【运维之道】基于“大云物移”的智能运检技术推动-传统运检模式的变革.doc
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1、【运维之道】基于“大云物移”的智能运检技术推动 传统运检模式的变革 一、实施背景(一)全面推进公司“互联网+”战略的有力支撑在公司科技创新工作座谈上,舒印彪董事长指出,从公司发展看,建设国际一流企业必须依靠创新,我们要大力推动“互联网+”与营销服务、业扩报装、运维检修、资产管理等公司核心业务深度融合,依靠创新不断提高管理现代化水平,向管理要效益。以建立高效运转的现代运检体系为目标,推进现代信息通信技术、智能控制技术与运检专业的深度融合,提升运检专业管理穿透力和设备状态管控力,全面转变电网发展方式,进一步夯实电网坚强基础,为建设“一强三优”的现代公司奠定坚实的基础。(二)公司适应大电网发展新要求
2、的必然选择电网发展已进入特高压交直流混联、区域电网互联,以及配电网自动化加速推进的新阶段,设备规模大幅增长,新设备、新技术加快应用,电网装备水平取得长足发展,与此同时设备规模大幅增长,新设备、新技术加快应用,对设备状态管控能力建设提出更高要求。十三五期间,特高压的快速发展,但其输电距离长,通道窄,沿途环境复杂,雷电、覆冰、飑线风、山火等自然灾害和外力破坏引发大面积停电的风险将长期存在,“强直弱交”的电网结构对安全运行带来巨大压力,输电线路“三跨”(跨越高速铁路、高速公路、重要线路)事关公共安全和电网安全,加之部分配电网架水平、设备状况等相对落后,因而,进一步提高安全管理水平、强化设备管控能力建
3、设是解决这些制约大电网发展问题的必然选择。(三)公司进一步提升运检工作管控力的必由之路目前,公司运检人员配置率偏低,部分地区、部分专业人员配置率甚至不足50%,与快速增长的电网规模间的矛盾日益突出。部分省、市检修公司管理设备多、范围广,传统管理方式对生产一线运检工作的管控力度不足,不能满足状态实时可知可控的要求,亟需构建更加高效的生产指挥协调机制,进一步提升设备管理精益化水平。部分直辖市和大型城市需要进一步优化业务流程、创新管理模式,提高资源优化配置效率。因此,推进传统运检模式变革,是当前以及一定时期内提升运检工作管控力的核心和必由之路。(四)“大云物移”等新技术发展提供了历史机遇目前,公司在
4、设备、环境和人员的状态管控方面还缺乏有效手段,亟需以智能化为方向,推动现代信息通信技术、设备状态检测技术与传统运检业务的融合,加快智能运检体系建设,引领适应电网快速发展的运检管理和技术变革。以互联网技术为核心、以“工业4.0”为代表的新一轮科技革命和产业变革正在深刻影响传统产业,“大数据、云计算、物联网、移动互联”等现代信息通信新技术为运检技术创新发展和管理模式变革带来了难得的历史机遇。二、内涵和做法内涵:依托“大云物移”等新技术应用,以实现电网更安全、服务更优质、运检更高效为目标,主动适应国家“互联网+”战略和电网发展规律。做法:以大数据分析为数据基础,以云计算为信息处理基础,实现运检数据智
5、能驱动;以物联网为信息、设备等生产要素的互联基础,以移动互联技术为作业基础,全面推进“大云物移”技术与运检业务的深度融合。以电网运检智能化分析管控系统为平台,全面融合运检多源数据,发挥一体化生产指挥功能的中枢作用,以推动现代信息通信技术、智能技术与传统运检技术相融合为主线,以设备、通道、运维、检修、生产管理智能化为重点,全面建设智能运检体系,显著提升设备状态管控能力和运检管理穿透力,大力支撑公司“一特四大”战略的实施和坚强智能电网的建设,引领世界范围的电网运检管理模式变革。(一)创新生产指挥集约化平台,优化一体化资源协调机制创新研发覆盖运检业务全过程的电网运检智能化分析管控系统,打造运检生产指
6、挥集约化平台,深化运检工作各类信息互联互通及大数据深度应用,推进运检资源优化配置和运检工作方式创新发展,实现生产指挥及决策的高度智能化和集约化。1.生产全景全息大数据展示,打造运检生产“作战地图”以物联网、移动互联网技术应用为基础,大规模、全方位、多手段采集真实、专业、实时的设备及现场数据,以电网运检智能化分析管控系统为平台,将设备、通道、环境等数据信息进行深度融合,大数据多维统计分析、精准定位,完整展示电网运行信息、设备状态信息、运行环境信息、基础地理信息和状态监测信息等。构建起覆盖运维、检测、评价、检修等运检全过程的输、变、配各环节业务场景和设备状态信息的全景全息“作战地图”,达到宏观信息
7、“一目了然”和微观信息“一键穿透”的目标,实现了电网设备全景可视、全息透视。进一步满足生产指挥人员掌控生产全局的需求,为运检专业集约化生产指挥提供了全面、实时、精确的决策依据。2.强化三级联动指挥机制,畅通信息流动及决策执行明确各级运检管理组织的生产指挥功能,厘清上下级单位及同级单位之间的生产指挥职责,理顺指挥流程,强化“公司总部-省公司-地市公司”三级联动指挥机制。优化信息精准、指挥有力、快速高效的指挥体系,实现运检业务全过程的监测管控、信息收集、综合研判、指挥调度、应急指挥和远程会商等。推动建立视频内外网信息安全穿透机制,实现信息畅通流动,科学制定生产指挥决策。3.完善资源集中调配机制,有
8、效应对生产攻坚战依托管控平台功能模块,将当前人员、生产车辆及装备等数据信息嵌入大数据平台,实现生产资料的实时采集、分析及展示。按照属地资源为主、联动资源配合为辅的处置原则,完善资源共享和集中调配机制,提高不同区域之间的资源整合调配能力。优化标准化设备、生产车辆、运检装备等资源配置,推进“大检修”体系在技术装备应用中的深度融合。优化人力资源储备和调配,充分发挥专业运检队伍、专家队伍、后勤保障队伍优势,提高人力资源效率。完善公司内部资源和信息共享方式,强化应急信息分享与救援力量联动,满足特殊情况下的跨单位、跨区域的资源快速集中调配。通过单位、区域内外部的信息互通、人员和技术调配,充分发挥技术、装备
9、和经验的差异化优势,形成资源最优配置格局。4.构建全过程智能管控机制,实现生产全局可控在控构建运检业务全过程智能化管控机制,提升运检工作管控力度。一是通过检修项目、隐患排查、专项检查、工作票、检修作业指导书、检修进度等信息化展示,实现对检修准备、检修过程等工作的总体展示与掌控。二是通过输变配电缆及直流等检修作业面的可视化展示,全方位管控各检修作业现场的实时动态,并建立远程会商机制。三是通过人脸识别、越界告警、检修可视化等智能化手段和方式,实现对检修作业现场任务实施情况、检修工作质量、现场安全等的全过程管控。四是通过环境监测平台,实现电网灾害预警、运行风险分析等功能,提高电网(设备)安全运行可控
10、、能控、在控。(二)突破设备状态传统感知困局,全面提升设备状态管控力充分利用物联网技术建立设备身份识别和状态感知装置、控制装置与设备本体一体化装备,强化生产现场数据的智能采集、实时传输和自动分析,实现人机信息自动交互、设备状态实时掌握、状态异常提前预警、研判评估、辅助诊断等,全面提升设备状态管控力。1.推进设备多源信息互联化,实现状态信息自动感知实现“物联网+”电网,进一步推进设备与信息的互联互通,使设备状态信息更加全面,并且可自动感知。(1)基于物联网技术,创建设备全生命周期信息管理载体。利用RFID卡等物联网技术建立与设备本体一体化、终身化的电子身份识别标签,开展全电网设备身份识别全过程应
11、用,夯实设备精准识别及智能化管理的物理基础。(2)提升设备状态自动感知水平。加强设备和在线监测装置的一体化规划和建设,实现电网自动化系统、生产管理系统的信息交互;加强装置管理,从装置质量提升、技术标准完善、现场实施应用等方面规范在线监测工程化应用;强化在线监测技术应用水平,拓展在线监测范围,提升在线监测的可靠性、稳定性和实用性;全面推进变压器在线监测、GIS在线监测、电缆状态监测、机器人、无人机及直升机巡检等物联网技术的深度应用,全面实现对设备运行状态的实时感知、监视预警。(3)创新外部环境信息智能化采集。针对输电通道,依靠全方位灾害实时监测系统和防外破优化策略,实现输电线路通道灾情隐患的实时
12、监测和感知,做到特高压线路逐塔逐档可视化、重要输电通道全线可视化、重要交跨点逐点监控、重大危险源点人机协防;通过电缆隧道及配套设施综合监控,对通道内各项环境因素进行实时监测和信息采集;围绕变电站环境监测、防盗报警、火灾报警、在线监测,建立多模块联动控制及多系统集成的监测机制;在配网站所内设置温湿度、气体、烟雾、水位等联动监测、报警及自动控制装置。2.强化历史追溯与实时采集结合,开展状态趋势智能预测通过对生产数据(历史追溯)、设备状态监测大数据(实时采集)的综合统计分析,开展状态趋势预判。一是强化历史数据的集成与分析。依托电网运检智能化分析管控系统,接入调度系统(OMS)、状态监测系统、数值气象
13、预报系统等14套业务数据,采用HDFS、HBase、Kafka、Spark组件开展大数据分析工作。建立基于运检大数据的输变配全专业一体化状态信息模型,实现基于数据驱动的规律发现,以及多源海量数据的自动抓取、综合分析、自动预警、智能诊断。二是有效融合实时数据采集,全面开展设备状态趋势智能预测。开展设备运行“内质”分析与预测,建立设备状态分析模型,实现对设备状态的阀值分析、趋势分析、图谱对比,计算设备运行负载状态,强化检修辅助决策的定量分析。实现设备运行“外形”监测与预测,基于设备故障图谱/图像理解与分析,实现设备静态监测图像的异常检测和线路动态视频图像的异常探查。建立主要设备典型缺陷的图像样本库
14、,实现图像数据的规范化转换和表达,智能识别和判断各类典型缺陷或故障。3.整合环境风险因子,开展环境风险实时预警一是优化设备环境风险评估体系。以大数据分析梳理体现重要输电通道风险状态变化的关键信息和趋势规律,实现对重要通道单一灾害和多灾种联合的、季节性的、差异化的综合风险评估。构建电缆通道风险评估大数据库,建立基于多类型风险因子的电缆通道风险评估数学模型及其评价体系,挖掘影响重要电缆通道安全稳定运行的关键原因。二是开展气象灾害智能化预警。通过对雷电定位系统、防雷差异化评估系统、山火监测预警系统、覆冰预测预警系统、气象监测系统等各类专业系统和状态监测系统数据实时调用,实现通道内气象、山火、覆冰、雷
15、电、大风、污秽、地质灾害等情况监测,并与设备信息进行关联分析。根据通道环境监测数据、通道基础和历史数据,对山火、覆冰、雷击、污秽、鸟害、强风、强降雨等不同类型通道环境灾害,综合作出通道环境灾害的实时预警。4.基于物联网和移动互联技术,自动研判和识别设备异常(1)全面推进巡检机器人、直升机、无人机的应用和推广,立足于实际应用,从质量、安全、效率、经济性等方面构造效益评价指标,分析直升机、不同类型无人机以及人工巡检效益,针对不同线路通道、不同地理气象环境特点,构建直升机、无人机和人工巡检相结合的立体化巡检模式。(2)强化自动研判和识别技术应用。通过故障点多个状态诊断系统的数据分析进行故障时间和区段
16、/位置的快速确定、具体故障原因的智能判定和故障危害程度识别,辅助故障处理对策制定,实现设备缺陷、隐患和故障识别的智能化;推广配电自动化装置自检技术,完善配电自动化装置通用技术规范,保证装置出厂前自检功能完好,保障装置电源断电报警、通信中断报警、定期自校验。(3)推进机器学习,进一步提高智能化水平。采用归纳学习、分析学习、类比学习、强化学习、集成学习、深度学习等策略,开展机器学习在运检全业务领域的应用,通过学习同类型设备异常类型、特征及研判方法,实现设备异常类型、严重程度以及干扰的有效识别和研判,提高自我学习能力和环境适应能力。5.智能驱动,实现设备状态事前防范强化对设备状态和环境管理的智能监控
17、,全面提升设备状态管控能力,有效预防电网设备故障和安全运行风险,为用户提供更为安全可靠的优质电力。设备异常自动预警,提前防范设备故障风险。依靠电网设备故障预警系统,实现基于设备状态参量变化的故障风险预警、家族性缺陷关联风险预警、基于状态检测数据的设备状态参量趋势变化预警、设备超期服役预警、设备重负荷预警等,提前防范设备异常带来的故障风险。通道环境立体监测,提前防范灾害破坏风险。基于全方位环境监测系统,全面提升灾害监测预警能力。对抗风险能力弱的输电通道,生成相应运维检修策略,提高输电通道抗风险能力。研究输电通道灾害应急处置技术,提高灾害的应急响应能力,降低输电通道灾害破坏的风险。故障报修智能预判
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