摘要：目前，高速鐵路牽引變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)仍處于“計(jì)劃維修"和“故障維修"階段。本文研究了傳統(tǒng)智能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)，提出了有針對(duì)性的智能運(yùn)行維護(hù)解決方案，實(shí)現(xiàn)了智能分析、健康管理、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)壽命預(yù)測(cè)等功能，可以提高運(yùn)行維護(hù)效率，更好地保障高速鐵路的運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；綜合自動(dòng)化；智能運(yùn)維

引言

牽引變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是保證高速鐵路安全運(yùn)行的重要設(shè)施。有效的運(yùn)行和維護(hù)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(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)和維護(hù)進(jìn)行信息化管理，仍處于“計(jì)劃維修"和“故障維修"階段，自動(dòng)化程度低，維護(hù)粒度粗。電力系統(tǒng)研究智能變電站的運(yùn)行和維護(hù)，制定了《智能變電站保護(hù)設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)控診斷設(shè)備技術(shù)規(guī)范》（Q/GDW11361-2017[1]標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)科學(xué)研究項(xiàng)目，本文深入研究了傳統(tǒng)智能牽引變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能運(yùn)行和維護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行和維護(hù)管理系統(tǒng)的建設(shè)可以提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)的智能水平，促進(jìn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)向“狀態(tài)維護(hù)"的轉(zhuǎn)變。

1課題研究?jī)?nèi)容

1.1搭建智能運(yùn)維管理平臺(tái)

作為實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維功能的硬件基礎(chǔ)，研究構(gòu)建現(xiàn)有智能高鐵變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維管理平臺(tái)的系統(tǒng)構(gòu)成方案。

1.2智能運(yùn)維功能，現(xiàn)有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

針對(duì)現(xiàn)有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究，采用深入挖掘現(xiàn)有數(shù)據(jù)潛力的方法，在監(jiān)控后臺(tái)增加軟件模塊，實(shí)現(xiàn)功能，原則是不改變現(xiàn)有軟硬件，不影響現(xiàn)有線(xiàn)路運(yùn)行。

（1）實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)歷管理信息化和在線(xiàn)參數(shù)驗(yàn)證。

（2）通過(guò)深入挖掘數(shù)據(jù)潛力，利用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置自我診斷信息和邏輯管道監(jiān)控信息，診斷現(xiàn)有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

1.3智能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能運(yùn)維功能

針對(duì)未來(lái)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究，本著適度改進(jìn)軟硬件設(shè)備、不降低系統(tǒng)可靠性的原則，對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行軟硬件升級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的詳細(xì)自我診斷。除了實(shí)現(xiàn)原有功能外，還增加了智能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。

（1）增加裝置箱內(nèi)的溫度采集電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（2）根據(jù)設(shè)備MTBF的時(shí)間和設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度，計(jì)算設(shè)備的整體預(yù)期剩余壽命，并設(shè)置報(bào)警限值進(jìn)行預(yù)警。

（3）研究虛端子可視化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)控和診斷，基于智能牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

2智能運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)

2.1構(gòu)建傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維系統(tǒng)

如圖1所示，傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維實(shí)施方案。

圖1傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維實(shí)施方案

為了將對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的影響降低到可控范圍，升級(jí)了現(xiàn)有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信管理機(jī)的軟件，并在車(chē)站增加了智能運(yùn)維管理機(jī)。智能運(yùn)維后臺(tái)設(shè)置在運(yùn)維管理后臺(tái)，后臺(tái)安裝智能運(yùn)維軟件平臺(tái)，包括裝置簡(jiǎn)歷管理、綜合診斷管理等模塊。

智能運(yùn)維軟件平臺(tái)配置設(shè)備自診斷信息、電路電量信息和設(shè)備基本信息的組合關(guān)系和診斷邏輯，生成相應(yīng)設(shè)備的專(zhuān)家體驗(yàn)庫(kù)。自檢報(bào)警信息、各種電路電量信息和狀態(tài)量信息從通信層網(wǎng)絡(luò)獲取，分析結(jié)果與設(shè)備專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)中的診斷邏輯和歷史樣本成功匹配，提示運(yùn)維人員進(jìn)行有針對(duì)性的維護(hù)和維護(hù)操作。

將智能運(yùn)維后臺(tái)的通信模塊添加到現(xiàn)有通信管理機(jī)中，通過(guò)新增的運(yùn)維管理機(jī)將運(yùn)行監(jiān)控信息、設(shè)備狀態(tài)信息、故障動(dòng)作報(bào)警信息等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到智能運(yùn)維后臺(tái)機(jī)。智能運(yùn)維后臺(tái)機(jī)通過(guò)對(duì)綜合運(yùn)維信息進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選分類(lèi)，結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)和歷史診斷樣本，在智能運(yùn)維后臺(tái)機(jī)的HMI上顯示運(yùn)維分析結(jié)果，為運(yùn)維人員提供有針對(duì)性的維護(hù)措施。

2.2智能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維建設(shè)

智能牽引變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用典型的數(shù)字變電站結(jié)構(gòu)，集過(guò)程層合并單元、智能終端和間隔層于一體。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)增加運(yùn)維管理機(jī)，接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)站點(diǎn)控制層網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)運(yùn)維相關(guān)數(shù)據(jù)的收發(fā)；增加網(wǎng)絡(luò)分析儀，接入站點(diǎn)控制層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收集和分析。所有數(shù)據(jù)均由運(yùn)維管理機(jī)發(fā)送至智能運(yùn)維后臺(tái)機(jī)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和分析。

4安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)

4.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通信和其他技術(shù)開(kāi)發(fā)的云管理平臺(tái)可以滿(mǎn)足用戶(hù)或運(yùn)維公司監(jiān)控許多變電站電路的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫度和濕度、電纜和母線(xiàn)的運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景的需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)和統(tǒng)一管理，方便使用，支持有權(quán)限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD和其他終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)和接收?qǐng)?bào)警，并完成相關(guān)設(shè)備的日常和定期檢查和訂單分發(fā)管理。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文化體育、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)配電運(yùn)行維護(hù)體系的新建、擴(kuò)建和改造。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

月度能源報(bào)告；網(wǎng)站監(jiān)控；變壓器狀態(tài)；操作和維護(hù)；配電圖；視頻監(jiān)控；電力運(yùn)行報(bào)告；報(bào)警信息；任務(wù)管理；用戶(hù)報(bào)告；應(yīng)用監(jiān)控

4.5系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)研發(fā)，在京滬高鐵現(xiàn)場(chǎng)搭建了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能運(yùn)維管理平臺(tái)。經(jīng)過(guò)近半年的網(wǎng)絡(luò)試運(yùn)行，該平臺(tái)初步實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的故障預(yù)警和使用壽命預(yù)測(cè)，tian補(bǔ)了高速鐵路運(yùn)維在這方面的空白。智能運(yùn)維管理平臺(tái)還可以引入城市軌道交通領(lǐng)域，為智能地鐵建設(shè)提供參考。

參考文獻(xiàn)

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