

信息流轉功能，構建XX運檢指揮決策體系，精確掌握設備實時狀態(tài)

全景，全面管控運檢業(yè)務及資源，實現(xiàn)決策指令、現(xiàn)場信息在運檢管

控中心與作業(yè)現(xiàn)場實時交互，大幅提升運檢管控決策科學性，提高現(xiàn)

場作業(yè)執(zhí)行效率。

3.2變電狀態(tài)監(jiān)測

變電狀態(tài)監(jiān)測主要支撐系統(tǒng)包括變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)、變

壓器光聲光譜在線監(jiān)測系統(tǒng)、變壓器鐵芯/夾件在線監(jiān)測系統(tǒng)、變壓

器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)、有載調壓分接開關絕緣油在線過濾系統(tǒng)、

GIS局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)、SF6密度微水狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、容性設備在

線監(jiān)測系統(tǒng)等。

通過結合變電設備狀態(tài)傳感器、在線監(jiān)測裝置、智能穿戴、移動

終端、北斗定位等感知手段，實現(xiàn)電網(wǎng)設備、運檢資源信息互聯(lián)互通,

建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)設備識別、狀態(tài)感知、資源展示的無縫銜接,

有力支撐全面設備狀態(tài)管控和資源實時配置。

同時應用移動終端等智能裝備，構建全方位、多角度的線路、變

電站的立體巡檢體系。開展成熟檢測技術深化應用和不停電檢測新技

術應用推廣，建立基于設備不停電檢測的技術體系。通過不停電檢測,

基本掌握設備狀態(tài)，準確預測設備隱患/故障，通過停電試驗，完成

設備深度評估，優(yōu)化制定檢修策略，大幅降低設備停電時間，大幅減

少檢修資源投入，實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的全面提升。

3.3輸電狀態(tài)監(jiān)測

輸電模塊主要是輸電線路分布式故障檢測系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)以

及視頻監(jiān)拍系統(tǒng)。分布式故障診斷裝置分布安裝于輸電線路的導線

上，監(jiān)測輸電線路故障發(fā)生時刻的故障行波電流與工頻故障電流及諧

波電流，同時采集這些信號并上傳到數(shù)據(jù)中心；雷電定位系統(tǒng)（LLS）

能夠全自動、大面積、高精度、實時地監(jiān)測雷電活動，能夠實時顯示

云對地雷擊發(fā)生的時間、位置、雷電流幅值和極性、雷電波波形、回

擊次數(shù)和每次回擊參數(shù)等。具有雷電信息的采集、處理、統(tǒng)計、儲存

等功能，并具有雷電數(shù)據(jù)轉發(fā)等功能。

同時配備視頻高清圖像監(jiān)拍裝置，每天定時抓拍高清照片或主動

抓拍照片，上傳到監(jiān)控中心平臺軟件，及時瀏覽監(jiān)控照片，分析處理

現(xiàn)場情況，排除線路險情。

3.4物聯(lián)大數(shù)據(jù)采集模塊

建設物聯(lián)大數(shù)據(jù)采集模塊，實現(xiàn)輸變電監(jiān)測終端的泛在物聯(lián)，解

決不同監(jiān)測廠家數(shù)據(jù)的大規(guī)模接入和應用問題。物聯(lián)大數(shù)據(jù)采集模塊

先期應用于無人機、巡檢機器人等智能裝備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時錄入和

智能分析，完善輸變電設備狀態(tài)管控功能。后期在XX電網(wǎng)業(yè)主主導

下，相關監(jiān)測廠家同意并改造接口后，可接入生產(chǎn)管理、調配一體化

等其他系統(tǒng)。除了支持以上數(shù)據(jù)接入方式以外，該模塊還能提供統(tǒng)一

的數(shù)據(jù)接入標準，快速實現(xiàn)新增數(shù)據(jù)類型的接入。

四、實施保障

(1)統(tǒng)籌規(guī)劃，頂層設計

統(tǒng)籌制定智能運檢技術發(fā)展規(guī)劃，強化頂層設計，規(guī)范智能運檢

技術體系的技術路線和建設模式，加強橫向協(xié)同，優(yōu)化人、財、物資

源配置，推進規(guī)劃、建設、運行、檢修等體系在技術應用中的相互融

合和支撐。

(2)創(chuàng)新驅動，全面變革

規(guī)劃以科技創(chuàng)新為驅動力，全面應用現(xiàn)代信息通信和智能化技

術，充分適應未來運檢業(yè)務需求，通過輸變電設備的運維、檢修及生

產(chǎn)管理智能化發(fā)展，實現(xiàn)運檢工作方式和管理模式的全面變革。

(3)試點先行，協(xié)同推進

統(tǒng)一組織，凝聚內外部合力，加強溝通協(xié)作，強化與優(yōu)秀行業(yè)單

位的創(chuàng)新合作，開展智能運檢技術的研究和應用，強化技術論證、應

用評估和試點示范，形成試點先行、協(xié)同推進的工作局面。

五、項目方案

近年XX電網(wǎng)在變電運維方面，設備缺陷主要發(fā)生在35kV、UOkV

變電站，220kV變電站大多為新投運電站，雖然設備故障率相對較低,

但設備可靠性要求較高，因此對于變電狀態(tài)監(jiān)測裝置配置原則如下：

在變壓器方面，應重點關注6座220kV變電站與故障頻發(fā)UOkV變電

站，主要為10臺220kV、20臺UOkV主變，需配備光聲光譜在線監(jiān)測

裝置、無載氣色譜監(jiān)測、局放監(jiān)測、鐵心接地等在線裝置；在GIS、

避雷器和容性設備設備方面，應重點關注6座220kV、22座UOkV變

電站，配置GIS局部放電、微水在線監(jiān)測及泄露電流監(jiān)測裝置實現(xiàn)站

內設備狀態(tài)監(jiān)測；43座變電站配置門禁和蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)，并配備

一部分局放、紅外等帶電檢測設備。

在輸電線路運維方面，220kV線路跳閘率較低，llOkV線路有所

增長，35kV年均跳閘頻次較高。220kV線路由于故障率較低，建議

25km配備一套輸電線路分布式故障監(jiān)測裝置，UOkV線路20km配備

一套輸電線路分布式故障監(jiān)測裝置，35kV線路故障頻發(fā)建議18km配

備一套輸電線路分布式故障監(jiān)測裝置。由于雷擊是線路故障最主要的

原因，同時支撐分布式故障監(jiān)測系統(tǒng)對故障的準確查詢和定位，配置

雷電定位系統(tǒng)，滿足對興義電網(wǎng)防雷要求。另外，在“三跨”、樹障、

外破較多的線路布置一定數(shù)量視頻監(jiān)控系統(tǒng)，作為故障和外破監(jiān)測的

補充。

六、項目執(zhí)行

6.1人員培訓及技術交流

全面的技術培訓對于提高用戶對系統(tǒng)的管理和維護水平，保障用

戶應用的穩(wěn)定運行將起著重要作用。組織對用戶的系統(tǒng)管理人員、操

作人員進行相關的技術培訓、應用系統(tǒng)操作培訓等。培訓方案及進度

安排齊全、合理，培訓方案關鍵控制點設置合理，便于操作和控制；

培訓方案及進度安排分工明確，職責分工清晰，能夠很好地保證培訓

的高質量和按計劃完成。

組織技術人員及用戶進行技術交流，及時確定用戶的項目需求，

有針對性地提出解決方案及實施措施，實現(xiàn)技術信息積累和傳播，確

保項目高質量的完成。技術交流的具體內容及形式可包括：（1）公司

內部有關技術問題的研究和探討；（2）互相派員參觀、訪問、進修、

考察。（3）開展技術服務與技術咨詢等。

6.2時間進度

2019年10月中旬，完成XX智能電網(wǎng)規(guī)劃及實施方案編制、申

報工作；

2019年12月底，完成XX智能電網(wǎng)新技術推廣工作，完善XX智

能電網(wǎng)實施方案并簽訂實施合同，形成具體行動計劃表；

2020年5月前完成XX電網(wǎng)各變電站、輸電線路等現(xiàn)場感知硬件

部署，同步開展平臺頂層設計及開發(fā)；

2020年底，完成立體巡檢體系搭建，落實不停電狀態(tài)檢修體系；

全面開展大數(shù)據(jù)環(huán)境下的智能電網(wǎng)設備評價診斷輔助決策應用，建立

基于管控平臺的生產(chǎn)指揮決策體系。