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變電站的傳統(tǒng)管理模式通常安排高壓值班電工固定在變電站現(xiàn)場，按照規(guī)定的時間表進行值班，負責(zé)設(shè)備的巡視、操作、維護和應(yīng)急工作。這種模式隨著變電站規(guī)模的不斷擴大和運維人員年齡的不斷增長，不可避免地會面臨人員數(shù)量不足、管理成本高企、專業(yè)能力有限等等問題：

1. 運維人員數(shù)量不足：在一些變電站，特別是偏遠或交通不便的地區(qū)，就職意愿較低，可能無法確保足夠的值班人員。

2. 人員技能水平不高：由于值班人員每年操作機會極少，實操經(jīng)驗難以積累，導(dǎo)致值班人員的技能水平普遍較低。

3. 變電站管理成本高：由于人員配置和排班方式的限制，傳統(tǒng)變電站值班管理模式的管理成本相對較高。

4. 變電站巡檢效果差：人工定期巡檢非實時監(jiān)控，在SCADA未配置的變電站存在巡檢盲區(qū)，產(chǎn)生處置響應(yīng)不及時的問題。

5. 搶修能力基本缺失：變電站沒有完備的備品備件庫，沒有專業(yè)的搶修施工力量，沒有專業(yè)的檢測儀器和維修設(shè)備。

以上種種問題，最終都會影響到變電站的安全運行。為了解決這些問題，我們采用數(shù)智化變電站運維模式做了一些管理實踐。

變電站數(shù)智化運維的實踐

變電站數(shù)智化運維，是指利用現(xiàn)代信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、云計算以及人工智能等先進技術(shù)，對變電站的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障預(yù)警與遠程控制，實現(xiàn)變電站運維管理的高效化、智能化與精細化。這種運維模式打破了傳統(tǒng)的人工巡檢和經(jīng)驗判斷的方式，通過數(shù)字化手段實現(xiàn)了對變電站設(shè)備的全面監(jiān)控和智能管理，在提高運維效率、增強安全管理、優(yōu)化資源配置、提升設(shè)備可靠性、推動變電站智能化發(fā)展以及降低運維成本等方面具有重要意義。

衡誠能源科技（上海）有限公司（以下簡稱衡誠）地處上海，代維客戶變電站300多個，變壓器裝接容量超過3200MVA，在近些年的變電站托管代維業(yè)務(wù)中，積極探索數(shù)智化運維，獲得了一些初步的經(jīng)驗。

衡誠的數(shù)智化運維模式，是由線上集控站、線下巡操班、應(yīng)急搶修中心三位一體構(gòu)成基本組織框架，以數(shù)智化云平臺為核心展開變電站運維服務(wù)的管理生態(tài)。

數(shù)智化云平臺于2016年自主開發(fā)上線，2018年全部重寫底層代碼，在這一版基礎(chǔ)上逐年開發(fā)新功能，為推行數(shù)智化運維奠定了堅實基礎(chǔ)。

云平臺的工作原理比較簡單，就是將變壓器、開關(guān)設(shè)備等現(xiàn)場采集的關(guān)鍵運行數(shù)據(jù)通過4G傳輸?shù)皆贫耍Y(jié)合邊緣計算和云計算技術(shù)，對采集到的數(shù)據(jù)進行清洗、整合和分析，將變配電系統(tǒng)的運行狀況進行直觀展示，及時推送設(shè)備故障信息和越限告警信息。其主要功能包括數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理與分析、遠程監(jiān)控與智能診斷、智能調(diào)度與遠程控制、能效管理與優(yōu)化、運維管理與決策支持等。

2019年起很多園區(qū)客戶、商業(yè)樓宇客戶和數(shù)據(jù)中心客戶紛紛接入數(shù)智化云平臺，其中也包括一批采用數(shù)智化運維模式的變電站。

變電站要實施數(shù)智化運維，大體上需要三個步驟。首先是對變電站進行數(shù)字化改造，安裝高精度傳感器、智能終端和通信傳輸設(shè)備，使得變電站的關(guān)鍵設(shè)備運行參數(shù)如電壓、電流值等可以被實時采集、發(fā)送。然后，現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過4G傳輸遠程接入到云平臺,由平臺維護工程師進行可視化界面開發(fā)，構(gòu)建的數(shù)字化遠程監(jiān)控界面可以允許管理人員隨時隨地通過手機、電腦等查看系統(tǒng)運行狀態(tài)。再下一步就是組建區(qū)域管理中心，完成線上線下的融合。

區(qū)域中心的組建，需要按照管轄變電站的數(shù)量，配備合適的巡視車輛、檢測設(shè)備、維修工具和備品備件，安排富有經(jīng)驗的區(qū)域經(jīng)理和運行人員組成專業(yè)的運檢團隊。運檢團隊的主要任務(wù)包括：對區(qū)域內(nèi)變電站進行24小時監(jiān)盤；定期到變電站內(nèi)進行健康檢查，以及點檢、特巡、保駕等特殊任務(wù)；按平臺給出的檢修指令，快速趕到現(xiàn)場處置，組織應(yīng)急搶修。

圍繞變電站數(shù)智化運維，衡誠還可以提供一系列線下增值服務(wù)，包括電氣預(yù)防性試驗、局放檢測、紅外熱成像檢測、設(shè)備深度保養(yǎng)、更新改造、新型電力系統(tǒng)建設(shè)等等。

為了提升數(shù)智化運維的可靠性，衡誠在上海不同區(qū)域建設(shè)了多個搶修中心。搶修中心實行24小時人員待命機制，配備工程車輛、搶修設(shè)備和電試器具，還配有常用備品備件倉庫，包括線纜和接頭材料。搶修中心與區(qū)域中心距離控制在10分鐘車程以內(nèi)，部分搶修中心與重要的區(qū)域中心合并設(shè)置，以提高應(yīng)急搶修能力。

數(shù)智化運維體系與傳統(tǒng)值班管理的對比

    從衡誠的實踐看，變電站數(shù)智化運維體系在監(jiān)測手段、故障處理、資源配置、決策支持以及安全性與可靠性等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)值班管理。

1.  監(jiān)測手段

o   傳統(tǒng)值班管理：依賴于人工定時巡檢和值班人員的經(jīng)驗判斷，存在漏檢、錯檢風(fēng)險。

o   數(shù)智化運維：采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術(shù)，實現(xiàn)實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析，提高監(jiān)測的準確性和時效性。

2.  故障處理

o   傳統(tǒng)值班管理：故障發(fā)現(xiàn)和處理依賴于值班人員的經(jīng)驗和反應(yīng)速度，處理時間長且效率低。

o   數(shù)智化運維：通過智能診斷系統(tǒng)快速定位故障原因并提供維修建議，及時傳遞搶修命令和故障信息到搶修中心，縮短故障處理時間，提高運維效率。

3.  資源配置

o   傳統(tǒng)值班管理：資源配置依賴于值班人員的經(jīng)驗和判斷，難以實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

o   數(shù)智化運維：利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對運維數(shù)據(jù)進行深入挖掘和分析，為資源配置提供科學(xué)依據(jù)，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和高效利用。

4.  決策支持

o   傳統(tǒng)值班管理：決策依賴于值班人員的經(jīng)驗和直覺，缺乏科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

o   數(shù)智化運維：提供豐富的運維數(shù)據(jù)和報告，為運維決策提供科學(xué)依據(jù)和決策支持，提高決策的準確性和效率。

5.  安全性與可靠性

o   傳統(tǒng)值班管理：安全性依賴于值班人員的責(zé)任心和操作技能，存在人為因素導(dǎo)致的安全隱患。

o   數(shù)智化運維：通過實時監(jiān)測和智能預(yù)警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)并處理安全隱患，提高變電站的安全性和可靠性。

變電站數(shù)智化運維的未來展望

變電站數(shù)智化運維作為電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的重要組成部分，其未來發(fā)展前景廣闊。

在技術(shù)創(chuàng)新層面，可以預(yù)見運維系統(tǒng)的智能化和自動化水平將不斷提升：

1、更高級的傳感器與檢測技術(shù)

隨著傳感器技術(shù)的不斷進步，未來的變電站數(shù)智化運維將采用更高級、更精確的傳感器，實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測和精準診斷。    這些傳感器將具有更高的靈敏度、更廣的監(jiān)測范圍和更強的數(shù)據(jù)處理能力，為運維人員提供更全面、更準確的設(shè)備狀態(tài)信息。

2、大數(shù)據(jù)與人工智能的深度融合

大數(shù)據(jù)技術(shù)將進一步與人工智能算法相結(jié)合，實現(xiàn)對運維數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析。通過機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法，對設(shè)備故障進行預(yù)測和預(yù)警，提高運維的智能化水平。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)還將支持運維決策的制定，為運維人員提供更科學(xué)的決策依據(jù)。

3、物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將進一步普及，實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)的實時傳輸。5G通信技術(shù)的引入將提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群涂煽啃裕瑸檫h程監(jiān)控和實時控制提供有力支持。這將使得運維人員能夠隨時隨地掌握設(shè)備狀態(tài)，及時響應(yīng)和處理設(shè)備故障。

4、數(shù)字孿生與虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字孿生技術(shù)將構(gòu)建變電站的數(shù)字化模型，實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測和模擬分析。虛擬仿真技術(shù)將用于模擬設(shè)備故障和運維過程，為運維人員提供培訓(xùn)和實踐機會。這些技術(shù)的應(yīng)用將提高運維的準確性和效率，降低運維成本。

從發(fā)展趨勢看，運維模式的轉(zhuǎn)型和跨系統(tǒng)整合會逐步實現(xiàn)。

1、智能化與自動化水平不斷提升

隨著技術(shù)的不斷進步，變電站數(shù)智化運維的智能化和自動化水平將不斷提升。未來的運維系統(tǒng)將更加智能化，能夠自主完成設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測、分析和預(yù)警。同時，運維過程也將更加自動化，減少人工干預(yù)和誤操作的風(fēng)險。

2、運維模式向服務(wù)化轉(zhuǎn)型

隨著電力市場改革的深化和競爭的加劇，運維模式將向服務(wù)化轉(zhuǎn)型。運維服務(wù)提供商將提供一站式的解決方案，包括設(shè)計、建設(shè)、運維和優(yōu)化等。這將使得運維過程更加高效、便捷和可靠，滿足用電企業(yè)的多元化需求。

3、跨系統(tǒng)整合與協(xié)同作戰(zhàn)

未來的變電站數(shù)智化運維將實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的無縫整合和協(xié)同作戰(zhàn)。這包括與能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等其他系統(tǒng)的整合和協(xié)同作戰(zhàn)，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和高效利用。同時，運維過程也將更加協(xié)同和高效，提高電力系統(tǒng)的整體運行效率和安全性。

4、標準化與規(guī)范化建設(shè)不斷推進

隨著技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的不斷深入，變電站數(shù)智化運維的標準化和規(guī)范化建設(shè)將不斷推進。這將包括運維數(shù)據(jù)的標準化、運維流程的規(guī)范化以及運維人員的培訓(xùn)和認證等方面。通過標準化和規(guī)范化建設(shè)，將提高運維的效率和準確性，降低運維成本。

變電站數(shù)智化運維的未來充滿機遇和挑戰(zhàn)。

1、技術(shù)集成與數(shù)據(jù)安全問題

數(shù)智化運維系統(tǒng)需要整合視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、遠程控制等多種技術(shù)，技術(shù)集成復(fù)雜度高，需確保各系統(tǒng)間的無縫對接和高效協(xié)同。同時，變電站運行數(shù)據(jù)涉及國家安全與商業(yè)秘密，遠程傳輸過程中必須采取嚴格的數(shù)據(jù)加密和訪問控制措施，防止數(shù)據(jù)泄露。

2、實時性與準確性要求

遠程運維要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r反映變電站狀態(tài)，快速響應(yīng)異常情況，這對數(shù)據(jù)傳輸速度、處理能力和算法精度提出了高要求。數(shù)據(jù)的準確性和完整性對于運維決策至關(guān)重要，任何誤差都可能導(dǎo)致誤判或延誤處理時機。

3、運維人員技能轉(zhuǎn)型

從傳統(tǒng)的人工運維向遠程運維轉(zhuǎn)變，運維人員需要掌握新的技術(shù)工具和操作方法，進行技能升級和培訓(xùn)。部分運維人員可能對新技術(shù)接受度不高，或缺乏必要的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)資源，導(dǎo)致技能轉(zhuǎn)型困難。

4、運維成本與投資回報

數(shù)智化運維系統(tǒng)的建設(shè)和維護需要較大的資金投入，包括硬件設(shè)備的購置、軟件系統(tǒng)的開發(fā)、運維人員的培訓(xùn)等。如何在保證運維效果的同時，合理控制運維成本，實現(xiàn)投資回報，是數(shù)智化運維面臨的重要挑戰(zhàn)。

5、政策與法規(guī)的適應(yīng)性

隨著變電站數(shù)智化運維的發(fā)展，相關(guān)的政策與法規(guī)也需要不斷更新和完善，以適應(yīng)新技術(shù)和新模式的發(fā)展需求。部分政策與法規(guī)可能存在滯后性，或?qū)π录夹g(shù)和新模式的支持不足，限制了數(shù)智化運維的推廣和應(yīng)用。

要應(yīng)對以上挑戰(zhàn)，電力企業(yè)需要緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢和市場需求變化，不斷創(chuàng)新和進步。可以通過加強技術(shù)集成與數(shù)據(jù)安全防護、提高數(shù)據(jù)傳輸與處理速度、加強運維人員培訓(xùn)與技能提升、優(yōu)化運維成本與投資回報、推動政策與法規(guī)的完善與更新等應(yīng)對策略，來推動變電站數(shù)智化運維的健康發(fā)展。