2024智慧水電廠(chǎng)建設(shè)方案

第第②當(dāng)激勵(lì)信號(hào)的上升時(shí)間增大時(shí)，若匝間短路故障發(fā)生在靠近繞組端部，故障信息將被上升沿掩蓋。由此看來(lái)，信號(hào)上升時(shí)間應(yīng)該盡量短，前沿應(yīng)該盡量陡。但是在實(shí)際的試驗(yàn)中，激勵(lì)信號(hào)的輸出通路由以下環(huán)節(jié)構(gòu)成：儀器內(nèi)阻->信號(hào)電纜->電刷或滑環(huán)->繞組，頻率過(guò)高的信號(hào)會(huì)在這條通路上迅速衰減，并不能有效注入繞組；而且，由于信號(hào)電纜上ESL（等效串聯(lián)電感）的存在，前沿過(guò)陡的信號(hào)會(huì)在信號(hào)電纜產(chǎn)生反射，在注入點(diǎn)波形的上升沿處產(chǎn)生尖刺，并消耗了激勵(lì)信號(hào)的能量，降低了匝間短路點(diǎn)的畸變峰值。因此，激勵(lì)信號(hào)的前沿上升時(shí)間的確定原則應(yīng)該是能夠有效注入繞組并且不會(huì)在信號(hào)電纜上產(chǎn)生反射的最陡上升沿。本課題計(jì)劃通過(guò)計(jì)算和實(shí)際測(cè)試，確定適用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的激勵(lì)信號(hào)上升時(shí)間。2）激勵(lì)模式激勵(lì)信號(hào)注入繞組的方式可分為兩種，即兩端同步注入和單端輪換注入。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中兩種方式都有介紹。當(dāng)采用單端輪換注入時(shí)，信號(hào)注入繞組的一端并采集注入點(diǎn)波形，對(duì)端懸空，然后切換到對(duì)端再注入信號(hào)；完成兩端注入后，兩個(gè)注入點(diǎn)波形進(jìn)行比較，生成特征波形。由于信號(hào)注入時(shí)繞組末端開(kāi)路，所以匝間短路的反射波最強(qiáng)，靠近繞組中間位置的的匝間短路引起的畸變峰值相對(duì)兩端同步注入方式也更大。但是，如果現(xiàn)場(chǎng)存在雜散電磁干擾，或者轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電刷噪聲，則會(huì)在依次采集的兩端注入波形上產(chǎn)生不一致的波動(dòng)，進(jìn)而在特征波形上產(chǎn)生噪聲。圖6單端輪換注入采用兩端同步注入方式時(shí)，如圖7所示，由于是同步注入、同步采集，干擾會(huì)在兩個(gè)注入點(diǎn)波形上產(chǎn)生同樣的噪聲，由于特征波形是兩個(gè)注入點(diǎn)波形之差，所以噪聲被消除。但是這種方式對(duì)于呈現(xiàn)靠近繞組中間部分的短路畸變的能力較弱，根據(jù)《隱極同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷導(dǎo)則》相關(guān)要求，兩種方式均可采用。圖7兩端同步注入3）激勵(lì)信號(hào)傳播和采集時(shí)長(zhǎng)在繞組的一端注入波形，另一端開(kāi)路，兩端同步采集，則得到的波形記錄了信號(hào)在繞組中傳播的過(guò)程。在軟件中可以標(biāo)注信號(hào)的注入時(shí)間以及到達(dá)繞組另一端的時(shí)間。隱極同步發(fā)電機(jī)的RSO激勵(lì)信號(hào)在轉(zhuǎn)子繞組中的傳播時(shí)間約為12us～20us。但是對(duì)與水輪發(fā)電機(jī)，由于轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)的差異，其傳播時(shí)間會(huì)有較大的差異。擬通過(guò)測(cè)量多種機(jī)型的轉(zhuǎn)子的實(shí)際傳播時(shí)間，確定RSO診斷儀的采集時(shí)長(zhǎng)這一關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。.5.諧波監(jiān)測(cè)與診斷（1）建設(shè)內(nèi)容對(duì)全廠(chǎng)電能質(zhì)量諧波指標(biāo)進(jìn)行可視化拓?fù)湔故?，可參考監(jiān)控系統(tǒng)全廠(chǎng)主接線(xiàn)圖的展示。（2）技術(shù)路線(xiàn)采集電廠(chǎng)機(jī)組定子電壓、定子電流，廠(chǎng)用母線(xiàn)及系統(tǒng)側(cè)母線(xiàn)電壓、電流進(jìn)行在線(xiàn)電能質(zhì)量實(shí)時(shí)分析計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容包括：1）常規(guī)電能質(zhì)量分析計(jì)算①機(jī)組和母線(xiàn)三相電壓不平衡度檢測(cè)②機(jī)組和母線(xiàn)電壓閃變檢測(cè)③機(jī)組和母線(xiàn)電壓諧波檢測(cè)④機(jī)組和母線(xiàn)電流諧波檢測(cè)⑤機(jī)組和母線(xiàn)電壓頻率偏差檢測(cè)2）重要電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目①機(jī)組、母線(xiàn)有功、無(wú)功、電壓振蕩監(jiān)測(cè)及預(yù)警②機(jī)組、母線(xiàn)電壓突升/突降監(jiān)測(cè)及預(yù)警.6.電力電纜局放在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與預(yù)警（1）建設(shè)內(nèi)容 目前，國(guó)內(nèi)外電力電纜廠(chǎng)家眾多，各家產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊，尤其在現(xiàn)場(chǎng)的安裝、布置、施工等過(guò)程中若操作不當(dāng)也會(huì)給電纜留下隱患，加之集團(tuán)近年來(lái)電纜故障頻發(fā)，涉及550kV、110kV等高壓電纜，因此急需對(duì)電力電纜開(kāi)展在線(xiàn)監(jiān)測(cè)等相關(guān)工作。對(duì)于電纜的局部放電，主要機(jī)理為絕緣體局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)，該區(qū)域就會(huì)發(fā)生放電。若電纜在制造或使用過(guò)程中某些區(qū)域殘留了一些氣泡、雜質(zhì)或缺陷時(shí)，絕緣體內(nèi)部或表面就會(huì)出現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度高于平均電場(chǎng)強(qiáng)度的情況，在該區(qū)域就會(huì)首先發(fā)生放電，而其他區(qū)域仍然保持絕緣特性，就形成了局放。電纜電壓越高時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，產(chǎn)生局放的可能性就越大，對(duì)應(yīng)的局放量越大，最終造成電纜短路的嚴(yán)重故障。因此，開(kāi)展電纜的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)顯得十分必要，電力電纜高頻脈沖電流監(jiān)測(cè)、超聲波監(jiān)測(cè)、特高頻電流監(jiān)測(cè)等在線(xiàn)監(jiān)測(cè)手段，能及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)電纜的早期缺陷，避免造成短路等更大事故。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）對(duì)電纜局部放電宏觀效應(yīng)進(jìn)行研究，主要為光效應(yīng)、壓力波、電荷效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和熱效應(yīng)，基于其光學(xué)原理、機(jī)械原理、電原理、化學(xué)分解物原理，對(duì)電纜局放基于聲學(xué)、光學(xué)等監(jiān)測(cè)方式的有效性進(jìn)行研究，以確定對(duì)于電力電纜有效的監(jiān)測(cè)方法；圖1電力電纜局部放電原理分析2）采用基于高頻脈沖電流法、超聲波法、特高頻電流法的電纜局放監(jiān)測(cè)方法，對(duì)電纜的局放信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)將電纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果集成在統(tǒng)一的分析平臺(tái)，采用先進(jìn)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感器、信號(hào)處理單元及信號(hào)合并單元以全面提高在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；圖2電力電纜各傳感器安裝位置示意圖3）建立電力電纜局放監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)，對(duì)前所采集數(shù)據(jù)利用專(zhuān)家診斷系統(tǒng)對(duì)各種監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷，對(duì)各監(jiān)測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立各監(jiān)測(cè)量的監(jiān)測(cè)、診斷、評(píng)估系統(tǒng)，后對(duì)電纜狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。圖3電力電纜局放監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng).7.變壓器綜合在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息集成及診斷預(yù)警（1）建設(shè)內(nèi)容 目前，變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方式存在油色譜、局放、繞組溫度等多種形式多種狀態(tài)量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)手段，但這些手段往往由不同廠(chǎng)商提供，每種手段都擁有自己的后臺(tái)軟件，造成了變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的信息孤島，無(wú)法進(jìn)行綜合分析以準(zhǔn)確評(píng)估變壓器的狀態(tài)。此外，部分在線(xiàn)監(jiān)測(cè)手段還存在技術(shù)落后、無(wú)法有效排除外部干擾等不足，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也會(huì)隨著時(shí)間推移誤差越來(lái)越大。通過(guò)建立多種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)并統(tǒng)一通信的變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決原單一或不完善的變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的弊端，如只能分析單類(lèi)故障（電氣類(lèi)故障）、故障的定位不準(zhǔn)等等。進(jìn)一步開(kāi)發(fā)變壓器健康度評(píng)估模型和健康狀態(tài)智能評(píng)估平臺(tái)，以當(dāng)變壓器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在異常時(shí)對(duì)可能的故障原因進(jìn)行輔助分析和處理，如在變壓器過(guò)熱時(shí)應(yīng)及時(shí)發(fā)出警告以便及時(shí)進(jìn)行處理。變壓器健康狀態(tài)智能評(píng)估平臺(tái)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、趨勢(shì)展示、關(guān)聯(lián)分析、評(píng)估報(bào)告自動(dòng)生成、故障原因輔助分析等關(guān)鍵信息，并能將相關(guān)信息以曲線(xiàn)、圖表等方式展示。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）對(duì)變壓器開(kāi)展油色譜、鐵心夾件接地電流、超聲波局放、特高頻局放、套管介損及電容量、變壓器振動(dòng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。其中涉及智能設(shè)備主要分為兩大類(lèi)，一是傳感器端：分別為油色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、鐵心夾件接地電流羅氏線(xiàn)圈傳感器、特高頻局放傳感器、套管電流羅氏線(xiàn)圈傳感器、振動(dòng)傳感器；二是數(shù)據(jù)處理端：主要為包含變壓器診斷系統(tǒng)的電腦或處理器。①對(duì)于油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要是采用光聲光譜技術(shù)對(duì)油中H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2這7種氣體的濃度進(jìn)行測(cè)量，利用容型駐極體微音器作感器，感器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波后，由AVR單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，并通過(guò)串行通信把數(shù)據(jù)上給PC機(jī)，PC機(jī)完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析，形成各種氣體濃度的趨勢(shì)圖。②對(duì)于鐵心夾件接地電流采集系統(tǒng)，采用高精度穿心式傳感器將鐵心及夾件上的接地電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)進(jìn)入信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路根據(jù)電壓大小自動(dòng)切換量程，最后進(jìn)入以DSP為處理核心的信號(hào)測(cè)量板，該信號(hào)測(cè)量板選用高性能數(shù)字處理芯片DSP為核心處理器。鐵心及夾件接地電流中伴有現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)，計(jì)算時(shí)首先要把這些干擾信號(hào)剔除掉。③對(duì)于變壓器超聲波局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基于當(dāng)變壓器絕緣個(gè)質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)伴隨的各種現(xiàn)象。其中包括電的，諸如電脈沖的產(chǎn)生、介質(zhì)損耗的增大和電磁波輻射；也有屬于非電類(lèi)的，如光、熱、噪聲、媒介物質(zhì)壓力和化學(xué)方面的變化等，這些現(xiàn)象均可用以判斷局部放電是否存在。目前較為成熟的變壓器局部放電在線(xiàn)檢測(cè)方法，主要采用超聲檢測(cè)法和特高頻法，裝置所采用的傳感器分別為超聲波傳感器與特高頻傳感器，對(duì)局放產(chǎn)生超聲波信號(hào)和特高頻型號(hào)進(jìn)行采集。④對(duì)于變壓器套管介損及電容量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基于穿心式電流傳感器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，該方法通過(guò)穿心電流互感器獲取套管的末屏接地電流信號(hào)，從與套管同母線(xiàn)的電壓互感器二次側(cè)獲取基準(zhǔn)電壓信號(hào)，并計(jì)算二者的相位差值及幅度比值，得出套管的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量。變壓器套管正常運(yùn)行時(shí)，其末屏多通過(guò)接地帽直接接地，無(wú)法直接引出末屏測(cè)試信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)套管的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，針對(duì)套管末屏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)引出裝置，同時(shí)保證套管自身的安全運(yùn)行和信號(hào)的準(zhǔn)確采樣。⑤對(duì)于變壓器振動(dòng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，變壓器振動(dòng)主要來(lái)源于鐵心與繞組。變壓器鐵心由層疊的硅鋼片構(gòu)成，硅鋼片在強(qiáng)磁場(chǎng)下的磁致伸縮引發(fā)了鐵心的振動(dòng)，該振動(dòng)幅值與電壓的平方成正比，基頻為電壓頻率的2倍。繞組振動(dòng)是由流通于繞組中電流產(chǎn)生的電磁力引起的，該振動(dòng)幅值與繞組電流平方成正比，基頻為電流頻率的2倍。目前學(xué)界已經(jīng)進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，建立了以相關(guān)系數(shù)、通頻帶能量和振動(dòng)烈度指數(shù)等為特征量的變壓器繞組機(jī)械狀態(tài)數(shù)學(xué)判斷依據(jù)，因此，變壓器振動(dòng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能及時(shí)有效的發(fā)生因繞組變形、繞組結(jié)構(gòu)等發(fā)生輕微改變產(chǎn)生的故障。2）采用統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)將變壓器各種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)集成在統(tǒng)一的分析平臺(tái)，采用先進(jìn)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感器、信號(hào)處理單元及信號(hào)合并單元以全面提高在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。3）建立變壓器健康度評(píng)估模型，綜合利用各種監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)，對(duì)各監(jiān)測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立各監(jiān)測(cè)量的監(jiān)測(cè)和預(yù)警模型，后對(duì)變壓器健康度進(jìn)行綜合評(píng)估。4）根據(jù)評(píng)估結(jié)果，自動(dòng)生成變壓器健康度評(píng)估報(bào)告及缺陷輔助分析報(bào)告，為運(yùn)維人員提供輔助決策。.8.基于尾端電流監(jiān)測(cè)的避雷器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估（1）建設(shè)內(nèi)容 避雷器是進(jìn)電廠(chǎng)一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)的主要設(shè)備，具有響應(yīng)時(shí)間快（時(shí)間納秒級(jí)），工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，現(xiàn)有避雷器布點(diǎn)方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠(chǎng)過(guò)電壓防治的全覆蓋。當(dāng)前，發(fā)電廠(chǎng)避雷器日常巡檢內(nèi)容包括：每月定期記錄避雷器計(jì)數(shù)器的動(dòng)作次數(shù)和泄漏電流幅值；每隔半年開(kāi)展帶電測(cè)量，記錄避雷器全電流和阻性電流。同時(shí)，避雷器日常巡檢工作由人工完成，為重復(fù)性簡(jiǎn)單勞動(dòng)，耗費(fèi)工作人員較大精力。由于避雷器計(jì)數(shù)器只能顯示動(dòng)作次數(shù)的最終結(jié)果，無(wú)法獲得動(dòng)作時(shí)刻和具體動(dòng)作電流幅值，所以只能作為電廠(chǎng)過(guò)電壓發(fā)生與否的粗略依據(jù)；另外，計(jì)數(shù)器為機(jī)械機(jī)構(gòu)，對(duì)波頭很陡的過(guò)電壓（如快速暫態(tài)過(guò)電壓）無(wú)法響應(yīng)，存在漏統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題。避雷器計(jì)數(shù)器顯示的電流為避雷器全電流，且數(shù)據(jù)無(wú)法接入監(jiān)控后臺(tái)，人工觀測(cè)無(wú)法及時(shí)反映避雷器缺陷及其發(fā)展情況。因此，急需一種高幅值、高精度、高采樣率的，能對(duì)避雷器尾端電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)雷擊時(shí)和正常狀態(tài)時(shí)避雷器尾端電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以對(duì)避雷器的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)不能對(duì)一次設(shè)備絕緣特性產(chǎn)生安全隱患。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）高采樣率電流互感器研制。電流互感器安裝于避雷器尾端，采用高精度和大幅值兩套探頭，采集運(yùn)行電壓及過(guò)電壓導(dǎo)致的避雷器泄漏電流幅值和波形，研制的電流互感器最大檢測(cè)電流幅值范圍0.01mA~20kA，最小采樣率不低于100MS/s。2）基于電流監(jiān)測(cè)的避雷器狀態(tài)評(píng)估。根據(jù)采集到的電流和母線(xiàn)電壓波形，對(duì)避雷器全電流、阻性電流和電容電流幅值進(jìn)行記錄，通過(guò)與存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷避雷器運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)避雷器絕緣及電阻片劣化情況提前預(yù)警。3）發(fā)電廠(chǎng)過(guò)電壓智能識(shí)別系統(tǒng)研究。研究典型避雷器沖擊電壓與電流響應(yīng)特性，建立特征數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)避雷器尾端電流采樣數(shù)據(jù)分析，反推過(guò)電壓波形及類(lèi)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠(chǎng)過(guò)電壓時(shí)間、位置、大小、類(lèi)別的智能識(shí)別和記錄。以實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器狀態(tài)和電廠(chǎng)過(guò)電壓的智能識(shí)別，對(duì)避雷器狀態(tài)的智能評(píng)估和過(guò)電壓智能識(shí)別，進(jìn)而達(dá)到對(duì)過(guò)電壓故障的智能診斷的目的。.9.斷路器機(jī)電特性評(píng)估及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)（1）建設(shè)內(nèi)容 斷路器是在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)系統(tǒng)間的一個(gè)斷開(kāi)點(diǎn)，可減小發(fā)電機(jī)和變壓器的事故范圍，提高電廠(chǎng)供電可靠性，方便發(fā)變組的調(diào)試和維護(hù)。斷路器需要開(kāi)斷正常運(yùn)行電流（幾千安至幾十千安級(jí)）及短路電流（幾十千安至幾百千安級(jí)），應(yīng)具有良好熄滅電弧電流的能力；要提高發(fā)變組的可靠運(yùn)行，斷路器本身應(yīng)該具有更高的可靠性。當(dāng)前，斷路器的預(yù)防性試驗(yàn)內(nèi)容與普通六氟化硫斷路器相同；由于采用全封閉結(jié)構(gòu)，日常運(yùn)維中僅能觀察動(dòng)作次數(shù)和氣壓表壓力值；斷路器多為進(jìn)口產(chǎn)品，廠(chǎng)家出于種種目的，不愿意對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改造，聲稱(chēng)產(chǎn)品免維護(hù)，不同意開(kāi)展額外的測(cè)試及監(jiān)測(cè)。實(shí)際運(yùn)行中，由于斷路器機(jī)械及電氣上的缺陷長(zhǎng)期不被發(fā)現(xiàn)和處理引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生，給電廠(chǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)了極大隱患。采用新型測(cè)量手段，對(duì)電氣設(shè)備典型狀態(tài)下的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；采用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)手段，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備關(guān)鍵信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；綜合利用離線(xiàn)和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性建立評(píng)估模型對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和展示；設(shè)置監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)備缺陷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷并給出預(yù)警信息。以上是發(fā)電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的發(fā)展方向，也是開(kāi)展斷路器機(jī)電特性評(píng)估及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)研究的關(guān)鍵技術(shù)。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）開(kāi)展斷路器動(dòng)態(tài)機(jī)電特性評(píng)估，研發(fā)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試儀，對(duì)斷路器機(jī)電特性、回路電阻、弧主觸頭燒蝕情況和振動(dòng)特性等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估，通過(guò)與常規(guī)檢測(cè)手段結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器機(jī)電動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行精確評(píng)估；2）開(kāi)展斷路器在線(xiàn)監(jiān)裝置研發(fā)，基于非接觸式的磁柵尺的行程傳感器、穿心式霍爾電流傳感器、微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感器，能實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的實(shí)際動(dòng)作行程、控制回路電流信號(hào)、微水含量進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可查并設(shè)置報(bào)警值，確保斷路器隱患及早發(fā)現(xiàn)，避免事故發(fā)生；3）開(kāi)發(fā)斷路器狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，結(jié)合斷路器的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以圖表和文字方式對(duì)斷路器參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行形象展示，對(duì)斷路器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)及預(yù)警。.10.油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析及裝置校準(zhǔn)（1）建設(shè)內(nèi)容 電力變壓器是一種關(guān)鍵的電力設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，為我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)提供了穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。電力系統(tǒng)安全與否、供電性能是否可靠、運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)與變壓器有著直接的關(guān)系。變壓器的正常運(yùn)行對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)而言非常重要，如果沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)要求安裝、維護(hù)、檢修變壓器，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器存在一定的缺陷并發(fā)展成為嚴(yán)重的故障隱患。變壓器在運(yùn)行中雖然采取了必要的保護(hù)措施，但由于內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電場(chǎng)及熱場(chǎng)不均勻分布等原因，運(yùn)行中仍有事故發(fā)生。因此，為確保主變安全運(yùn)行，人們發(fā)展了很多檢測(cè)方法，油色譜檢測(cè)是最為有效、靈敏的方法之一，不僅能發(fā)現(xiàn)故障、還能判斷故障類(lèi)型和故障的發(fā)展快慢。但是定期取樣至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行色譜分析，對(duì)突發(fā)性故障難以發(fā)現(xiàn)，且分析過(guò)程繁雜，環(huán)節(jié)多，人為誤差大。為隨時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)展變壓器油中溶解氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)變壓器油中溶解氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于電力變壓器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與狀態(tài)維修具有十分重要的意義，對(duì)變壓器故障實(shí)現(xiàn)早期預(yù)測(cè)以及準(zhǔn)確的診斷也尤為重要。為加強(qiáng)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，保障設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行，各電力企業(yè)都加大了在線(xiàn)色譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析和裝置校準(zhǔn)的管控力度，進(jìn)一步強(qiáng)化了油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的作用。變壓器油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置是監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的重要手段，部分企業(yè)將油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置納入主設(shè)備管理，將油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的入網(wǎng)檢測(cè)、交接驗(yàn)收、定期校驗(yàn)作為重要工作在開(kāi)展，并更新相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，例如，國(guó)家電網(wǎng)有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW10536-2021《變壓器油中溶解氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范》。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）開(kāi)展油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作時(shí)，先利用油樣采集單元進(jìn)行油路循環(huán)，再進(jìn)行油樣定量；油氣分離單元快速分離油中溶解氣體輸送到定量管內(nèi)并自動(dòng)進(jìn)樣；在載氣推動(dòng)下，樣氣經(jīng)過(guò)色譜柱分離進(jìn)入氣體檢測(cè)器；數(shù)據(jù)采集單元完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和采集，處理單元對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析，并將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，后由監(jiān)測(cè)與預(yù)警軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和故障分析。油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行油色譜分析，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)油浸式電力設(shè)備的運(yùn)行信息，為變壓器等油浸電力設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保證。2）開(kāi)展油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的校驗(yàn)工作。油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置校驗(yàn)工作包括配油和檢定兩大部分，可以配置各種不同濃度的樣品油，從而實(shí)現(xiàn)模擬變壓器的效果。把樣品油取出分別在實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，用標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，判斷油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。.11.GIS絕緣狀態(tài)評(píng)估與缺陷診斷技術(shù)（1）建設(shè)內(nèi)容 近年來(lái)，電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，主要包括超聲波法、特高頻法、高頻法、暫態(tài)地電壓法、振動(dòng)檢測(cè)、紅外檢測(cè)、紫外檢測(cè)等。相對(duì)于以往的停電試驗(yàn)，帶電檢測(cè)主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是檢測(cè)時(shí)間靈活，設(shè)備不停電的時(shí)候可隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，有助于掌握缺陷發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)制定運(yùn)維策略；二是相比設(shè)備停電狀態(tài)下外施激勵(lì)進(jìn)行試驗(yàn)，在設(shè)備運(yùn)行工況下進(jìn)行的帶電檢測(cè)，更有助發(fā)現(xiàn)各類(lèi)設(shè)備潛伏性缺陷；三是帶電檢測(cè)作為狀態(tài)檢測(cè)手段的重要組成部分，是設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。隨著帶電檢測(cè)技術(shù)逐步普及，發(fā)現(xiàn)的缺陷逐漸增多，目前普遍采用人工定期復(fù)測(cè)手段跟蹤缺陷發(fā)展趨勢(shì)。但由此帶來(lái)的運(yùn)維檢測(cè)工作量巨大，并且由于每次檢測(cè)存在時(shí)間間隔，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控電力設(shè)備內(nèi)部缺陷的發(fā)展情況及趨勢(shì)，存在缺陷突然增大未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。為彌補(bǔ)每次帶電檢測(cè)存在時(shí)間間隔盲區(qū)、無(wú)法有效發(fā)現(xiàn)并處置缺陷突然發(fā)展的情況，因此，開(kāi)展GIS絕緣狀態(tài)評(píng)估與缺陷診斷技術(shù)研究及應(yīng)用，及時(shí)評(píng)估和發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備運(yùn)行隱患，確保GIS設(shè)備安全可靠運(yùn)行。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）(a)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖(b)系統(tǒng)構(gòu)成圖4移動(dòng)式多通道GIS局部放電綜合分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1）不同類(lèi)型采集裝置對(duì)GIS局部放電量信號(hào)的實(shí)用性研究。①獲得對(duì)應(yīng)的局部放電信號(hào)與故障類(lèi)型，根據(jù)不同的環(huán)境，一次設(shè)備的安裝尺寸、設(shè)備型號(hào)、電壓等級(jí)等條件，通過(guò)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，采集不同類(lèi)型的放電信號(hào)，有效分析GIS絕緣缺陷。②對(duì)GIS內(nèi)部出現(xiàn)的絕緣材料失效、污穢、異物等導(dǎo)致絕緣故障的典型缺陷所產(chǎn)生的局部放電信號(hào)量進(jìn)行機(jī)理分析，提取典型特征指標(biāo)；③對(duì)不同監(jiān)測(cè)原理及形式的局放采集裝置對(duì)不同類(lèi)型放電信號(hào)的采集有效性進(jìn)行分析，明確特高頻、超聲波、地電位等探頭對(duì)GIS不同絕緣缺陷探測(cè)的敏感性；④根據(jù)電站GIS尺寸參數(shù)、布置方式，研究探測(cè)裝置安裝、布點(diǎn)、拆卸方式，做到裝卸方便、布局合理、定位精確，實(shí)現(xiàn)一套裝備監(jiān)測(cè)不同結(jié)構(gòu)GIS氣室局放信號(hào)的目的。⑤明確移動(dòng)式多通道GIS局部放電監(jiān)測(cè)裝置，針對(duì)不同設(shè)備檢測(cè)時(shí)，自帶檢測(cè)傳感器的安裝標(biāo)準(zhǔn)，如探頭布置、類(lèi)型選用及組合等，增加在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)用性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。2）GIS絕緣狀態(tài)差異化檢測(cè)、監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。①采用便攜式局放巡檢儀對(duì)GIS局放量進(jìn)行定期普測(cè)，提高采用便攜式局放巡檢儀發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備絕緣劣化、污歲、失效等初級(jí)階段或異常變化的能力，根據(jù)巡檢結(jié)果對(duì)全部GIS氣室局放水平進(jìn)行評(píng)價(jià)分類(lèi)，并根據(jù)歷次巡檢結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整重點(diǎn)關(guān)注氣室名單；②根據(jù)便攜式局放巡檢評(píng)估結(jié)果，采用移動(dòng)式多通道GIS局放電監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)可能存在絕緣缺陷的氣室進(jìn)行重點(diǎn)、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷位置、缺陷類(lèi)別、發(fā)展趨勢(shì)的判斷；③制定GIS絕緣狀態(tài)差異化檢測(cè)導(dǎo)則，提高采用便攜式局放巡檢儀發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備絕緣劣化、污歲、失效等初級(jí)階段或異常變化的能力，再通過(guò)該移動(dòng)式多通道GPS局部放電監(jiān)測(cè)裝置對(duì)異常氣室進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)；④明確移動(dòng)式多通道GIS局部放電監(jiān)測(cè)裝置，針對(duì)不同設(shè)備檢測(cè)時(shí)，自帶檢測(cè)傳感器的安裝標(biāo)準(zhǔn)，增加在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)用性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。3）基于GIS局部放電監(jiān)測(cè)的絕緣狀態(tài)診斷技術(shù)研究。①研究多點(diǎn)探測(cè)方式下局部放電點(diǎn)定位研究，根據(jù)不同位置、不同類(lèi)型探測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)GIS內(nèi)部局放點(diǎn)位置精確定位；②收集各主流GIS設(shè)備廠(chǎng)家、試驗(yàn)儀器廠(chǎng)在各種工況下局部放電圖譜特征數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)展典型GIS缺陷下局部放電圖譜特征數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作，通過(guò)智能識(shí)別技術(shù)將異常局部放電信號(hào)與故障類(lèi)型對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS內(nèi)部缺陷的智能判斷；③根據(jù)局放長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析局放是穩(wěn)定型放電、緩慢增長(zhǎng)型放電或是快速增長(zhǎng)型放電，對(duì)不同類(lèi)型和發(fā)展趨勢(shì)下的絕緣隱患給出不同的處理策略。.12.六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷（1）建設(shè)內(nèi)容 六氟化硫是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不可燃的惰性氣體，其具有良好的絕緣性和滅弧性能，運(yùn)行不受外界氣象和環(huán)境條件的影響，因此被廣泛應(yīng)用于超高壓和特高壓的電力系統(tǒng)，作為高壓電器設(shè)備的絕緣介質(zhì)。但六氟化硫氣體也有其缺點(diǎn)：強(qiáng)烈的電弧放電會(huì)產(chǎn)生一些含硫的低氟化物，會(huì)腐蝕某些絕緣材料和金屬；同時(shí)受電壓、電氣開(kāi)關(guān)設(shè)備的制造和安裝的差異性影響，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)出現(xiàn)材料老化的現(xiàn)象，因此在電力運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)六氟化硫氣體泄漏的現(xiàn)象。六氟化硫氣體的運(yùn)行狀態(tài)、氣體性能、密度、微水含量等性能指標(biāo)嚴(yán)重影響著設(shè)備、電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)已是當(dāng)下流行的技術(shù)趨勢(shì)，電氣設(shè)備中的六氟化硫氣體的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)則顯得越來(lái)越重要。六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的搭建對(duì)電力系統(tǒng)具有重要作用，它不僅能解決六氟化硫濃度超標(biāo)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而造成設(shè)備損壞或人員傷害的情況，還能提升對(duì)六氟化硫氣體的智能化、遠(yuǎn)程話(huà)、安全化管理。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）開(kāi)展六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷。六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)六氟化硫電氣設(shè)備中的六氟化硫氣體密度值和內(nèi)部微水含量，對(duì)六氟化硫電氣設(shè)備做出在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷，當(dāng)六氟化硫電氣設(shè)備發(fā)生漏氣或微水超標(biāo)時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警及閉鎖；可現(xiàn)場(chǎng)顯示六氟化硫電氣設(shè)備內(nèi)部六氟化硫氣體的微水含量和密度狀態(tài)，也可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)六氟化硫電氣設(shè)備的六氟化硫氣體狀態(tài)的遙測(cè)、遙傳，進(jìn)一步促進(jìn)了無(wú)人值守變電站遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)的實(shí)現(xiàn)，確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2）開(kāi)展六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的校驗(yàn)工作。六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)出誤報(bào)警信號(hào)或者裝置已失靈無(wú)法正常運(yùn)行報(bào)警，成為了電站的一種擺設(shè)，沒(méi)有真正起到監(jiān)測(cè)作用，為企業(yè)生產(chǎn)埋下了極大的安全隱患?？裳邪l(fā)六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的校驗(yàn)裝置，選用高性能質(zhì)量流量計(jì)，將高濃度六氟化硫標(biāo)準(zhǔn)氣體與空氣混合，稀釋為需要的各種濃度六氟化硫標(biāo)準(zhǔn)氣體和氧氣。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，滿(mǎn)足校驗(yàn)六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置準(zhǔn)確性和重復(fù)性的需求，提高六氟化硫的檢測(cè)準(zhǔn)確性，真正起到保護(hù)人身健康的作用，消除企業(yè)的安全隱患。.13.互感器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)（1）建設(shè)內(nèi)容 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求越來(lái)越高，推動(dòng)了當(dāng)前電力設(shè)備的檢修模式由“定期檢修”向“狀態(tài)檢修”發(fā)展，因此對(duì)電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和帶電檢測(cè)勢(shì)在必行。對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線(xiàn)或帶電監(jiān)測(cè)能實(shí)時(shí)或根據(jù)需要簡(jiǎn)便地監(jiān)測(cè)各種電氣絕緣參數(shù)，判斷設(shè)備的絕緣狀況，這對(duì)于保證電力設(shè)備的可靠運(yùn)行及降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用都是很有意義的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及電子技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)控及絕緣狀況在線(xiàn)監(jiān)測(cè)并對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)和檢修已成為可能?；ジ衅魇怯呻娙莘謮浩鞯雀鲉卧M成的具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的電器設(shè)備。其中，CVT因其絕緣性能優(yōu)良、耐雷電沖擊性能優(yōu)越，能夠避免鐵磁諧振等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用在110kV及以上的變電站。然而運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的電容量變化、絕緣老化和介損偏移等問(wèn)題直接影響到CVT測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而影響繼電保護(hù)工作的可靠性和計(jì)量的公正性。因此有必要定期測(cè)試CVT的絕緣性能，然而定期檢測(cè)時(shí)效性差，一方面很難發(fā)現(xiàn)設(shè)備在其周期內(nèi)的故障缺陷，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)檢修；另一方面也沒(méi)有充分考慮電氣設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，這樣就會(huì)導(dǎo)致不必要的檢修，費(fèi)錢(qián)費(fèi)力。因此對(duì)CVT絕緣性能進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)預(yù)測(cè)并診斷故障，對(duì)確保設(shè)備的正常運(yùn)行、提高電網(wǎng)的可靠性以及保護(hù)設(shè)各和運(yùn)行人員的安全都具有重要意義。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）電流信號(hào)采集電路電流信號(hào)采集電路普通單匝電流傳感器二次要二千匝以上才能達(dá)到需要的測(cè)量準(zhǔn)確度，但CVT主電容電流僅有毫安級(jí)，匝數(shù)太大使得二次輸出信號(hào)很小，易受到干擾。且由于鐵芯中磁通的存在，致使所測(cè)信號(hào)存在相位誤差，不能滿(mǎn)足在線(xiàn)監(jiān)測(cè)要求。因此,需開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種基于無(wú)源零磁通電流傳感器進(jìn)行采集泄露電流。無(wú)源零磁通電流傳感器利用一個(gè)疊加在主互感器上的輔助互感器提供反電動(dòng)勢(shì)來(lái)補(bǔ)償阻抗產(chǎn)生的壓降，從而不需要主互感器的磁通提供電動(dòng)勢(shì)就可實(shí)現(xiàn)零磁通。相比有源式零磁通傳感器具有簡(jiǎn)單、可靠性高的特點(diǎn)。電流信號(hào)采集電路圖2）電壓信號(hào)采集電路電壓互感器二次電壓額定輸出值為57.7V，而一般A/D芯片能接受的電平范圍是0~+3V，因此必須轉(zhuǎn)換成較低的電壓才能傳輸給AD采集。先采用高精度鉑電阻進(jìn)行分壓，然后通過(guò)電壓跟隨器再將信號(hào)送往A/D，此外運(yùn)放采用隔離電源設(shè)計(jì)，保證了電壓變換的準(zhǔn)確度和信號(hào)的隔離。分壓電阻采用0.01級(jí)無(wú)感高精度鉑電阻分壓實(shí)現(xiàn)大電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)，保證信號(hào)轉(zhuǎn)換中的穩(wěn)定性。由于分壓電阻均有相同的溫度系數(shù)，因此整個(gè)電路對(duì)溫度變化不敏感。經(jīng)過(guò)鉑電阻分壓后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力非常弱，無(wú)法直接給AD進(jìn)行數(shù)字化，必須使用高精度儀用放大器對(duì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力進(jìn)行增強(qiáng)放大。整個(gè)電阻的輸入阻抗為100kΩ。選擇低容值、低泄露電流的雙向TVS二極管對(duì)運(yùn)放進(jìn)行保護(hù)。電壓信號(hào)采集電路圖3）在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)變電站IEC61850綜合自動(dòng)化采用分層分布式系統(tǒng)，由站控層、間隔層、過(guò)程層三大部分組成。其中過(guò)程層的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置接收到時(shí)鐘同步裝置發(fā)出的IRIG-B同步信號(hào)后啟動(dòng)A/D采樣，并將采樣的信號(hào)就地?cái)?shù)字化，并通過(guò)協(xié)議將信號(hào)傳輸給間隔層的數(shù)據(jù)處理裝置。數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析計(jì)算，并匯集所有的信息轉(zhuǎn)換成符合IEC61850-9-2LE標(biāo)準(zhǔn)的信息格式上傳至網(wǎng)絡(luò)層交換機(jī)，服務(wù)器通過(guò)交換機(jī)從而實(shí)現(xiàn)與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)模塊之間IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通信功能。此外，服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)將監(jiān)測(cè)的所有信息遠(yuǎn)傳至相關(guān)單位，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析和研究。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖.14.全設(shè)備多維度溫度監(jiān)測(cè)（1）建設(shè)內(nèi)容增強(qiáng)水電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱位置，是解決水電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)備溫度異常的直接策略方法。綜合運(yùn)用無(wú)源測(cè)溫裝置、紅外熱成像攝像頭、光柵岑問(wèn)傳感器等，實(shí)現(xiàn)水電廠(chǎng)核心設(shè)備發(fā)熱在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的需求，解決了水電廠(chǎng)帶電設(shè)備表面、內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題。先進(jìn)和實(shí)用的溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更全面具體、更優(yōu)良的水電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)①采用無(wú)源視頻測(cè)溫裝置、紅外熱成像攝像頭，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、碳刷、出口軟連接、中性點(diǎn)、開(kāi)關(guān)柜等帶電部件在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的需求，解決了水電廠(chǎng)帶電設(shè)備表面、內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題。②從水電廠(chǎng)設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)邊緣計(jì)算架構(gòu)開(kāi)展研究，提出一種面向水電廠(chǎng)帶電設(shè)備溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的智能監(jiān)測(cè)邊緣計(jì)算架構(gòu)技術(shù)以及傳統(tǒng)測(cè)點(diǎn)信號(hào)數(shù)據(jù)處理邊緣計(jì)算架構(gòu)技術(shù)，解決了水電廠(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)化帶來(lái)的海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理困難的問(wèn)題。③從水電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)備溫度數(shù)據(jù)處理、利用開(kāi)展研究，提出一種面向水電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)備溫度數(shù)據(jù)云計(jì)算服務(wù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水電廠(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的可視化，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高速度以及豐富系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。④實(shí)現(xiàn)水電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)備溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)水電廠(chǎng)設(shè)備溫度情況的就地處理、自動(dòng)研判和自主分析，達(dá)到設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和危險(xiǎn)預(yù)警目的。.15.直流系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷（1）建設(shè)內(nèi)容 廠(chǎng)站直流電源系統(tǒng)蓄電池組智能運(yùn)維系統(tǒng)主要功能包括蓄電池全狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)、手動(dòng)/自動(dòng)測(cè)量蓄電池全狀態(tài)參數(shù)、就地一鍵順控/遠(yuǎn)控蓄電池智能核容放電。首先完善蓄電池在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置功能，使其監(jiān)測(cè)參數(shù)涵蓋蓄電池全狀態(tài)參數(shù)；其次開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)裝置四遙功能，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化管理提供條件。采用逆變電源技術(shù)對(duì)蓄電池進(jìn)行放電和充電，使得蓄電池充放電全過(guò)程受控且可控。開(kāi)發(fā)專(zhuān)用管理后天應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化蓄電池管理，遠(yuǎn)程智能維護(hù)蓄電池功能。交流串入直流系統(tǒng)治理，實(shí)時(shí)測(cè)記和報(bào)警交流竄入直流極性、支路、幅值，并根據(jù)直流饋線(xiàn)支路的重要性，有選擇性地迫跳交流侵入故障支路。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)1）研究蓄電池故障現(xiàn)象的原因；收集國(guó)內(nèi)蓄電池故障問(wèn)題的分析報(bào)告，歸納總結(jié)蓄電池的各種故障現(xiàn)象，分析這些故障電池外在參數(shù)如內(nèi)阻、端電壓、由動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律，找出引起故障的原因，為本項(xiàng)目研究創(chuàng)造條件。2）研究基于安全性遠(yuǎn)程小容量放電的方法；基于雙向DC/AC有源逆變技術(shù)、蓄電池開(kāi)路續(xù)流技術(shù)、開(kāi)關(guān)互鎖技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)設(shè)計(jì)安全遠(yuǎn)程在線(xiàn)放電方法。3）全自動(dòng)遠(yuǎn)程放電控制安全措施研究；建立完善的安全措施，保障蓄電池安全可靠的在線(xiàn)放電。4）研究基于小容量放電預(yù)測(cè)蓄電池容量方法；在蓄電池小容量放電情況下依據(jù)蓄電池參數(shù)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)蓄電池容量，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)“遠(yuǎn)程小容量放電預(yù)測(cè)蓄電池容量”。5）在線(xiàn)放電成套設(shè)備研究與設(shè)計(jì)；依據(jù)理論研究，選取合適材料設(shè)計(jì)蓄電池在線(xiàn)放電成套設(shè)備。6）蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)研究與設(shè)計(jì)；研究蓄電池各狀態(tài)各參數(shù)與蓄電池運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系，依據(jù)研究成果設(shè)計(jì)蓄電池監(jiān)控后臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控、管理蓄電池的功能。7）交流竄入迫跳裝置與直流電源絕緣監(jiān)測(cè)裝置自主配合，實(shí)現(xiàn)直流饋線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)回路交流竄入故障的監(jiān)測(cè)及自愈技術(shù)。在交流竄入直流饋線(xiàn)支路時(shí)，實(shí)時(shí)測(cè)記和報(bào)警交流竄入直流極性、支路、幅值，并根據(jù)直流饋線(xiàn)支路的重要性，有選擇性地迫跳交流侵入故障支路，主動(dòng)切除故障，提高直流系統(tǒng)抵御交流侵入的能力。.16.輔機(jī)系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷（1）建設(shè)內(nèi)容建立了一套輔機(jī)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)體系，以確保最大程度提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并進(jìn)行預(yù)警，使得輔機(jī)設(shè)備的檢修方式逐步從計(jì)劃?rùn)z修向狀態(tài)檢修轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。（2）技術(shù)路線(xiàn)運(yùn)用層次分析法將頂蓋排水系統(tǒng)剖析為系統(tǒng)層、部件層、指標(biāo)層，依據(jù)系統(tǒng)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，融合信息挖掘技術(shù)，提取可表征系統(tǒng)健康狀態(tài)的特征參數(shù)作為健康因子，結(jié)合AHP賦權(quán)法為健康因子賦權(quán)，借助歷史健康數(shù)據(jù)挖掘基準(zhǔn)值和閾值，構(gòu)建基于健康基準(zhǔn)值偏離量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)。.17.關(guān)鍵螺栓安全狀態(tài)智能實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)（1）建設(shè)內(nèi)容 1）建立螺栓軸力與超聲信號(hào)之間的理論模型基于材料的聲彈性特性，螺栓軸力對(duì)應(yīng)螺栓狀態(tài)變化量，運(yùn)用超聲技術(shù)精確測(cè)量螺栓狀態(tài)變化量，建立起螺栓軸力與超聲信號(hào)之間的理論關(guān)系。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和研究，可以量化二者之間的聯(lián)系，即軸力變化對(duì)應(yīng)著超聲信號(hào)的變化?；谠摾碚撃Ｐ涂梢栽诤罄m(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中，通過(guò)對(duì)超聲信號(hào)的解析來(lái)推測(cè)螺栓軸力狀態(tài)，從而判斷螺栓的安全性。2）建立水輪機(jī)/發(fā)電機(jī)關(guān)鍵部件失效模型根據(jù)水輪機(jī)/發(fā)電機(jī)關(guān)鍵部件典型失效特征，借助于有限元仿真計(jì)算，綜合分析部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料特性、運(yùn)行受力等條件，并關(guān)聯(lián)螺栓載荷、失效數(shù)量、失效螺栓所處位置等要素，確定各要素對(duì)整個(gè)部件連接結(jié)構(gòu)安全性的影響規(guī)律，確定邊界條件。用于指導(dǎo)系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的螺栓軸力變化情況來(lái)判斷該部件是否存在局部失穩(wěn)或整體失效的風(fēng)險(xiǎn)。3）制定關(guān)鍵螺栓安全狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，并關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行策略關(guān)鍵部件的螺栓安全狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，是針對(duì)整個(gè)連接結(jié)構(gòu)的安全狀況進(jìn)行評(píng)估，并與運(yùn)行策略相聯(lián)動(dòng)，指導(dǎo)機(jī)組運(yùn)行。該評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的建立，是在確保設(shè)備相對(duì)安全的前提下，讓運(yùn)行方式更加科學(xué)合理。根據(jù)關(guān)鍵部件失效模型的結(jié)果，分為安全1級(jí)，對(duì)應(yīng)螺栓結(jié)構(gòu)全部安全，機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行；安全2級(jí)，對(duì)應(yīng)螺栓結(jié)構(gòu)局部損傷，機(jī)組可實(shí)行監(jiān)督運(yùn)行，適時(shí)停機(jī)檢查；安全3級(jí)，對(duì)應(yīng)螺栓結(jié)構(gòu)存在局部失穩(wěn)或整體失效的風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)組應(yīng)立刻停機(jī)檢查。4）開(kāi)發(fā)關(guān)鍵螺栓安全狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)涉及軟硬件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，該系統(tǒng)需要結(jié)合前面建立的理論模型和失效模型，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集超聲回波信號(hào)等數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)螺栓安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，即判斷螺栓是否處于安全狀態(tài)，是否存在失效風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，系統(tǒng)還應(yīng)能提供預(yù)警和報(bào)警功能，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)通知相關(guān)運(yùn)維人員進(jìn)行處理。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)是基于螺栓材料的聲彈特性，通過(guò)超聲技術(shù)測(cè)定螺栓軸力變化時(shí)對(duì)應(yīng)的螺栓狀態(tài)變化量，對(duì)超聲信號(hào)的解析，反推得到對(duì)應(yīng)的螺栓軸力值。結(jié)合對(duì)水輪機(jī)/發(fā)電機(jī)關(guān)鍵部件的失效模型計(jì)算結(jié)果，得到引起部件結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或整體失效的關(guān)聯(lián)螺栓的邊界條件。同時(shí)，將螺栓安全狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果與機(jī)組的運(yùn)行方式關(guān)聯(lián)，指導(dǎo)機(jī)組安全、科學(xué)的運(yùn)行。具體的技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示。圖1技術(shù)路線(xiàn)提升優(yōu)化類(lèi).1庫(kù)區(qū)智能巡檢（1）建設(shè)內(nèi)容通過(guò)庫(kù)區(qū)綜合智能巡檢系統(tǒng)的部署和應(yīng)用，聯(lián)合采用無(wú)人機(jī)、傳感器、監(jiān)控設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)巡檢任務(wù)的分配、執(zhí)行和數(shù)據(jù)分析等功能，監(jiān)測(cè)庫(kù)區(qū)的安全狀況，包括水位、水壓、泄漏等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和報(bào)警異常情況，如釣魚(yú)者和大型漂浮物等，以保障庫(kù)區(qū)的安全和正常運(yùn)行。進(jìn)行庫(kù)區(qū)清潔檢查，包括清理雜物、保持庫(kù)區(qū)道路的暢通，確保庫(kù)區(qū)環(huán)境可控，以提高水電站庫(kù)區(qū)的運(yùn)行效率和安全性。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)區(qū)和設(shè)備的全方位、全天候、高效率、精準(zhǔn)度的監(jiān)控和管理。（2）技術(shù)路線(xiàn)通過(guò)部署智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備、庫(kù)區(qū)無(wú)人機(jī)，并采用模式識(shí)別、人工智能、三維模型等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)區(qū)和設(shè)備的全方位、全天候、高效率、精準(zhǔn)度的監(jiān)控和管理。智能化設(shè)備：采用傳感器、監(jiān)控設(shè)備等能夠?qū)λ娬編?kù)區(qū)中各種設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的智能化設(shè)備，通過(guò)不同的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)呈現(xiàn)和有效管理。無(wú)人機(jī)檢測(cè)：利用無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)水電站的庫(kù)區(qū)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息的獲取和分析，排除了水下障礙，大幅度提高了巡檢效率和精度。數(shù)據(jù)挖掘和處理：采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和處理，從而提高數(shù)據(jù)的價(jià)值和利用率，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和庫(kù)區(qū)的異常情況，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警和干預(yù)，實(shí)現(xiàn)高效的管理和運(yùn)行。人工智能應(yīng)用：通過(guò)人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別、異常判定和變化檢測(cè)，提高設(shè)備巡檢質(zhì)量和準(zhǔn)確性。三維模型重建：利用先進(jìn)的技術(shù)手段如激光掃描、云點(diǎn)數(shù)據(jù)等，對(duì)庫(kù)區(qū)進(jìn)行三維重建，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、智能判斷等功能。.2基于多源信息融合的勵(lì)磁系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷（1）建設(shè)內(nèi)容作為發(fā)電機(jī)控制核心的勵(lì)磁系統(tǒng)，其性能的優(yōu)劣直接影響電能質(zhì)量和供電可靠性。尤其是勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，極有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的電力事故發(fā)生，所以對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷研究是非常有必要，通過(guò)平面拓?fù)浣？梢暬烧故緳C(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)時(shí)工況。（2）技術(shù)路線(xiàn)1）采集機(jī)組：定子電壓、定子電流、機(jī)端電壓給定、PSS給定、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)電壓、電流、各功率柜整流橋各橋臂電流、各功率柜輸出電流、功率柜實(shí)時(shí)溫度、滅磁電阻投入后最高溫度等多源數(shù)據(jù)。2）基于機(jī)理建模及數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)的功能包括：①記錄機(jī)組出現(xiàn)有功、無(wú)功、電壓波動(dòng)時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)各個(gè)輸出及模擬量，包括機(jī)端電壓給定、PSS給定、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、定子電壓、定子電流，判斷是勵(lì)磁系統(tǒng)控制內(nèi)部原因?qū)е庐惓＿€是外部，計(jì)算PSS投入下出現(xiàn)功率振蕩的振蕩頻率、阻尼比。②對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)功率柜出現(xiàn)異常工況進(jìn)行預(yù)警，包括橋臂電流是否均衡，功率柜均流系數(shù)異常。③通過(guò)長(zhǎng)期記錄不同工況下不同季節(jié)時(shí)間功率柜溫度變化、滅磁電阻投入后最高溫度的變化，判斷功率柜、滅磁電阻是否存在老化現(xiàn)象等。.3數(shù)字電廠(chǎng)沉浸式綜合信息展示（1）建設(shè)內(nèi)容 水輪發(fā)電機(jī)是水電廠(chǎng)的核心設(shè)備，其安全性關(guān)乎整個(gè)電站的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)數(shù)字電廠(chǎng)沉浸式綜合信息展示，可以展示出水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可以對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)及分析結(jié)果進(jìn)行擬真化的呈現(xiàn)，包括溫度、振動(dòng)、壓力等。一旦發(fā)現(xiàn)狀態(tài)異常，系統(tǒng)將自動(dòng)預(yù)警，提醒運(yùn)維人員及時(shí)采取維護(hù)和檢修措施，降低設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，避免因未及時(shí)處理而造成嚴(yán)重?fù)p失。傳統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)故障診斷通常需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員通過(guò)繁瑣的檢測(cè)和分析來(lái)判斷問(wèn)題所在。而數(shù)字電廠(chǎng)沉浸式綜合信息展示通過(guò)大數(shù)據(jù)和人工智能，可以自動(dòng)化、智能化地進(jìn)行故障診斷，快速準(zhǔn)確地定位問(wèn)題，并提供相應(yīng)解決方案，并進(jìn)行精準(zhǔn)的展示。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)1）實(shí)地觀測(cè)和數(shù)據(jù)收集：研究人員在大型水電站等現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)，安裝傳感器和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，收集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以獲取真實(shí)設(shè)備的狀態(tài)信息和行為數(shù)據(jù)。2）數(shù)字孿生建模數(shù)據(jù)：通過(guò)激光掃描、攝影測(cè)量等技術(shù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行高精度三維建模，將圖紙模型轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的三維模型，并對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和對(duì)象化處理。3）狀態(tài)預(yù)警與診斷平臺(tái)開(kāi)發(fā)：根據(jù)數(shù)字孿生技術(shù)的理論和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，開(kāi)展算法研究和軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)預(yù)警與診斷平臺(tái)的功能，以支持設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)和故障原因的輔助分析。智能控制體系建設(shè)自主可控改造（1）建設(shè)內(nèi)容 跟設(shè)備廠(chǎng)家一起研發(fā)水電智能分散控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)“HICS”）、開(kāi)放式PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供滿(mǎn)足國(guó)家要求的自主可控硬件、軟件，同時(shí)提供滿(mǎn)足集團(tuán)要求的電站控制策略。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）1）一體化的控制系統(tǒng)在水電站安全落地，實(shí)現(xiàn)原有監(jiān)控系統(tǒng)所有功能，全部硬件、軟件滿(mǎn)足自主可控要求，全廠(chǎng)控制策略實(shí)現(xiàn)模塊化、透明化。力爭(zhēng)盡快落地項(xiàng)目，驗(yàn)收后馬上完成成果鑒定并具備大規(guī)模推廣的條件。2）吸收和積累資深運(yùn)行、維護(hù)人員經(jīng)驗(yàn)，將智能化模塊初步部署在電站側(cè)，如智能報(bào)警、多變量組合報(bào)警、針對(duì)考核進(jìn)行控制策略?xún)?yōu)化等，助力無(wú)人值班水電廠(chǎng)建設(shè)。3）水電院發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)開(kāi)發(fā)HICS系統(tǒng)、開(kāi)放式PLC系統(tǒng)，兼容所有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化控制。采集電站所有信息，進(jìn)行建模分析和預(yù)操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的同時(shí)，盡量減少人員操作。4）將HICS系統(tǒng)的高級(jí)功能在電站實(shí)地應(yīng)用，高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)水電控制系統(tǒng)的完全自主可控。5）對(duì)于采用傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行自主可控改造的電站，水電院全程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、驗(yàn)收。確?？刂葡到y(tǒng)安全、穩(wěn)定投產(chǎn)。智能控制發(fā)電廠(chǎng)兩個(gè)細(xì)則考核診斷（1）建設(shè)內(nèi)容針對(duì)發(fā)電廠(chǎng)被電網(wǎng)以“兩個(gè)細(xì)則”為依據(jù)進(jìn)行考核的問(wèn)題，發(fā)電廠(chǎng)兩個(gè)細(xì)則考核診斷系統(tǒng)著重于分析電廠(chǎng)的一次調(diào)頻、AGC、AVC等重要控制功能的投運(yùn)情況和對(duì)應(yīng)的調(diào)頻、調(diào)壓，有功調(diào)節(jié)，無(wú)功調(diào)節(jié)等調(diào)節(jié)過(guò)程的性能指標(biāo)。具體而言，考核診斷系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析，對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的一次調(diào)頻、AGC、AVC的動(dòng)作響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出不滿(mǎn)足“兩個(gè)細(xì)則”考核要求的具體指標(biāo)，自動(dòng)生成分析報(bào)表，以圖形化的方式展示完整的計(jì)算考核過(guò)程，降低對(duì)于考核細(xì)則的理解難度；考核診斷系統(tǒng)帶有專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，可以根據(jù)診斷結(jié)果提出對(duì)于控制策略的優(yōu)化建議和對(duì)控制系統(tǒng)硬件的檢查方案；考核診斷系統(tǒng)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可建立發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)組的一次調(diào)頻特性模型和全廠(chǎng)的AGV\AVC運(yùn)行特性模型，可以為運(yùn)行人員進(jìn)行控制策略?xún)?yōu)化調(diào)整提供輔助決策支持。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)（含必須的智能設(shè)備）兩個(gè)細(xì)則內(nèi)針對(duì)一次調(diào)頻的考核要求主要包含一次調(diào)頻投入率和一次調(diào)頻合格率：一次調(diào)頻投入率：一次調(diào)頻功能投入時(shí)間與并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間的百分比統(tǒng)計(jì)為一次調(diào)頻投入率。一次調(diào)頻合格率：一定時(shí)段內(nèi)一次調(diào)頻的動(dòng)作不合格次數(shù)與應(yīng)動(dòng)作次數(shù)的百分比為一次調(diào)頻的不合格率，一次調(diào)頻合格率=1-一次調(diào)頻不合格率。一次調(diào)頻的動(dòng)作不合格的情況：以一分鐘為一個(gè)考核時(shí)段，系統(tǒng)頻率超出一次調(diào)頻死區(qū)期間，實(shí)際出力變化量與系統(tǒng)頻率偏差數(shù)值的正負(fù)號(hào)相同（高頻增出力或低頻減出力）或一次調(diào)頻實(shí)際動(dòng)作的積分電量與理論動(dòng)作積分電量的比值小于門(mén)檻值的計(jì)為不合格。兩個(gè)細(xì)則內(nèi)針對(duì)AGC的考核主要針對(duì)機(jī)組AGC月可用率和AGC調(diào)節(jié)性能，AGC調(diào)節(jié)性能包含響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)速率和調(diào)節(jié)精度。機(jī)組AGC月可用率：?jiǎn)螜C(jī)AGC月可用率=（AGC月可用小時(shí)數(shù)/機(jī)組月并網(wǎng)小時(shí)數(shù)）×100%；廠(chǎng)級(jí)AGC可用率=〔AGC月可用小時(shí)數(shù)/（全月日歷小時(shí)數(shù)-全廠(chǎng)停運(yùn)小時(shí)數(shù)）〕×100%，廠(chǎng)級(jí)AGC月可用率按全廠(chǎng)統(tǒng)計(jì)。因系統(tǒng)原因，機(jī)組負(fù)荷低于機(jī)組AGC投入下限的時(shí)間豁免考核。響應(yīng)時(shí)間：水電、抽水蓄能機(jī)組AGC的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于20秒。調(diào)節(jié)速率：常規(guī)水電、抽水蓄能機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率為額定容量的20%/分鐘。調(diào)節(jié)精度：AGC調(diào)節(jié)精度不超過(guò)1％。兩個(gè)細(xì)則內(nèi)針對(duì)AVC的考核主要針對(duì)AVC投運(yùn)率和AVC調(diào)節(jié)合格率。AVC投運(yùn)率：AVC投運(yùn)率的統(tǒng)計(jì)按照發(fā)電側(cè)并網(wǎng)主體AVC子站、各AVC機(jī)組分別統(tǒng)計(jì)，AVC子站投運(yùn)率不得低于90%，各機(jī)組AVC投運(yùn)率不低于85%。AVC調(diào)節(jié)合格率：電力調(diào)度機(jī)構(gòu)AVC主站電壓或無(wú)功指令下達(dá)后，AVC裝置在按指令調(diào)整到位為合格，AVC子站調(diào)節(jié)合格率=子站執(zhí)行合格點(diǎn)數(shù)÷主站下發(fā)調(diào)節(jié)指令次數(shù)。水文水資源監(jiān)測(cè)分析（1）建設(shè)內(nèi)容本模塊主要為水電智慧優(yōu)化調(diào)度提供基本的水文水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)估，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、存儲(chǔ)及調(diào)用。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)降水、蒸發(fā)和徑流等水文過(guò)程的監(jiān)測(cè)，可以了解水循環(huán)變化和水資源供需狀況，為水文預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)流域水資源獲取和利用進(jìn)行定量測(cè)量，為水權(quán)分配提供依據(jù)。通過(guò)對(duì)庫(kù)水位、時(shí)段負(fù)荷、機(jī)組狀態(tài)、閘門(mén)開(kāi)度與啟閉時(shí)間等數(shù)據(jù)收集和分析，為水資源分配和防洪調(diào)度提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對(duì)收集到的水文水資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和建模，揭示流域水文過(guò)程變化規(guī)律和趨勢(shì)，為水資源管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)通過(guò)在目標(biāo)流域設(shè)置水文監(jiān)測(cè)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)儀器獲取監(jiān)測(cè)信息，結(jié)合高速光纜與流域數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接，使用MySQL對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行建庫(kù)、備份、讀取數(shù)據(jù)（電站、機(jī)組、水庫(kù)特征參數(shù)類(lèi)；時(shí)序數(shù)據(jù)類(lèi)；曲線(xiàn)類(lèi)等）。根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)，計(jì)算水庫(kù)調(diào)度所需的基本參數(shù)，并建立水資源分析評(píng)估模型，揭示流域水文過(guò)程變化規(guī)律和趨勢(shì)。技術(shù)流程圖見(jiàn)下圖1。圖1水庫(kù)參數(shù)精準(zhǔn)計(jì)算分析流域梯級(jí)水電優(yōu)化調(diào)度(1)建設(shè)內(nèi)容本模塊旨在實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)中短期發(fā)電計(jì)劃的制定以及方案對(duì)比分析。具體來(lái)說(shuō)，分別利用發(fā)電量最大模型、梯級(jí)蓄能最大模型、混合控制模型和棄水概率模型對(duì)流域內(nèi)水庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。其中，針對(duì)發(fā)電量最大模型，通過(guò)輸入來(lái)水過(guò)程，水庫(kù)初、末水位，各類(lèi)約束包括最大、最小負(fù)荷，最大、最小流量，最低、最高水位等，生成區(qū)域內(nèi)各水電站年度電量總額、及年度電量月度分解計(jì)劃，輸出并保存電量最大的發(fā)電過(guò)程與發(fā)電量。針對(duì)蓄能最大模型，通過(guò)輸入來(lái)水過(guò)程，水庫(kù)初水位，各時(shí)段發(fā)電量，各類(lèi)約束包括最大、最小負(fù)荷，最大、最小流量，最低、最高水位等，生成區(qū)域內(nèi)各水電站年度電量月度分解計(jì)劃，輸出并保存滿(mǎn)足總電量要求且期末水庫(kù)蓄能最大所對(duì)應(yīng)的發(fā)電過(guò)程。對(duì)于參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的區(qū)域，對(duì)以上2個(gè)主要模型，除考慮上述約束外，還需引入電力市場(chǎng)交易規(guī)則約束、區(qū)域風(fēng)光功率預(yù)測(cè)、電價(jià)變化約束等。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算是指輸入水庫(kù)初始狀態(tài)、入庫(kù)流量、時(shí)段水位、負(fù)荷、流量約束以及時(shí)段內(nèi)的調(diào)度方案，輸出水庫(kù)末狀態(tài)以及時(shí)段內(nèi)的出庫(kù)流量、發(fā)電流量、負(fù)荷、發(fā)電量等。主要優(yōu)化模型有：發(fā)電量最大模型和梯級(jí)蓄能最大模型。1）發(fā)電量最大模型模型目標(biāo)函數(shù)：式中表示個(gè)水電站在調(diào)度周期（12個(gè)月）內(nèi)的總發(fā)電量；為第個(gè)水電站的出力系數(shù)；、分別是第個(gè)水電站在第個(gè)時(shí)段內(nèi)的發(fā)電流量和發(fā)電水頭；為時(shí)段間隔。模型約束條件包括：水量平衡約束、梯級(jí)水力聯(lián)系約束、各電站的水位、發(fā)電水頭、發(fā)電流量、出庫(kù)流量、負(fù)荷約束等。2）梯級(jí)蓄能最大模型模型目標(biāo)函數(shù)式中，SumN(t)表示電網(wǎng)給定的梯級(jí)電站第t時(shí)段應(yīng)發(fā)出力；h(i,t)表示第m級(jí)電站第t時(shí)段發(fā)電水頭；其余符號(hào)含義與上述模型相同。該模型約束條件同發(fā)電量最大模型。水電機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化（1）建設(shè)內(nèi)容本模塊根據(jù)調(diào)度意圖以及當(dāng)前負(fù)荷情況，進(jìn)行站間電量的合理轉(zhuǎn)移，并搭建事中和事后評(píng)估單元，完成發(fā)電計(jì)劃的跟蹤與評(píng)估。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)最高水位、最低水位、洪水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、接入電網(wǎng)方式、發(fā)電優(yōu)先順序、96點(diǎn)計(jì)劃、當(dāng)前負(fù)荷及調(diào)度意圖，確定機(jī)組實(shí)時(shí)負(fù)荷站間轉(zhuǎn)移方案；根據(jù)日電量計(jì)劃、已發(fā)電量、當(dāng)天來(lái)水情況、后期來(lái)水預(yù)測(cè)等資料，對(duì)正在執(zhí)行的發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、評(píng)估、實(shí)時(shí)生成日電量完成率、預(yù)計(jì)當(dāng)日完成總量、日剩余完成電量及平均負(fù)荷、昨日實(shí)發(fā)高峰負(fù)荷、低谷負(fù)荷、平均負(fù)荷；根據(jù)前日發(fā)電計(jì)劃、前日實(shí)際發(fā)電量、調(diào)度意圖等資料，對(duì)已經(jīng)完成的前日發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行綜合評(píng)估，生成來(lái)水偏差導(dǎo)致的電量偏差和水位偏差；根據(jù)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行工況、機(jī)組NHQ曲線(xiàn)等，生成開(kāi)停機(jī)順序。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)水電機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化需要對(duì)電網(wǎng)下達(dá)的負(fù)荷及時(shí)反饋，完成梯級(jí)電站間的電量轉(zhuǎn)移，并給出機(jī)組的開(kāi)停機(jī)信息。此外還需搭建事中評(píng)估單元對(duì)發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與評(píng)估，搭建事后評(píng)估單元對(duì)當(dāng)天電量完成情況進(jìn)行綜合評(píng)估。水電機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化是對(duì)電網(wǎng)下達(dá)負(fù)荷的及時(shí)反饋，需要綜合考慮電網(wǎng)、水庫(kù)、機(jī)組等多方面的約束條件，在優(yōu)化廠(chǎng)間負(fù)荷分配同時(shí)需要兼顧以下幾個(gè)方面：①避免負(fù)荷的大規(guī)模轉(zhuǎn)移，造成電網(wǎng)頻繁的較大波動(dòng)；②盡可能發(fā)揮梯級(jí)電站的電力聯(lián)系，聯(lián)合躲避機(jī)組振動(dòng)區(qū)；③為了避免電站機(jī)組的頻繁啟停，同時(shí)能夠協(xié)調(diào)原發(fā)電計(jì)劃，轉(zhuǎn)移電量應(yīng)可由電站現(xiàn)有機(jī)組組合承擔(dān)，不需要額外增減機(jī)組；④考慮梯級(jí)水電站的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷備用。1）站間轉(zhuǎn)移電量分配模型站間轉(zhuǎn)移電量分配用于響應(yīng)電網(wǎng)下達(dá)負(fù)荷變化，并及時(shí)將變化負(fù)荷分配到各個(gè)電站。為了避免原出力計(jì)劃的大幅度調(diào)整，同時(shí)為節(jié)省計(jì)算空間，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)優(yōu)化的效率需求，站間轉(zhuǎn)移電量分配采用單時(shí)段調(diào)整模式，由于單時(shí)段的調(diào)整模式忽略了梯級(jí)水電站余留期的效益，為此采用期末總蓄能為目標(biāo)函數(shù)，具體如下：假定負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)段，上式中為時(shí)段末，第級(jí)水庫(kù)的可用水量；為第級(jí)水庫(kù)期末的耗水率，可由時(shí)段內(nèi)的平均耗水率計(jì)算；電站編號(hào)從下游往上依次為；分別是第級(jí)水庫(kù)下游的編號(hào)與總數(shù)。約束條件包括水量平衡、負(fù)荷平衡、電站出力、水位流量約束、電站出力爬坡約束以及振動(dòng)區(qū)約束等。2）站內(nèi)經(jīng)濟(jì)分配站內(nèi)經(jīng)濟(jì)分配是在站間轉(zhuǎn)移電量計(jì)算的基礎(chǔ)上，將電量進(jìn)一步細(xì)化分至各機(jī)組。實(shí)時(shí)的站內(nèi)經(jīng)濟(jì)分配按空間最優(yōu)準(zhǔn)則進(jìn)行，即指根據(jù)給定的負(fù)荷要求，選擇最優(yōu)的機(jī)組組合并進(jìn)行各機(jī)組的優(yōu)化負(fù)荷分配，使得廠(chǎng)內(nèi)機(jī)組空間耗水量最少。目標(biāo)函數(shù)如下：式中：為時(shí)段廠(chǎng)內(nèi)機(jī)組的耗水流量；為號(hào)機(jī)組在時(shí)段的開(kāi)機(jī)狀態(tài)，開(kāi)機(jī)取1，停機(jī)取0；為水頭為時(shí)，第臺(tái)機(jī)組承擔(dān)負(fù)荷的耗水流量，可由機(jī)組的曲線(xiàn)查得。約束條件包括：機(jī)組出力、流量、振動(dòng)區(qū)約束、最短開(kāi)停機(jī)時(shí)間約束等。3）開(kāi)停機(jī)順序分析A.開(kāi)停機(jī)策略為避免負(fù)荷在開(kāi)停機(jī)臨界波動(dòng)造成機(jī)組頻繁啟閉，根據(jù)如下原則判斷機(jī)組開(kāi)停。①開(kāi)機(jī)條件上式中為時(shí)段電網(wǎng)要求的梯級(jí)有功負(fù)荷；是梯級(jí)要求的旋轉(zhuǎn)備用負(fù)荷；全梯級(jí)處于發(fā)電狀態(tài)機(jī)組的可調(diào)節(jié)容量。②停機(jī)條件上式中為第個(gè)電站的停機(jī)系數(shù)；是第個(gè)電站的單機(jī)最大容量。梯級(jí)電站運(yùn)行的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)是根據(jù)站內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行最少機(jī)組需求而定的，其中機(jī)組的開(kāi)停歷時(shí)要求（至少30min）需要預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)段的負(fù)荷變化趨勢(shì)，若未來(lái)負(fù)荷下降迅速且變化幅度大，則需要取消當(dāng)前開(kāi)機(jī)操作；若未來(lái)負(fù)荷回升迅速并有超過(guò)當(dāng)前負(fù)荷水平的趨勢(shì)，則要中止停機(jī)操作。B.開(kāi)停機(jī)順序確定機(jī)組開(kāi)機(jī)順序需要綜合考慮多個(gè)影響因素，根據(jù)多個(gè)影響因素賦予機(jī)組不同的優(yōu)先權(quán)系數(shù)，最后按照機(jī)組優(yōu)先權(quán)重從大到小順序確定開(kāi)機(jī)次序，停機(jī)次序相反。各機(jī)組的優(yōu)先權(quán)重計(jì)算公式：式中為第臺(tái)機(jī)組的優(yōu)先權(quán)重；為第臺(tái)機(jī)組的狀態(tài)維持系數(shù)，開(kāi)停機(jī)狀態(tài)30min以上為1，否則為0；為影響第臺(tái)機(jī)組開(kāi)停機(jī)的第個(gè)因素，為對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，影響因素主要包括開(kāi)停機(jī)時(shí)間、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、綜合出力系數(shù)等。4）事中、事后評(píng)價(jià)A.事中評(píng)估事中評(píng)估需要對(duì)發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行跟蹤與評(píng)估，通過(guò)輸入日電量計(jì)劃、已發(fā)電量、當(dāng)天來(lái)水情況、后期來(lái)水預(yù)測(cè)等數(shù)據(jù)，確定日電量完成率、預(yù)計(jì)當(dāng)日完成總電量、日剩余完成電量及平均負(fù)荷、昨日實(shí)發(fā)高峰負(fù)荷、低谷負(fù)荷、平均負(fù)荷。日電量完成率是已發(fā)電量占日計(jì)劃電量的百分比，用于指導(dǎo)后續(xù)發(fā)電過(guò)程。預(yù)計(jì)當(dāng)日完成總電量是根據(jù)后期的預(yù)測(cè)來(lái)水，按照日電量計(jì)劃進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度的后期電量加上已發(fā)電量。日剩余完成電量即計(jì)劃電量與已發(fā)電量的差。根據(jù)昨日實(shí)際發(fā)電過(guò)程，可計(jì)算最大負(fù)荷，平均負(fù)荷以及最小負(fù)荷，高峰負(fù)荷是最大負(fù)荷與平均負(fù)荷間的區(qū)域，低谷負(fù)荷是平均負(fù)荷與最小負(fù)荷間的區(qū)域。B.事后評(píng)估事后評(píng)估是對(duì)當(dāng)天電量的完成情況進(jìn)行綜合評(píng)估，通過(guò)比較前日的發(fā)電計(jì)劃以及實(shí)際的發(fā)電過(guò)程，確定因來(lái)水偏差導(dǎo)致的水位偏差、因來(lái)水偏差導(dǎo)致的電量偏差以及因電量偏差導(dǎo)致的水位偏差。水位、電量偏差的來(lái)源有兩個(gè)部分，一是由于來(lái)水的偏差，二是由于調(diào)度意圖的變化，因電量偏差導(dǎo)致的水位偏差就是因?yàn)檎{(diào)度意圖的改變，使得發(fā)電過(guò)程變化，進(jìn)而影響水庫(kù)水位。因來(lái)水偏差產(chǎn)生的水位、電量偏差可根據(jù)實(shí)際來(lái)水情況，按照前日發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度，計(jì)算末水位、發(fā)電量。根據(jù)預(yù)測(cè)來(lái)水，按照前日發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度的末水位為、發(fā)電量為，實(shí)際發(fā)電過(guò)程后的末水位為、發(fā)電量為。水位與電量的實(shí)際偏差分別是、，偏差來(lái)源包括了來(lái)水偏差以及調(diào)度意圖的變化，而因來(lái)水偏差導(dǎo)致的水位、電量偏差分別是、，則因電量偏差導(dǎo)致的水位偏差為。水電機(jī)組負(fù)荷智能優(yōu)化分配（1）建設(shè)內(nèi)容水電機(jī)組負(fù)荷分配，是指電站需要在滿(mǎn)足電網(wǎng)負(fù)荷偏差的前提下，同時(shí)考慮多重約束條件諸如流量約束、啟停次數(shù)約束、最小運(yùn)行時(shí)間約束等，根據(jù)“以水定電”或是“以電定水”等原則，協(xié)調(diào)機(jī)組間的啟停狀態(tài)與功率大小以完成機(jī)組負(fù)荷分配。有效平抑與削弱因需求負(fù)荷、機(jī)組組合發(fā)生變化所帶來(lái)的機(jī)組出力波動(dòng)以及運(yùn)行非穩(wěn)定性，更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)組輸出功率最優(yōu)化分配，最小化耗水量。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)為更好地解決水電機(jī)組負(fù)荷分配過(guò)程中機(jī)組振動(dòng)區(qū)穿越次數(shù)過(guò)多的情況，考慮多重約束的同時(shí)進(jìn)行合理、高效的機(jī)組負(fù)荷分配，兼顧經(jīng)濟(jì)性與安全性、機(jī)組啟停、穿越振動(dòng)區(qū)、機(jī)組運(yùn)行壽命等。1）目標(biāo)函數(shù)模型在水電機(jī)組負(fù)荷分配過(guò)程中，往往選擇以耗水量作為負(fù)荷分配的優(yōu)化目標(biāo)，遵循以耗水量最小為模型目標(biāo)函數(shù)模型。2）約束條件基本約束條件：考慮流量、庫(kù)容、最大最小出力約束、穿越振動(dòng)區(qū)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)約束機(jī)組振動(dòng)區(qū)約束、機(jī)組啟停時(shí)間與機(jī)組開(kāi)停機(jī)次序約束、電網(wǎng)負(fù)荷偏差約束等。出力波動(dòng)約束：在負(fù)荷最優(yōu)分配當(dāng)中，為避免連續(xù)時(shí)段內(nèi)需求負(fù)荷小范圍波動(dòng)時(shí)出現(xiàn)機(jī)組出力波動(dòng)較大的情況，因此需要添加機(jī)組出力波動(dòng)約束。3）波動(dòng)評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)組出力過(guò)程中的負(fù)荷變化的非穩(wěn)定性、波動(dòng)性，需要借助定性分析指標(biāo)評(píng)判整體變化曲線(xiàn)的平穩(wěn)程度，主要包括平均波動(dòng)幅度、功率分布偏度、波動(dòng)出力比等。平均波動(dòng)幅度，表征連續(xù)曲線(xiàn)在相鄰周期內(nèi)的變化和波動(dòng)，曲線(xiàn)的波動(dòng)程度與變量數(shù)值成正比，能在一定程度上反應(yīng)連續(xù)數(shù)據(jù)的離散程度；功率分布偏度，反應(yīng)機(jī)組出力曲線(xiàn)波動(dòng)與傾斜程度的有效指標(biāo)，其值大小與曲線(xiàn)波動(dòng)劇烈程度成正比關(guān)系；波動(dòng)出力比，表征負(fù)荷分配期內(nèi)的機(jī)組出力波動(dòng)的平均值比上機(jī)組總出力作波動(dòng)趨勢(shì)的指標(biāo)。技術(shù)供水智能調(diào)整（1）建設(shè)內(nèi)容水電站技術(shù)供水又稱(chēng)生產(chǎn)供水,與消防供水、生活供水共同組成水電站的供水系統(tǒng),其主要作用是對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻,有時(shí)也用于潤(rùn)滑及水壓操作。當(dāng)前水電站技術(shù)供水管理十分粗放，通過(guò)技術(shù)供水智能調(diào)整供水模塊部署，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)供水精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與精細(xì)供水調(diào)控，保障不出現(xiàn)供水間斷，實(shí)現(xiàn)供水的溫度、流量以及壓力的精準(zhǔn)控制。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)通過(guò)部署技術(shù)供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)技術(shù)供水總管、各個(gè)軸承冷卻器、空冷器支管全部安裝流量計(jì)，結(jié)合計(jì)算機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度、流量、壓力等參數(shù)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。狀態(tài)特征提取模型，根據(jù)狀態(tài)評(píng)估和智能調(diào)整需求，將特征分為：1.供水對(duì)象；2．供水方式；3．供水流量；4．供水溫度；5．供水壓力。主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：1、供水流量分析，綜合分析個(gè)參數(shù)特征，實(shí)現(xiàn)技術(shù)供水總管取水流量最小等模型建立;2、供水溫度分析，分析冷卻水進(jìn)出口溫度等參數(shù);3、供水壓力分析，分析冷卻水進(jìn)出口壓力等參數(shù)。通過(guò)分析功能，基于技術(shù)供水總管取水流量最小、保證供水不間斷以及溫度、壓力等邊界條件，實(shí)現(xiàn)技術(shù)供水智能調(diào)整功能。閘門(mén)本質(zhì)安全智能控制建設(shè)內(nèi)容隨著自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，水閘自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)閘控系統(tǒng))的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是，由于設(shè)計(jì)方案缺陷、硬件設(shè)備故障、軟件系統(tǒng)不穩(wěn)定及運(yùn)行管理不善等原因，閘控系統(tǒng)還存在著一些不安全因素。本模塊通過(guò)分析及解決閘控系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)閘門(mén)本質(zhì)安全智能控制，保障在誤操作或發(fā)生故障的情況下不會(huì)造成事故。技術(shù)原理及路線(xiàn)通過(guò)安全監(jiān)測(cè)以及優(yōu)化閘門(mén)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)閘門(mén)本質(zhì)安全智能控制。安全監(jiān)測(cè)方面，可分別使用GNSS位移傳感器、振弦式滲壓計(jì)和測(cè)縫計(jì)等對(duì)包括位移、揚(yáng)壓力、裂縫等進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)越限報(bào)警和趨勢(shì)分析；智能控制方面，應(yīng)包括優(yōu)化閘門(mén)控制系統(tǒng)架構(gòu)、啟閉機(jī)電源、數(shù)據(jù)采集與控制、通信方式、數(shù)據(jù)處理、控制邏輯以及反饋監(jiān)測(cè)等多方面。數(shù)據(jù)處理上，閘門(mén)到達(dá)上下限位點(diǎn)、啟閉機(jī)電機(jī)接觸器吸合等信號(hào)是以開(kāi)關(guān)量方式輸入PLC的，這些開(kāi)關(guān)在開(kāi)閉時(shí)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，應(yīng)進(jìn)行防抖處理，水位、閘位等模擬量信號(hào)，應(yīng)進(jìn)行濾波處理，確保閘門(mén)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠；控制邏輯方面，通過(guò)程序設(shè)計(jì)避免不安全和違反規(guī)程的操作，如正反轉(zhuǎn)互鎖，禁止不經(jīng)過(guò)停止流程而改變閘門(mén)運(yùn)動(dòng)；反饋監(jiān)測(cè)方面，當(dāng)輸出控制信號(hào)時(shí)，要對(duì)控制對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)變化以及視頻監(jiān)測(cè)狀態(tài)識(shí)別，以跟蹤反饋輸出控制信號(hào)的實(shí)際效果。水電廠(chǎng)事故停機(jī)智能決策（1）建設(shè)內(nèi)容水電廠(chǎng)事故停機(jī)智能決策系統(tǒng)是利用事故仿真分析平臺(tái)建立足量完備的典型事故數(shù)據(jù)庫(kù)，基于該典型事故數(shù)據(jù)庫(kù)訓(xùn)練事故智能識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)水電廠(chǎng)事故停機(jī)原因的識(shí)別，避免人為判斷與識(shí)別事故困難且不準(zhǔn)確的問(wèn)題；同時(shí)，基于該識(shí)別結(jié)果自動(dòng)篩選處理策略，根據(jù)識(shí)別結(jié)果、實(shí)際運(yùn)行情況和可行處理策略，對(duì)事故處理進(jìn)程進(jìn)行模擬，通過(guò)對(duì)事故處理進(jìn)程預(yù)測(cè)的反饋更新，不斷優(yōu)化最優(yōu)處理策略，實(shí)現(xiàn)事故處理策略的快速智能決策，獲取最優(yōu)處理策略。（2）技術(shù)原理及路線(xiàn)首先基于水電廠(chǎng)安全分析和工程判斷，確定水電廠(chǎng)事故停機(jī)典型原因，包括但不限于軸承溫度過(guò)高，振擺過(guò)大，事故低油壓等。針對(duì)每一類(lèi)事故原因，設(shè)定相應(yīng)的特征參數(shù)采用事故仿真分析平臺(tái)進(jìn)行模擬運(yùn)算，得到多種事故原因?qū)е碌哪M事故，構(gòu)建典型事故工況。構(gòu)建事故停機(jī)智能識(shí)別模型，利用機(jī)器學(xué)習(xí)智能算法構(gòu)建事故停機(jī)與事故關(guān)鍵變量特征之間的邏輯關(guān)系，以標(biāo)注典型事故停機(jī)類(lèi)型的事故關(guān)鍵變量所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為樣本數(shù)據(jù)，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取得到事故特征，以此構(gòu)成訓(xùn)練樣本集，用于訓(xùn)練事故智能識(shí)別模型，建立水電廠(chǎng)可測(cè)量參數(shù)和事故停機(jī)之間的聯(lián)系模型，實(shí)現(xiàn)智能判斷事故停機(jī)發(fā)生的初始時(shí)刻以及智能識(shí)別事故停機(jī)發(fā)生的原因及事故的具體信息?；谧R(shí)別的事故停機(jī)類(lèi)型，在事故停機(jī)處理策略庫(kù)中自動(dòng)篩選出可行處理策略，將識(shí)別的事故停機(jī)類(lèi)型、水電廠(chǎng)中各種設(shè)備的實(shí)際投入情況及選取的處理策略輸入事故仿真分析平臺(tái)中進(jìn)行事故處理進(jìn)程的模擬預(yù)測(cè)；根據(jù)事故處理進(jìn)程的預(yù)測(cè)分析，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)估不同處理策略所產(chǎn)生的定量化正負(fù)效應(yīng)，輸出最優(yōu)緩處理策略。實(shí)施規(guī)劃 項(xiàng)目總體實(shí)施流程 根據(jù)智慧電廠(chǎng)建設(shè)規(guī)劃內(nèi)容和目標(biāo)，以目前智能化現(xiàn)狀及需求分析為出發(fā)點(diǎn)，堅(jiān)持“總體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施、按需建設(shè)、先易后難”的原則，智慧電廠(chǎng)建設(shè)分為二期規(guī)劃階段實(shí)施。第一期：實(shí)現(xiàn)智慧電廠(chǎng)數(shù)據(jù)賦能數(shù)據(jù)賦能是智慧電廠(chǎng)的本質(zhì)特征。通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、云計(jì)算平臺(tái)、三維可視化平臺(tái)、移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)、安全管控一體化平臺(tái)等基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)，完成數(shù)據(jù)-知識(shí)-智慧的躍遷，利用數(shù)據(jù)資源為電廠(chǎng)賦能，為設(shè)備運(yùn)行及檢修、經(jīng)營(yíng)管理等提供科學(xué)決策。第二期：實(shí)現(xiàn)智慧電廠(chǎng)人機(jī)協(xié)同人機(jī)協(xié)同是智慧電廠(chǎng)的主要運(yùn)行特征。通過(guò)智能巡檢機(jī)器人、大數(shù)據(jù)運(yùn)行優(yōu)化、智慧經(jīng)營(yíng)決策等人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)用將進(jìn)一步解放人的體力和部分腦力，更加“聰明”的人工智能能夠自主配合環(huán)境變化和人的工作。人將與各類(lèi)人工智能系統(tǒng)在認(rèn)知學(xué)習(xí)、分析決策、知識(shí)交流、自主執(zhí)行等方面實(shí)現(xiàn)深度交互迭代，共同提升電廠(chǎng)整體智慧能力。項(xiàng)目總體實(shí)施計(jì)劃 序號(hào)智慧體系建設(shè)內(nèi)容類(lèi)型推薦等級(jí)一一期建設(shè)項(xiàng)目（基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、智慧基建等在基建期后向生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期過(guò)渡）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)超融合-通信網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)安全-狀態(tài)評(píng)價(jià)子系統(tǒng)（廠(chǎng)站側(cè)）智慧管理體系優(yōu)先推薦智慧管理系統(tǒng)（分子公司側(cè)）智慧管理體系優(yōu)先推薦基于智能感知的狀態(tài)評(píng)價(jià)機(jī)組運(yùn)行重要參數(shù)自巡盤(pán)（智能巡盤(pán)）智慧管理體系推薦機(jī)組控制系統(tǒng)適應(yīng)性分析（智能巡盤(pán)）智慧感控體系推薦監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警信息輔助分析（智能巡盤(pán)）智慧管理體系推薦智能監(jiān)盤(pán)專(zhuān)家系統(tǒng)（智能巡盤(pán)）智慧管理體系推薦壓力鋼管安全狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、診斷及預(yù)警系統(tǒng)（重大安全類(lèi)）智慧管理體系優(yōu)先推薦發(fā)電機(jī)涉網(wǎng)控制與保護(hù)網(wǎng)源協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)（重大安全類(lèi)）智慧管理體系優(yōu)先推薦大壩及庫(kù)區(qū)高邊坡實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警系統(tǒng)（重大安全類(lèi)）智慧管理體系優(yōu)先推薦鋼閘門(mén)安全狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)（重大安全類(lèi)）智慧管理體系優(yōu)先推薦水電棄水預(yù)警預(yù)報(bào)（提質(zhì)增效類(lèi)）智慧管理體系推薦流域徑流中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)（提質(zhì)增效類(lèi)）智慧管理體系推薦水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性故障智能診斷與預(yù)警系統(tǒng)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選水電機(jī)組內(nèi)部缺陷監(jiān)測(cè)及診斷（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選推力油盆滲漏油故障（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選基于重復(fù)脈沖法（RSO）的大型水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路檢測(cè)技術(shù)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選發(fā)電場(chǎng)站諧波監(jiān)測(cè)與診斷（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選電力電纜局放在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選變壓器綜合在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息集成及診斷預(yù)警系統(tǒng)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選基于尾端電流監(jiān)測(cè)的避雷器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選斷路器機(jī)電特性評(píng)估及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究系統(tǒng)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析及裝置校準(zhǔn)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選GIS絕緣狀態(tài)評(píng)估與缺陷診斷技術(shù)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選六氟化硫氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選互感器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選全設(shè)備多維度溫度監(jiān)測(cè)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選直流系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選輔機(jī)系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選關(guān)鍵螺栓安全狀態(tài)智能實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)（設(shè)備健康評(píng)價(jià)類(lèi)）智慧管理體系可選庫(kù)區(qū)智能巡檢（提升優(yōu)化類(lèi)）智慧管理體系可選數(shù)字電廠(chǎng)沉浸式綜合信息展示（提升優(yōu)化類(lèi)）智慧管理體系可選基于多源信息融合的勵(lì)磁系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷（提升優(yōu)化類(lèi)）智慧管理體系可選智能控制（廠(chǎng)站側(cè)）自主可控改造智能控制體系優(yōu)先推薦智慧基建施工安全管理智慧管理體系施工質(zhì)量管理智慧管理體系施工進(jìn)度管理智慧管理體系數(shù)字化移交智慧管理體系智能決策智慧管理體系二二期建設(shè)項(xiàng)目（智慧運(yùn)行、智慧經(jīng)營(yíng)等需在投產(chǎn)發(fā)電后收集部分運(yùn)行數(shù)據(jù)才可持續(xù)優(yōu)化）智能控制（廠(chǎng)站側(cè)）發(fā)電廠(chǎng)兩個(gè)細(xì)則考核診斷智能控制體系優(yōu)先推薦水文水資源監(jiān)測(cè)分析智能控制體系優(yōu)先推薦流域梯級(jí)水電優(yōu)化調(diào)度智能控制體系優(yōu)先推薦水電機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化智能控制體系優(yōu)先推薦水電機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化分配智能控制體系推薦技術(shù)供水智能調(diào)整智能控制體系推薦閘門(mén)本質(zhì)安全智能控制智能控制體系推薦智慧診斷（分子公司側(cè)）上位管理功能模塊智慧管理體系推薦智能控制（集控側(cè)）自主可控改造智能控制體系推薦流域梯級(jí)調(diào)度智能控制體系優(yōu)先推薦智慧安全先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備智慧管理體系風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)智慧管理體系應(yīng)急處置智慧管理體系兩票管理智慧管理體系外包工程管理智慧管理體系重大危險(xiǎn)源管理智慧管理體系隱患管理智慧管理體系事故事件管理智慧管理體系智慧運(yùn)行運(yùn)行值班智慧管理體系定期工作智慧管理體系運(yùn)行資料管理智慧管理體系生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視智慧管理體系設(shè)備參數(shù)監(jiān)測(cè)智慧管理體系綜合報(bào)表管理智慧管理體系機(jī)組啟停智能分析智慧管理