自动化智能运维系统在高铁牵引变电所的研究与应用

发布时间：2023-11-04

摘要：目前，高速铁路牵引变电站综合自动化系统的运行维护仍处于“计划维修”和“故障维修”阶段。本文研究了传统智能综合自动化系统的运行维护技术，提出了有针对性的智能运行维护解决方案，实现了智能分析、健康管理、综合自动化系统寿命预测等功能，可以提高运行维护效率，更好地保障高速铁路的运行安全。

关键词：高速铁路；综合自动化；智能运维

引言

牵引变电站综合自动化系统是保证高速铁路安全运行的重要设施。有效的运行和维护可以在很大程度上保证高速铁路牵引电源的安全。目前，高速铁路尚未对综合自动化系统的维护和维护进行信息化管理，仍处于“计划维修”和“故障维修”阶段，自动化程度低，维护粒度粗。电力系统研究智能变电站的运行和维护，制定了《智能变电站保护设备在线监控诊断设备技术规范》（Q/GDW11361-2017[1]标准。通过科学研究项目，本文深入研究了传统智能牵引变电站综合自动化系统的智能运行和维护。现场运行和维护管理系统的建设可以提高综合自动化系统运行和维护的智能水平，促进综合自动化系统运行和维护向“状态维护”的转变。

1课题研究内容

1.1搭建智能运维管理平台

作为实现智能运维功能的硬件基础，研究构建现有智能高铁变电站综合自动化系统智能运维管理平台的系统构成方案。

1.2智能运维功能，现有综合自动化系统

针对现有综合自动化系统的研究，采用深入挖掘现有数据潜力的方法，在监控后台增加软件模块，实现功能，原则是不改变现有软硬件，不影响现有线路运行。

（1）实现综合自动化系统简历管理信息化和在线参数验证。

（2）通过深入挖掘数据潜力，利用综合自动化系统装置自我诊断信息和逻辑管道监控信息，诊断现有综合自动化系统装置的运行状态。

1.3智能综合自动化系统的智能运维功能

针对未来综合自动化系统的研究，本着适度改进软硬件设备、不降低系统可靠性的原则，对综合自动化系统的相关保护测控装置进行软硬件升级，实现对设备的详细自我诊断。除了实现原有功能外，还增加了智能综合自动化系统的功能。

（1）增加装置箱内的温度采集电路，实现对装置内部环境参数的实时监测。

（2）根据设备MTBF的时间和设备的运行环境温度，计算设备的整体预期剩余寿命，并设置报警限值进行预警。

（3）研究虚端子可视化、网络数据监控和诊断，基于智能牵引变电所综合自动化系统。

2智能运维系统建设

2.1构建传统综合自动化系统智能运维系统

如图1所示，传统综合自动化系统智能运维实施方案。

图1传统综合自动化系统智能运维实施方案

为了将对现有系统的影响降低到可控范围，升级了现有综合自动化系统通信管理机的软件，并在车站增加了智能运维管理机。智能运维后台设置在运维管理后台，后台安装智能运维软件平台，包括装置简历管理、综合诊断管理等模块。

智能运维软件平台配置设备自诊断信息、电路电量信息和设备基本信息的组合关系和诊断逻辑，生成相应设备的专家体验库。自检报警信息、各种电路电量信息和状态量信息从通信层网络获取，分析结果与设备专家数据库中的诊断逻辑和历史样本成功匹配，提示运维人员进行有针对性的维护和维护操作。

将智能运维后台的通信模块添加到现有通信管理机中，通过新增的运维管理机将运行监控信息、设备状态信息、故障动作报警信息等数据转移到智能运维后台机。智能运维后台机通过对综合运维信息进行数据筛选分类，结合专家经验库和历史诊断样本，在智能运维后台机的HMI上显示运维分析结果，为运维人员提供有针对性的维护措施。

2.2智能综合自动化系统智能运维建设

智能牵引变电站综合自动化系统采用典型的数字变电站结构，集过程层合并单元、智能终端和间隔层于一体。综合自动化系统增加运维管理机，接入综合自动化系统站点控制层网络，负责运维相关数据的收发；增加网络分析仪，接入站点控制层网络和过程层网络，负责网络数据的收集和分析。所有数据均由运维管理机发送至智能运维后台机，实现统一的数据管理和分析。

4安科瑞AcrelCloud-1000变电所运维云平台

4.1概述

基于互联网＋、大数据、移动通信和其他技术开发的云管理平台可以满足用户或运维公司监控许多变电站电路的运行状态和参数、室内环境温度和湿度、电缆和母线的运行温度、现场设备或环境视频场景的需求，实现数据集中存储和统一管理，方便使用，支持有权限的用户通过电脑、手机、PAD和其他终端链接访问和接收报警，并完成相关设备的日常和定期检查和订单分发管理。

4.2应用场所

适用于电信、金融、交通、能源、医疗卫生、文化体育、教育科研、农林水利、商业服务、公用事业等行业配电运行维护体系的新建、扩建和改造。

4.3系统结构