【正文】 試的經(jīng)濟(jì)損失 按照 10kV 開關(guān)柜 6 年一次停電預(yù)試 來 平均預(yù)估 配電網(wǎng) 設(shè)備 停電 預(yù)試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)損失 。 當(dāng)?shù)?供電局 所有 配電網(wǎng) 設(shè)備 20xx 年大約有 20xx 次停電。假設(shè)每次因停電轉(zhuǎn)檢修而少送的電量平均為 6000 千瓦時(shí)，以平均電價(jià) 元 /千瓦時(shí)計(jì)算， 20xx 年電費(fèi)損失 6000 20xx ＝ 1440 萬元。 （ 2） 配電網(wǎng) 設(shè)備 故障損失和費(fèi)用 若不能 及時(shí) 監(jiān)測(cè) 配電網(wǎng) 設(shè)備 狀態(tài)導(dǎo)致 配電網(wǎng) 設(shè)備發(fā)生 故障， 也會(huì)發(fā)生 停電損失 和 設(shè)備修復(fù)損失 。按照發(fā)生故障后 造成 停電損失， 以及查找故障點(diǎn)、更換 設(shè)備 、試驗(yàn)以及送電操作需要人力物力 來估計(jì) 。 根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 可知， 10kV 配網(wǎng)故障停電時(shí)間占平均用戶停電時(shí)間的 10 60%以上。若 按此比例進(jìn)行 配電網(wǎng) 設(shè)備故障損失估計(jì) ，則 可得 當(dāng)?shù)?供電局 配電網(wǎng) 設(shè)備故障 停電 導(dǎo)致的 電費(fèi)損失 為 960(1440 60%)萬元 。 （ 3）停電導(dǎo)致的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失 20xx 年 當(dāng)?shù)?GDP 屬于 GDP 較高城市 。 根據(jù) 經(jīng)驗(yàn) 可知， GDP 較高 城市中， 社會(huì) 因停電 產(chǎn)生 的 損失約為 預(yù)試 停電 和 故障停電 導(dǎo)致的 電費(fèi)損失 之和 的 10倍。因此 配電網(wǎng) 設(shè)備停電所導(dǎo)致的 社會(huì)經(jīng)濟(jì) 損失約為 220xx （ 2200 10）萬元。 （ 4） 間接 經(jīng)濟(jì)效益： 科學(xué)有效的評(píng)估 配電網(wǎng) 設(shè)備的健康狀態(tài)，采用新型的帶電測(cè)試設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，能夠減少 故障和 預(yù)試 的 停電時(shí)間 ，從而獲得重大的經(jīng)濟(jì)效益。 若 保守估計(jì)采用本 項(xiàng)目 成果后，可減少 50%的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。 根據(jù) 經(jīng)驗(yàn) 可知， GDP 較高 城市中， 社會(huì) 因停電 產(chǎn)生 的 損失約為預(yù)試停電和故障停電導(dǎo)致的 電費(fèi)損失之和 的 10 倍， 那么 本 項(xiàng)目 成果 在 當(dāng)?shù)?供電局進(jìn)行 全面 應(yīng)用后， 一年 的 間接 經(jīng)濟(jì)效益為 （ 50%） 億 元。 二、 項(xiàng)目 研究 的背景 國(guó)內(nèi) 電力企業(yè)一直沿用“到期必修”的預(yù)防性試驗(yàn)（即定期檢修制度）對(duì) 配電網(wǎng) 網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行檢修，造成了應(yīng)修隱患設(shè)備漏檢修，影響了其技術(shù)性能和使用壽命，嚴(yán)重的情況下會(huì)造成故障或事故，影響供電可靠性；更多的設(shè)備不該檢修時(shí)安排停電檢修，從而造成了人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。近年來，隨著 配電網(wǎng) 網(wǎng)規(guī)模的快速發(fā)展以及 配電網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量要求的迅速提升， 配電網(wǎng) 設(shè)備的定期檢修制度已不適應(yīng)電網(wǎng)及設(shè)備的管理要求。針對(duì)不同設(shè)備的具體情況，充分利用 配 電網(wǎng) 設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、巡檢、各種試驗(yàn)、檢修輔助決策系統(tǒng)等手段，開展科學(xué)的 配電網(wǎng) 網(wǎng)監(jiān)測(cè)和故障診斷勢(shì)在必行。 11 國(guó)內(nèi)外 不少 研究 機(jī)構(gòu) 對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備 的在線監(jiān)測(cè) 和 故障 診斷開始了積極的研究。 1970 年開始，美國(guó)的杜邦公司（ I． D． Ouinn）就首先提出了 配電網(wǎng) 設(shè)備狀態(tài)檢修概念。八十年代開始，日本和許多歐洲國(guó)家都開始了對(duì)檢修體制的改革，其發(fā)展趨勢(shì)均為狀態(tài)檢修。例如 Integrated Maintenance System 軟件系統(tǒng)，就應(yīng)用了 Intra、Inter 和 GIS(地理信息系統(tǒng) )等新型計(jì)算機(jī)技術(shù)，較 為明顯地改變和提高了 配電網(wǎng) 設(shè)備的監(jiān)督管理水平。但是 國(guó)外在局部放電在線監(jiān)測(cè)和集成化管理、 設(shè)備 健康狀態(tài) 監(jiān)測(cè)集成化 平臺(tái) 化 的研究較少。 在國(guó)內(nèi)，河北、山東、浙江、江蘇、湖北等電力公司開展了 配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修試點(diǎn)工作，支撐和推動(dòng)了當(dāng)?shù)氐?配電網(wǎng) 網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修工作。福建省內(nèi)部分城市開展了一些 配電網(wǎng) 網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修的初步工作，但總體水平相對(duì)滯后，處于起步階段。目前全國(guó)已全面啟動(dòng)了配網(wǎng)狀態(tài)檢修工作，已建立起較為完善的配網(wǎng)狀態(tài)檢修管理體系、技術(shù)體系和執(zhí)行體系。 20xx 年，浙江金華公司、山東青島公司、江蘇無錫公司、河北邢臺(tái)公司、湖 北荊州公司成為了五個(gè)首批配網(wǎng)狀態(tài)檢修試點(diǎn)單位，目前已全部通過驗(yàn)收，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修機(jī)制的根本轉(zhuǎn)變奠定了較好的基礎(chǔ)。 配電網(wǎng) 網(wǎng)狀態(tài)檢修大大改善了設(shè)備健康狀況，提升了配網(wǎng)精益生產(chǎn)管理水平，未來幾年將會(huì)有很大的發(fā)展前景。 測(cè)試 配電網(wǎng) 設(shè)備的局部放電是當(dāng)前對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備進(jìn)行 狀態(tài) 監(jiān)測(cè)和故障診斷的 首選 方法。 配電網(wǎng) 設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中必然存在電的、熱的、化學(xué)的及異常狀況下形成的絕緣劣化，導(dǎo)致電氣絕緣強(qiáng)度降低，甚至發(fā)生故障。近年來許多 配電網(wǎng) 網(wǎng) 突發(fā)事故，多是 由于 配電網(wǎng) 設(shè)備 局部放電所致。因此研究測(cè)試 配電網(wǎng) 設(shè)備的局部放電特征是目前預(yù)防電氣設(shè) 備故障的一種最佳方法。 目前，為獲取 配電網(wǎng) 設(shè)備的絕緣信息，通常進(jìn)行離線的周期性試驗(yàn)。由于檢測(cè)是在停電狀態(tài)下進(jìn)行的，因而無法展現(xiàn)絕緣狀態(tài)在電場(chǎng)、熱場(chǎng)和機(jī)械應(yīng)力作用下發(fā)生漸變而劣化的過 12 程， 因 而不能對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備的維護(hù)檢修提供合理的建議，造成了大量的人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，甚至造成誤判，形成大的停電事故。為彌補(bǔ)周期性試驗(yàn)的缺陷，新近發(fā)展起來的在線監(jiān)測(cè)方法已受到國(guó)內(nèi)外研究人員和工程技術(shù)人員的重視。 了解 局部放電發(fā)射能量的方式 能 夠?yàn)榫植糠烹娫诰€ 監(jiān)測(cè) 新方法提供技術(shù)支持 。 研究表明 ，局部放電采用下列方式發(fā)射能量：①電磁能量：無線 電波、光、熱；②聲能：聲音、超聲波；③氣體：臭氧、氮氧化物。因此 ， 局部放電檢測(cè)按檢測(cè)的物理量性質(zhì)分有電檢測(cè)法和非電檢測(cè)法。根據(jù)局部放電過程中所產(chǎn)生的各種放電現(xiàn)象，相應(yīng)的出現(xiàn)了基于電磁波產(chǎn)生的瞬時(shí)接地電壓檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、光測(cè)法、紅外檢測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法、射頻檢測(cè)法等檢測(cè)方法 ，并 初步在電網(wǎng)中進(jìn)行了應(yīng)用。但是 ，由于 局部放電檢測(cè)技術(shù)受到現(xiàn)場(chǎng)噪音的 影響 比較大， 難免 出現(xiàn) 誤判 的情況。因此 有必要 研究綜合超聲波，地電波，紅外，振蕩波，超高頻等多種檢測(cè)方式的 局部放電故障診斷方法 ， 在不停電的情況下監(jiān)測(cè)到 配電網(wǎng) 設(shè)備的健康狀況，及早發(fā)現(xiàn)帶病運(yùn)行的設(shè)備， 實(shí)現(xiàn) 配電網(wǎng) 設(shè)備 的在線監(jiān)測(cè) 和 故障 診斷 。 由 上述分析可知 ，在現(xiàn)階段 進(jìn)行 配電網(wǎng) 設(shè)備的局部放電測(cè)試需要 檢修 人員 同時(shí) 利用 多個(gè) 設(shè)備 進(jìn)行操作 ， 對(duì)檢修人員 的專業(yè)操作水平要求高，而且由于 配電網(wǎng) 設(shè)備 眾多 ，檢修人員需要進(jìn)行檢修的工作量大，檢修 工作 總行程 公里數(shù) 非常 大 。 而且 ，目前 對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備健康 狀態(tài)進(jìn)行 監(jiān)測(cè) 沒有建立統(tǒng)一的 存儲(chǔ)和 分析 平臺(tái)，供電企業(yè)之間一般采用移動(dòng)儲(chǔ)存設(shè)備等方式進(jìn)行所需計(jì)算數(shù)據(jù)的傳送。該方法存在著數(shù)據(jù)占用空間大、傳送效率低、不易進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、無法進(jìn)行資源共享等諸多不足。同時(shí)，對(duì)上報(bào)的數(shù)據(jù)，需要花費(fèi) 大量人力進(jìn)行手動(dòng)校核、錄入等工作，工作效率不高。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，迫切要求 配電網(wǎng) 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè) 和故障診斷 由單人單設(shè)備 多次 工作模式向 智能 綜合系統(tǒng) 工作的模式轉(zhuǎn)變?！霸朴?jì)算”（ Cloud Computing）是一種高可靠、高性能且綠 13 色經(jīng)濟(jì)的新型計(jì)算模式，是實(shí)現(xiàn)集中建設(shè)、集中管理、全局應(yīng)用要求的創(chuàng)新道路。它可根據(jù)客戶需要伸縮，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問和使用的計(jì)算資源的共享池（例如，網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，應(yīng)用程序服務(wù)）。它還用最少的管理付出以及與服務(wù)供應(yīng)方在最少的交互，實(shí)現(xiàn)了將各種計(jì)算資源迅速動(dòng)態(tài)的配置、部署、使用、釋放等工作 。 在此基礎(chǔ)上，云計(jì)算使建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)工作集中到數(shù)據(jù)中心端，并將軟、硬件進(jìn)行大量虛擬化操作，由此帶來的創(chuàng)新建設(shè)和管理模式將極大減少相關(guān)人力資源的使用量與電力、場(chǎng)地、安保等方面的消耗，帶來長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，云計(jì)算作為計(jì)算服務(wù)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的新模式，改變了傳統(tǒng) C/S模式帶來難于維護(hù)、難以遠(yuǎn)程協(xié)作等弊端，也避免了 B/S 模式漏洞百出之不足，大大簡(jiǎn)化了基于云計(jì)算架構(gòu)的大規(guī)模協(xié)同工作軟件開發(fā)，提高了運(yùn)行性能及用戶體驗(yàn)。 因此應(yīng) 用云計(jì)算技術(shù)， 以 配電網(wǎng) 設(shè)備振動(dòng)波局放檢測(cè)、超聲波與地電波檢測(cè)、紅外測(cè)溫檢測(cè)為基礎(chǔ)， 研究開發(fā) 配電 網(wǎng) 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷“云計(jì)算”平臺(tái) ，最終實(shí)現(xiàn)對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備 進(jìn)行數(shù)據(jù) 收集、實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè) 、 大數(shù)據(jù) 分析、 狀態(tài) 評(píng)估、 故障 診斷 和一終端 可移動(dòng) 檢測(cè) 等功能 ，對(duì)于提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗具有非常重要的意義。同時(shí)，該“云”平臺(tái)低運(yùn)行成本，低管理成本，高可靠性能和極佳的二次拓展性能使本項(xiàng)目具有極高的性價(jià)比。綜上所述， 創(chuàng)新性 地進(jìn)行配電網(wǎng) 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷“云”平臺(tái)的 開發(fā)， 可以 為 配電網(wǎng) 設(shè)備的狀態(tài)檢修工作提供技術(shù)支持 ，從而極大 地 提高 電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì) 效益 。 國(guó)外不少研究機(jī)構(gòu)對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備的在 線監(jiān)測(cè)和故障診斷開始了積極的研究。 1970 年開始，美國(guó)的杜邦公司（ I． D． Ouinn）就首先提出了 配電網(wǎng) 設(shè)備狀態(tài)檢修概念。八十年代開始，日本和許多歐洲國(guó)家 14 都開始了對(duì)檢修體制的改革，其發(fā)展趨勢(shì)均為狀態(tài)檢修。例如 Integrated Maintenance System 軟件系統(tǒng)，就應(yīng)用了 Intra、Inter 和 GIS(地理信息系統(tǒng) )等新型計(jì)算機(jī)技術(shù)，較為明顯地改變和提高了 配電網(wǎng) 設(shè)備的監(jiān)督管理水平。但是國(guó)外在局部放電在線監(jiān)測(cè)和集成化管理、設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成化平臺(tái)化的研究較少。 雖然美國(guó) 和日本 對(duì)“ 云計(jì)算 ” 政府 信息 平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行了大規(guī)模的投資， 但 尚未 有 基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究 的研究見于 報(bào)道。 在國(guó)內(nèi)，河北、山東、浙江、江蘇、湖北等電力公司開展了 配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修試點(diǎn)工作，支撐和推動(dòng)了當(dāng)?shù)氐?配電網(wǎng) 網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修工作。福建省內(nèi)部分城市開展了一些 配電網(wǎng) 網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修的初步工作，但總體水平相對(duì)滯后，處于起步階段。目前還沒有建立基于 配電網(wǎng) 設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息模型，需要建立一套關(guān)于 配電網(wǎng) 運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估模型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型以及經(jīng)濟(jì)評(píng)估模型體系，提出 配電網(wǎng) 設(shè)備安裝狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)等多維度的科學(xué)評(píng)價(jià)方法。在局部放電在線監(jiān)測(cè)和集成化管理、設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成化平臺(tái)化方面的研究較少。尚未 有基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究的研究見于 報(bào)道。 （ 1）與 電網(wǎng)公司 現(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)通訊 項(xiàng)目在多種裝置通訊方式的解析上，面臨著多種檢測(cè)方式、檢測(cè)裝置、廠家、通訊協(xié)議，造成在多種檢測(cè)通訊方式解析過程中較大的工作量，同時(shí)，由于各廠家協(xié)議開發(fā)程度不同，又給各通訊方式解析帶來了一點(diǎn)困難。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，本項(xiàng)目會(huì)與各檢測(cè)裝 置廠家進(jìn)行技術(shù)交流，保證各儀器檢測(cè)通訊方式的統(tǒng)一，減低通訊方式解析風(fēng)險(xiǎn)。 15 （ 2）各類檢測(cè)數(shù)據(jù)算法的解析 由于本身項(xiàng)目設(shè)計(jì)的算法的跨專業(yè)性與集成性，需要對(duì)各類檢測(cè)算法進(jìn)行深入分析，因此本項(xiàng)目的具體實(shí)施過程，需要和有一定研發(fā)能力、有 配電網(wǎng) 設(shè)備檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)的廠家合作完成，保證各類檢測(cè)算法的有效性，避免智能檢測(cè)終端，僅完成數(shù)據(jù)采集，而無法進(jìn)行數(shù)據(jù)高級(jí)分析的處境。 (3)診斷技術(shù)模型的建立 診斷技術(shù)模型的建立包括研建立 配電網(wǎng) 設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估模型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型以及經(jīng)濟(jì)評(píng)估模型，提出 配電網(wǎng) 設(shè)備按照狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)等多維度進(jìn) 行評(píng)估的科學(xué)評(píng)價(jià)方法。 1)配電網(wǎng) 設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估模型的建立 針對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備特點(diǎn)，建立基于 配電網(wǎng) 線路的數(shù)據(jù)模型，將地理信息、設(shè)備位置、設(shè)備臺(tái)帳、健康狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)等進(jìn)行集中呈現(xiàn)，統(tǒng)一調(diào)度；并對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。 2)配電網(wǎng) 設(shè)備健康狀態(tài)多維度評(píng)估方法的研究 配電網(wǎng) 設(shè)備的運(yùn)行可靠性有了很大提高，但隨著社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，負(fù)荷的不斷增加，設(shè)備故障也時(shí)有發(fā)生。為了更好的保證 配電網(wǎng)設(shè)備安全可靠的運(yùn)行，結(jié)合各類分析模型與分析方法，對(duì) 配電網(wǎng) 設(shè)備在狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)角度進(jìn)行評(píng)估。 (4)“云平臺(tái)”信息 系統(tǒng)開發(fā) 云系統(tǒng) 開發(fā)涉及到 通訊 協(xié)同、 虛擬桌面、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算服務(wù)、系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)匯總、 大 數(shù)據(jù) 分析、算法管理、 權(quán)限管理、基本信息維護(hù)、 軟硬件 協(xié)同開發(fā)、 云計(jì)算平臺(tái)監(jiān)控等 關(guān)鍵 技術(shù) ， 涉及 的技術(shù)面廣 、所需投資 大、 開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、開 發(fā) 難度大。 16 三、 項(xiàng)目 申請(qǐng)單位具備的研究基礎(chǔ)和條件 編寫要求： 1. 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的情況介紹 ， 專業(yè)、特長(zhǎng)、工作量和在本項(xiàng)目中的作用 ； 2. 項(xiàng)目申請(qǐng)單位在相關(guān)研究領(lǐng)域曾開展的工作、曾取得的科研成果、曾獲得的榮譽(yù) ； 3. 項(xiàng)目申請(qǐng)單位在相關(guān)研究領(lǐng)域已有的軟硬件平臺(tái) 、理論研究環(huán)境、實(shí)驗(yàn)室條件 等 。 項(xiàng)目申請(qǐng)單位 ?? 項(xiàng)目協(xié)作單 位 —— 廣西西大優(yōu)能電氣科技有限公司，成立于 20xx年 10 月，注冊(cè)資本 1050 萬元，前身是具有 30 余年歷史的廣西大學(xué)電力系統(tǒng)最優(yōu)化研究所。公司主要從事電力系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行及相關(guān)技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用，涉及：在線最優(yōu)潮流、水火電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流、滿足互聯(lián)電網(wǎng) CPS 新標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu) AGC 控制、電力系統(tǒng)最優(yōu)穩(wěn)定控制、電力系統(tǒng)運(yùn)行極限、電壓穩(wěn)定、狀態(tài)估計(jì)、無功優(yōu)化、基于 Inter 的新一代縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)、 配電網(wǎng) 網(wǎng)自動(dòng)化、智能電網(wǎng)與新能源開發(fā)、發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度、并行與分布計(jì)算技術(shù)等。 依托廣西大學(xué)多學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì)，公司組建了 一支由教授、博士以及年輕教師、工程師構(gòu)成的專業(yè)化隊(duì)伍。公司現(xiàn)有員工 97 人，其中教授 2 名，副教授 5 名，博士 15 人，碩士 78 人。公司依托廣西大學(xué)建立的研發(fā)中心擁有 RTDS 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真