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自動化智能運維系統在高鐵牽引變電所的研究與應用

文章更新時間：2023-10-09　點擊量：563

摘要：目前，高速鐵路牽引變電站綜合自動化系統的運行維護仍處于“計劃維修"和“故障維修"階段。本文研究了傳統智能綜合自動化系統的運行維護技術，提出了有針對性的智能運行維護解決方案，實現了智能分析、健康管理、綜合自動化系統壽命預測等功能，可以提高運行維護效率，更好地保障高速鐵路的運行安全。

關鍵詞：高速鐵路；綜合自動化；智能運維

引言

牽引變電站綜合自動化系統是保證高速鐵路安全運行的重要設施。有效的運行和維護可以在很大程度上保證高速鐵路牽引電源的安全。目前，高速鐵路尚未對綜合自動化系統的維護和維護進行信息化管理，仍處于“計劃維修"和“故障維修"階段，自動化程度低，維護粒度粗。電力系統研究智能變電站的運行和維護，制定了《智能變電站保護設備在線監控診斷設備技術規范》（Q/GDW11361-2017[1]標準。通過科學研究項目，本文深入研究了傳統智能牽引變電站綜合自動化系統的智能運行和維護。現場運行和維護管理系統的建設可以提高綜合自動化系統運行和維護的智能水平，促進綜合自動化系統運行和維護向“狀態維護"的轉變。

1課題研究內容

1.1搭建智能運維管理平臺

作為實現智能運維功能的硬件基礎，研究構建現有智能高鐵變電站綜合自動化系統智能運維管理平臺的系統構成方案。

1.2智能運維功能，現有綜合自動化系統

針對現有綜合自動化系統的研究，采用深入挖掘現有數據潛力的方法，在監控后臺增加軟件模塊，實現功能，原則是不改變現有軟硬件，不影響現有線路運行。

（1）實現綜合自動化系統簡歷管理信息化和在線參數驗證。

（2）通過深入挖掘數據潛力，利用綜合自動化系統裝置自我診斷信息和邏輯管道監控信息，診斷現有綜合自動化系統裝置的運行狀態。

1.3智能綜合自動化系統的智能運維功能

針對未來綜合自動化系統的研究，本著適度改進軟硬件設備、不降低系統可靠性的原則，對綜合自動化系統的相關保護測控裝置進行軟硬件升級，實現對設備的詳細自我診斷。除了實現原有功能外，還增加了智能綜合自動化系統的功能。

（1）增加裝置箱內的溫度采集電路，實現對裝置內部環境參數的實時監測。

（2）根據設備MTBF的時間和設備的運行環境溫度，計算設備的整體預期剩余壽命，并設置報警限值進行預警。

（3）研究虛端子可視化、網絡數據監控和診斷，基于智能牽引變電所綜合自動化系統。

2智能運維系統建設

2.1構建傳統綜合自動化系統智能運維系統

如圖1所示，傳統綜合自動化系統智能運維實施方案。

圖1傳統綜合自動化系統智能運維實施方案

為了將對現有系統的影響降低到可控范圍，升級了現有綜合自動化系統通信管理機的軟件，并在車站增加了智能運維管理機。智能運維后臺設置在運維管理后臺，后臺安裝智能運維軟件平臺，包括裝置簡歷管理、綜合診斷管理等模塊。

智能運維軟件平臺配置設備自診斷信息、電路電量信息和設備基本信息的組合關系和診斷邏輯，生成相應設備的專家體驗庫。自檢報警信息、各種電路電量信息和狀態量信息從通信層網絡獲取，分析結果與設備專家數據庫中的診斷邏輯和歷史樣本成功匹配，提示運維人員進行有針對性的維護和維護操作。

將智能運維后臺的通信模塊添加到現有通信管理機中，通過新增的運維管理機將運行監控信息、設備狀態信息、故障動作報警信息等數據轉移到智能運維后臺機。智能運維后臺機通過對綜合運維信息進行數據篩選分類，結合專家經驗庫和歷史診斷樣本，在智能運維后臺機的HMI上顯示運維分析結果，為運維人員提供有針對性的維護措施。

2.2智能綜合自動化系統智能運維建設

智能牽引變電站綜合自動化系統采用典型的數字變電站結構，集過程層合并單元、智能終端和間隔層于一體。綜合自動化系統增加運維管理機，接入綜合自動化系統站點控制層網絡，負責運維相關數據的收發；增加網絡分析儀，接入站點控制層網絡和過程層網絡，負責網絡數據的收集和分析。所有數據均由運維管理機發送至智能運維后臺機，實現統一的數據管理和分析。

4安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

4.1概述

基于互聯網＋、大數據、移動通信和其他技術開發的云管理平臺可以滿足用戶或運維公司監控許多變電站電路的運行狀態和參數、室內環境溫度和濕度、電纜和母線的運行溫度、現場設備或環境視頻場景的需求，實現數據集中存儲和統一管理，方便使用，支持有權限的用戶通過電腦、手機、PAD和其他終端鏈接訪問和接收報警，并完成相關設備的日常和定期檢查和訂單分發管理。

4.2應用場所

適用于電信、金融、交通、能源、醫療衛生、文化體育、教育科研、農林水利、商業服務、公用事業等行業配電運行維護體系的新建、擴建和改造。

4.3系統結構