【文章內容簡介】 器，電力云計算平臺，電網(wǎng)調度自動化實時仿真與在線監(jiān)控一體化平臺，電力系統(tǒng)高級應用軟件開發(fā)平臺，以及 BPA、 PSASP、 EMTDC 等先進仿真分析軟件，可為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提供強有力的技術支持。 廣西大學電力系統(tǒng)最優(yōu)化研究所 有著多年的調度自動化項目開發(fā) 17 和維護經(jīng)驗，所開發(fā)的 新一代電網(wǎng) 調度自動化系統(tǒng)采用最先進的Inter 中 間件技術和中間件技術，面向縣級調度及中小型地調，在統(tǒng)一的平臺上集調度自動化、配網(wǎng)自動化、電網(wǎng)分析軟件、調度管理及配網(wǎng)管理等功能于一體，是新一代電力企業(yè)自動化應用支撐平臺。系統(tǒng)不僅完全具備國標《縣級電網(wǎng)調度自動化功能規(guī)范》所規(guī)定的各項功能，滿足電力系統(tǒng)調度運行的要求，還增加了用戶管理、地理信息、系統(tǒng)對時、短信服務、移動辦公等功能。該系統(tǒng)獲得 4 項專利： ZL 實現(xiàn)電網(wǎng)調度自動化方法 發(fā)明專利 ZL 電網(wǎng)調度 自動化控制裝置 實用新型 ZL 網(wǎng)絡單向通信控制裝置 實用新型 ZL 調度子站通信集成服務器 實用新型 ZL 實現(xiàn)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定域可視化的方法 發(fā)明專利 配網(wǎng)自動化是 研究所 專注的重要領域，所承擔的 智能 配電網(wǎng) 網(wǎng)系統(tǒng)關鍵技術研究 項目 ，配合廣西電網(wǎng)公司已有和擬建的 配電網(wǎng) 網(wǎng)信息、生產管理系統(tǒng)，對比各個系統(tǒng)的特點，研究整合 配電網(wǎng) 網(wǎng)智能化運行的生產管理系統(tǒng)關鍵 技術，提出一套 配電網(wǎng) 網(wǎng)生產管理系統(tǒng)建設實施方案，開發(fā)一套智能 配電網(wǎng) 網(wǎng)生產管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)測試分析軟件。 該項目成果已應用于廣西電網(wǎng)欽州供電局的配網(wǎng)管理自動化系統(tǒng)。 研究所 對 電力 高級應用軟件的開發(fā)也有著諸多經(jīng)驗，其中與清華大學盧強院士團隊共同研發(fā)的上海電網(wǎng) AEMS 系統(tǒng)首次實現(xiàn)了最優(yōu)潮流的在線應用，并被美國著名的 GE 公司嵌入其 EMS 系統(tǒng)中，走向世界。開發(fā)的 7 個優(yōu)化應用軟件還嵌入南瑞 OPEN3000EMS 系統(tǒng)，應用于蘇丹國家電網(wǎng)調度中心，是中國電力行業(yè)首個出口軟件，項目實施過程中接受了世界上著名的德國監(jiān)理 拉梅 爾國際咨詢公司（ Lahmeyer International）的監(jiān)督、考核，并獲得了 SAT（現(xiàn)場測試）證書，通 18 過了后期 AVT（可靠性測試）。 此外，研究所還圍繞交直流水火電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行和新能源開發(fā)利用等廣西電力工業(yè)急需解決的重大技術問題，在電力系統(tǒng)最優(yōu)運行的新理論及相關技術、大規(guī)模復雜電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定控制、大規(guī)模新能源接入智能電網(wǎng)關鍵技術等方向進 行了原創(chuàng)性的學術和應用研究，取得了一系列可喜的成果。 四、 項目研究內容 、技術路線與實施方案 1. 項目研究內容的詳細說明 主要研究內容 配電網(wǎng) 設備綜合智能檢測終端技術研究 (1)配電網(wǎng) 檢測裝置通訊方式 的 研究 對局內目前使用的主要廠家的檢測裝置進行調研，制訂 配電網(wǎng) 設備綜合檢測終端與檢測裝置間的數(shù)據(jù)通訊接口方式 ；針對 多種檢測方式， 研究 檢測裝置數(shù)據(jù)轉換接口 方式； 對 配電網(wǎng) 檢測裝置通訊方式進行深入研究， 并對 配電網(wǎng) 檢測裝置通訊 方式進行設計研究 。 (2)配電網(wǎng) 檢測裝置數(shù)據(jù)分析算法研究 對相對成熟穩(wěn)定的數(shù)據(jù)分析算法進行深入研究， 研究開發(fā) 智能 設備集成 檢測終端 。 (3)配電網(wǎng) 綜合智能檢測終端應用研發(fā) 對不同的作業(yè)模式進行業(yè)務分析 ； 對檢測終端應用的數(shù)據(jù)結構 、界面 UI、功能架構進行 研究和 設計； 研發(fā)基于 Windows 平臺的 配電網(wǎng) 綜合智能檢測終端。研究檢測類型管理（切換到相應的檢測方式，應用將自動切換通訊方式）、檢測基本參數(shù)管理、數(shù)據(jù)管理、診斷分析（包括各檢測方式的單一診斷，針對同一設備的不同檢測方式的綜合診斷）、規(guī)程標準查詢（提供國際、國家、行業(yè)、企業(yè)各種行業(yè)規(guī)范、試驗流程查詢） 等基本功能在檢測終端的實現(xiàn) 。 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 研究 帶電檢測與停電試驗數(shù)據(jù)接入的研究 研究如何通過 4G 網(wǎng)絡技術實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集，研究檢測裝置的接入標準； 對平臺和檢測設備之間的通訊方式、數(shù)據(jù)傳輸速度的優(yōu)化等 進行 專門研究。 研究 自動化的處理信道沖突 ， 實現(xiàn)通信系統(tǒng)封閉性，保證數(shù)據(jù)安全 的方法 。考慮系統(tǒng)未來 的擴展性，對智能檢測裝置、非智能檢測裝置的數(shù)據(jù)結構進行研究。 專家診斷方法的研究 19 （ 1） 數(shù)據(jù)模式識別的研究 對信號特征參數(shù)的提取和 數(shù)據(jù)模式識別 進行研究；研究 支持向量機分類模型識別超聲波局部放電 的方法 ； 研究 基于控制圖技術 的 紅外測溫圖形智能識別 技術 。 （ 2） 基于統(tǒng)計分析算法的規(guī)范標準值研究 在收集大量歷史數(shù)據(jù)的基礎上，利用統(tǒng)計分布曲線，擬合已有歷史數(shù)據(jù)特性，研究 配電網(wǎng) 設備的局放狀態(tài) 分界點和相關閥值等標準參數(shù)。 （ 3） 關柜局部放電超聲波檢測技術 研究 應 用語音處理技術對音頻信號進行處理， 研究 表征局部放電的語音特征參數(shù) 提取方法 ， 以 提高局部放電檢測效率。 (4)基于支持向量機和數(shù)據(jù)庫的局放識別算法 研究 研究相關數(shù)據(jù)庫的構建方法；研究 建立合適的支持向量機分類模型， 使得 新晉檢測數(shù)據(jù)加入到數(shù)據(jù)庫中反哺支持向量機分類模型。 (5)配電網(wǎng) 設備診斷知識庫功能的研發(fā) 研究 檢測數(shù)據(jù)庫井動態(tài)更新 方法；研究數(shù)據(jù) 信息的歸檔和整理 方法 ，以達到智能分析電力設備絕緣狀態(tài)的目的。 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 的研發(fā) 研究通過 無線網(wǎng)絡實現(xiàn)對 配電網(wǎng) 設備的 帶電檢測 ； 研究 建立診斷知識庫、應用各類診斷算法，對相關數(shù)據(jù)進行分析處理， 研究 數(shù)據(jù)交互與共享能力實現(xiàn) 的方法 ；研究平臺的關鍵功能模塊，包括 數(shù)據(jù)中心模塊、帶電檢測模塊、集合診斷模塊，知識庫管理模塊、統(tǒng)計分析模塊等 功能 。 2 主要技術難點 （ 1）與 電網(wǎng)公司 現(xiàn)有的檢測設備數(shù)據(jù)通訊 項目在多種裝置通訊方式的解析上，面臨著多種檢測方式、檢測裝置、廠家、通訊協(xié)議，造成在多種檢測通訊方式解析過程中較大的工作量，同時，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困難。在項目實 施過程中，本項目會與各檢測裝置廠家進行技術交流，保證各儀器檢測通訊方式的統(tǒng)一，減低通訊方式解析風險。 （ 2）各類檢測數(shù)據(jù)算法的解析 由于項目設計的算法 具有 跨專業(yè)性與集成性 的 特點 ，需要對各類檢測算法進行深入分析，因此本項目的具體實施過程，需要和有一定研發(fā)能力、有 配電網(wǎng) 設備檢測經(jīng)驗的廠家合作完成，保證各類檢測算法的有效性，避免智能檢測終端，僅完成數(shù)據(jù)采集，而無法進行數(shù)據(jù)高級分析的處境。 (3)診斷技術模型的建立 診斷技術模型的建立包括研建立 配電網(wǎng) 設備健康狀態(tài)評估模型、風險評估模型以及經(jīng)濟評估模型，提出 配電網(wǎng) 設 備按照狀態(tài)、風險、經(jīng)濟等多維度進行評估的科學評價方法。 (4)“云平臺”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、計算服務、系統(tǒng)維護、數(shù)據(jù)匯總、大數(shù)據(jù)分析、算法管理、權限管理、基本信息維護、軟硬件協(xié)同開發(fā)、云 20 計算平臺監(jiān)控等關鍵技術，涉及的技術面廣、所需投資大、開發(fā)時間長、開發(fā)難度大。 2. 項目研究擬采用的技術路線 總體 架構 系統(tǒng)總體采用平臺化結構，基于 IEC 61970 標準和 SOA 架構，在基礎平臺上構建不同業(yè)務應用的系統(tǒng)框架，并實現(xiàn)平臺和應用的匹配以及備應用的一體化建設，應用 功能采用模塊化方式開發(fā)，在統(tǒng)一接口標準的基礎上，實現(xiàn)應用功能在支撐平臺上的“即插即用”，同時能把應用包裝成服務功能，為其他應用提供功能服務。 用 戶 訪 問定 制 開 發(fā) 服 務云 服 務 器數(shù) 據(jù) 壓 縮 服 務數(shù) 據(jù) 中 轉 服 務診 斷 分 析 服 務專 家 知 識 庫 支 持數(shù) 據(jù) 中 心 管 理檢 測 管 理公 司 內 部 網(wǎng) 絡數(shù) 據(jù) 采 集 模 塊 選 擇 設 備 模 塊信 號 處 理 模 塊無 線 網(wǎng) 絡 模 塊云 檢 測 模 塊數(shù) 據(jù) 管 理 模 塊應 用 設 備 模 塊功 能 顯 示 模 塊專用網(wǎng)絡專用網(wǎng)絡超 聲 波 檢 測 儀 振 蕩 波 檢 測 儀? ?平 板 設 備U S B 通 訊 接 口 圖 1 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 部署架構 平臺系統(tǒng)基于 4G 網(wǎng)絡傳輸技術，具備檢測及試驗數(shù)據(jù)采集、儲存、 21 分析、診斷、管理等功能，制定 配電網(wǎng) 設備檢測統(tǒng)一接口標準，與檢測裝置直接通訊，獲取現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)；通過行波定位法、雙端定位法、支持向量機分類識別、紅外圖像識別等算法為現(xiàn)場檢測人員提供輔助分析的方法；同時，平臺將搭建知識庫模型，以實現(xiàn)通過多維度數(shù)據(jù)檢測 信息的綜合診斷功能；平臺將通過南網(wǎng)標準接口與 配電網(wǎng) 生產系統(tǒng)通訊，獲取設備臺賬數(shù)據(jù)。平臺通過信息化手段有效的管理帶電檢測數(shù)據(jù)、停電試驗數(shù)據(jù)，進行檢測專業(yè)化數(shù)據(jù)分析、診斷。 主要包括設備數(shù)據(jù)中心、故障預警、專家診斷、專家診斷、決策模塊、數(shù)據(jù)采集模塊。其結構如圖 1 所示。 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 包括設備數(shù)據(jù)中心（包括震蕩波局放檢測數(shù)據(jù)、超聲波局放檢測數(shù)據(jù)、地電波局放檢測數(shù)據(jù)、紅外測溫數(shù)據(jù)）、故障預警模塊（包括設備故障識別、設備狀態(tài)判斷）、專家診斷模塊（包括診斷結果、設備運維建議）、決策模塊（包括 專家級決策知識庫、診斷分析）如圖 2 所示 設 備 數(shù) 據(jù) 中 心振 蕩 波 局 放 檢 測 數(shù) 據(jù)超 聲 波 局 放 檢 測 數(shù) 據(jù)雷 電 波 局 放 檢 測 數(shù) 據(jù)紅 外 測 溫 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 采 集 模 塊無 線 數(shù) 據(jù) 接 入決 策 模 塊專 家 級 決 策 知 識 庫診 斷 分 析故 障 預 警故 障 識 別設 備 狀 態(tài) 預 判專 家 診 斷診 斷 結 果設 備 運 維 建 議 圖 2 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 功能架構 研究技術路線 22 主要的技術路線是研究兩大部分： 配電網(wǎng) 設備綜合智能檢測終端技術研究和 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 研究。 配電網(wǎng) 設備綜合智能檢測終端技術研究 方案 基于 Windows 平臺研發(fā) 配電網(wǎng) 設備綜合檢測終端應用，該終端應用于平板電腦，通過平板 USB 接口或 WIFI 與現(xiàn)場檢測設備進行通訊互聯(lián)，兼容超聲波、地電波、紅外、振蕩波、超高頻等多種檢測方式、診斷算法于一身；檢測人員只需更 換檢測設備便可實現(xiàn) 1 終端對多類檢測方式的操作。同時，平板電腦通過無線網(wǎng)絡與檢測相關后臺進行數(shù)據(jù)通訊，保證數(shù)據(jù)管理有效性、共享性。 (1)配電網(wǎng) 檢測裝置通訊方式研究 方案 通過對 配電網(wǎng) 檢測的整體調研，充分了解目前 配電網(wǎng) 檢測的主要檢測方式，包括振蕩波、超聲波、地電波、紅外檢測方法等，并理解其檢測技術的原理；對局內目前使用的主要廠家的檢測裝置進行調研，制訂 配電網(wǎng) 設備綜合檢測終端與檢測裝置間的數(shù)據(jù)通訊接口，接口方式擬采用 WIFI 或 USB 接口方式；針對多種檢測方式，可考慮增加檢測裝置數(shù)據(jù)轉換接口。本項目對 配電網(wǎng) 檢測裝置 通訊方式進行深入研究，最終提交 配電網(wǎng) 檢測裝置通訊設計報告。 (2)配電網(wǎng) 檢測裝置數(shù)據(jù)分析算法研究 方案 本項目將通過對主流檢測方式的確定，對相對成熟穩(wěn)定的數(shù)據(jù)分析算法進行深入研究，并集成于智能檢測終端應用中，例如：振蕩波行波定位、帶通濾波算法、小波濾波算法、基于支持向量機的超聲波模式識別、紅外圖像識別算法。 (3)配電網(wǎng) 綜合智能檢測終端應用研發(fā) 方案 配電網(wǎng) 綜合智能檢測終端應用，將引入不同的作業(yè)模式，并對不同的作業(yè)模式進行業(yè)務分析。包括巡視過程、試驗過程，同時，對檢測終端應用的數(shù)據(jù)結構、界面 UI、功能架構進行設 計， 配電網(wǎng) 綜合智 23 能檢測終端將基于 Windows 平臺進行研發(fā)，擬研發(fā)基本功能包括檢測類型管理（切換到相應的檢測方式，應用將自動切換通訊方式）、檢測基本參數(shù)管理、數(shù)據(jù)管理、診斷分析（包括各診斷方式的單一診斷、針對同一設備的應用不同檢測方式的綜合診斷）、規(guī)范標準查詢（提供國際、國家、行業(yè)、企業(yè)各種行業(yè)規(guī)范、試驗流程查詢）。 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 研究 方案 研究多種 配電網(wǎng) 檢測裝置通訊方式（包括振蕩波、超聲波、地電被、紅外測溫等），通過 4G 網(wǎng)絡技術實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集，并提出檢測裝置接入標準 ：課題結合檢測業(yè)務、數(shù)據(jù)管理，融合行波點位算法，向量機算法識別、紅外圖像分析等多種檢測算法，建立智能檢測知識庫，提出綜合診斷方法；搭建 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 ，提供數(shù)據(jù)分析與診斷服務，減低現(xiàn)場檢測對人員的專業(yè)化要求，提高檢測效率。 (1)帶電檢測與停電試驗數(shù)據(jù)接入的研究 方案 基于 配電網(wǎng) 設備帶電檢測及試驗數(shù)據(jù)集成，應用 4G 網(wǎng)絡技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線通訊，建立數(shù)據(jù)中心是本項目的工作重點。數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)管理功能可實現(xiàn)對眾多智能前端檢測單元的數(shù)據(jù)采集包括（蕩波局放檢測數(shù)據(jù)、超聲波局放檢測數(shù)據(jù)、地電波局放 檢測數(shù)據(jù)、紅外測溫數(shù)據(jù)）；對平臺和檢測設備之間的通訊方式、數(shù)據(jù)傳輸速度的優(yōu)化等課題將要做專門研究。滿足檢測大數(shù)據(jù)量通信速率；自動化的處理信道沖突：實現(xiàn)