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科学研究与应用

科学研究与应用

Journal of Scientific Research and Applications

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-7071(P)
  • ISSN: 
    3080-0757(O)
  • 期刊分类: 
    科学技术
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    5
  • 浏览量: 
    648

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电力二次远程运维技术的体系构建与应用实践研究

Research on System Construction and Application Practice of Power Secondary Remote Operation and Maintenance Technology

发布时间:2025-12-17
作者: 万毅,吴雪飘,肖明聪 :贵州电网有限责任公司都匀供电局 贵州都匀;
摘要: 随着智能电网建设的深入推进,电力二次系统的规模与复杂度显著增加,传统运维模式在时效性、经济性和可靠性方面的弊端日益凸显。本文基于电力调度控制中心的实际需求,系统阐述电力二次远程运维技术的核心架构,分析当前技术应用中的关键问题,结合物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,提出涵盖数据采集、状态诊断、远程控制的全流程运维解决方案,并通过工程案例验证其有效性。研究表明,远程运维技术可显著提升电力二次系统的运维效率与智能化水平,为构建“源-网-荷-储”协同互动的现代电力系统提供技术支撑。
Abstract: With the in-depth advancement of smart grid construction, the scale and complexity of power secondary systems have significantly increased, and the drawbacks of traditional operation and maintenance (O&M) models in terms of timeliness, economy, and reliability have become increasingly prominent. Based on the actual needs of power dispatching and control centers, this paper systematically expounds the core architecture of power secondary remote O&M technology, analyzes key issues in current technical applications, and proposes a full-process O&M solution covering data collection, status diagnosis, and remote control by integrating new-generation information technologies such as the internet of things (IoT), big data, and artificial intelligence (AI). Its effectiveness is verified through engineering cases. The study shows that remote O&M technology can significantly improve the O&M efficiency and intelligence level of power secondary systems, providing technical support for building a modern power system with coordinated interaction among "sources, grids, loads, and storage".
关键词: 电力二次系统;远程运维;智能诊断;物联网;调度控制中心
Keywords: power secondary system; remote operation and maintenance; intelligent diagnosis; internet of things; dispatching control center

引言

电力二次系统是保障电网安全稳定运行的“神经中枢”,涵盖继电保护、自动装置、测控系统、通信设备四大核心模块,承担着电网实时监控、故障切除、运行调节等关键功能。电力二次远程运维技术通过构建“云端调度-主站分析-边缘执行-终端感知”的协同架构,打破传统运维的时空壁垒。本文围绕“技术体系-问题分析-优化策略-工程验证-未来趋势”展开:第一章构建四层技术架构并细化核心技术;第二章剖析数据安全、系统兼容、人员技能三大关键问题;第三章提出针对性优化策略;第四章展望技术融合与模式升级方向;第五章总结研究结论并提出行业建议。

1 电力二次远程运维技术体系架构

电力二次远程运维技术体系以“数据驱动、安全可控、智能协同”为核心,构建“数据采集层-状态诊断层-远程控制层-运维管理层”四层架构,各层级既独立实现核心功能,又通过标准化接口协同联动,形成全流程闭环运维体系。

1.1 数据采集层:多源异构数据的“感知-预处理-传输”一体化

数据采集层是远程运维的“神经末梢”,负责获取二次设备全维度运行数据,解决“数据从哪来、怎么传、如何保质量”的问题,核心技术包括三大模块:

1.1.1 多维度感知技术:实现设备状态“全息监测”

针对二次设备不同类型(保护装置、测控单元、通信设备),部署差异化感知设备,覆盖电气量、非电气量、环境参数三大类数据。

1.1.2 边缘预处理技术:降低数据传输压力与延迟

在变电站部署边缘计算节点(采用工业级服务器,配置Intel Xeon E3处理器、16GB内存、1TB SSD存储,防护等级IP45,适应-40℃~70℃工作环境),完成数据“降噪-筛选-特征提取”预处理。

1.1.3 安全传输技术:保障数据“实时-可靠-加密”传输

开发多协议转换网关(支持IEC61850等12种主流协议),通过“协议解析-格式转换-统一封装”,实现不同厂商设备数据互通;

传输加密:采用“国密算法+IPsec VPN”双重加密,数据采集层与主站层之间建立加密隧道,SM2算法用于身份认证,SM3算法用于数据完整性校验,SM4算法用于数据加密,防止数据被窃取或篡改;

链路冗余:在偏远变电站(如山区、牧区)采用“5G专网为主、卫星通信为备用”的链路设计,当5G信号中断时,卫星链路自动切换,切换时间<1秒,确保数据传输不中断。

1.2 状态诊断层:基于AI与数字孪生的“精准诊断-可视化展示”

状态诊断层是远程运维的“大脑中枢”,通过大数据分析与智能算法,实现二次设备“状态评估-故障预警-定位溯源”,核心技术包括三大模块:

1.2.1 多模型融合诊断技术:提升故障识别准确率

针对二次设备不同故障类型(如保护误动、通信中断、电源异常),构建“传统算法+深度学习”融合模型,解决单一模型泛化能力不足的问题。

1.2.2 数字孪生可视化技术:实现运维“透明化-可追溯”

构建二次设备数字孪生体,实现物理设备与虚拟模型的“实时映射-动态交互”。

1.2.3诊断结果校验与优化:降低误报与漏报率

建立“人工校验+模型迭代”机制,持续优化诊断模型。

1.3远程控制层:安全可控的“指令下发-执行-反馈”闭环

远程控制层是远程运维的“执行手脚”,实现二次设备的“远程配置-调试-操作”,核心技术包括三大模块:

1.3.1 分级授权与安全认证:防止非法操作

建立“角色-权限-操作”三维授权体系,确保控制指令合法合规:

角色权限划分:将运维人员分为“操作员-审核员-管理员”三级,操作员仅可发起常规操作(如定值查询),审核员负责操作票审核,管理员拥有最高权限(如固件升级);

双因子认证:指令发起时需通过“USB Key+人脸识别”双因子认证,USB Key存储用户数字证书(基于SM2算法),人脸识别准确率达99.9%,防止账号被盗用;

指令签名与校验:控制指令采用“指令内容+时间戳+用户签名”格式,主站端生成签名后发送至边缘节点,边缘节点验证签名合法性(如时间戳是否在10分钟内、签名是否匹配),验证通过后方可执行。

1.3.2远程操作核心技术:覆盖设备全生命周期需求

针对二次设备不同运维场景,开发专用远程操作功能:

定值远程管理:支持保护装置定值的“查询-下装-校验”,如某220kV线路保护装置定值下装,系统自动对比新老定值差异,生成“定值变更单”,下装完成后通过虚拟传动试验验证正确性(模拟故障电流,检查保护是否正确动作),整个过程耗时<5分钟;

固件远程升级:采用“分批次升级”策略,先选择1-2台试点设备升级,监测24小时无异常后再批量升级(每次升级10台设备),升级过程中支持“断点续传”(如网络中断后重新连接可继续升级),避免固件损坏导致设备离线;

回路远程测试:通过边缘节点模拟现场信号(如电流、电压信号),远程测试二次回路完整性,如测试#1主变保护的跳闸回路,边缘节点输出模拟跳闸信号,系统监测断路器是否正确动作,替代传统“人工短接回路”测试方式,测试时间从2小时缩短至15分钟。

1.3.3 防误操作与应急处置:保障操作安全

构建“事前校验-事中监控-事后追溯”防误体系。

1.4 运维管理层:全流程规范化与协同化

运维管理层是远程运维的“指挥调度中心”,负责运维流程管控、人员协同、数据统计。

2 当前技术应用中的关键问题

尽管电力二次远程运维技术已在部分电网试点应用,但在规模化推广中仍面临数据安全、系统兼容、人员技能三大核心问题,制约技术落地效果。

2.1 数据安全风险:电网安全运行的核心隐患

电力二次系统涉及电网实时控制数据(如保护定值、跳闸指令),数据安全直接关系电网安全,当前主要风险包括:

2.1.1设备端安全漏洞:攻击入口难以防范

老旧设备无安全防护:全国仍有30%的二次设备(如2010年前投运的保护装置)无加密功能,采用明文传输数据,易被黑客截获或篡改;

边缘节点操作系统风险:部分边缘节点采用通用Linux系统(如Ubuntu),未进行安全加固(如未关闭不必要端口、未安装杀毒软件);

传感器安全隐患:第三方传感器(如温度传感器)存在“后门”风险,可通过无线信号篡改采集数据,导致保护装置误判设备温度过高而跳闸。

2.1.2传输层安全短板:传统防护难以应对新型攻击

协议安全缺陷:传统通信协议无加密机制,数据传输过程中易被“中间人攻击”,如黑客拦截保护定值下装指令,篡改后发送至设备,导致保护定值错误;

5G专网安全风险:5G网络采用软件定义网络(SDN)架构,存在控制器被攻击风险;

链路冗余不足:偏远地区变电站多依赖单一5G链路,无备用链路(如卫星通信),黑客通过干扰5G信号可导致运维中断,影响故障处理。

2.1.3 应用层安全挑战:数据泄露与滥用风险

主站系统权限漏洞:部分主站系统存在“越权访问”漏洞,低权限用户可查看高权限数据(如普通操作员查看全网保护定值);

诊断模型安全风险:AI诊断模型易遭受“数据投毒”攻击,黑客通过注入虚假故障数据,导致模型诊断准确率下降,如某试点系统被注入虚假局放数据,模型误判变压器存在严重故障,导致不必要的停电检修;

数据存储安全:运维数据(如故障录波数据)存储在主站数据库,部分数据库未采用加密存储,存在数据被窃取风险。

2.2 系统兼容性难题:规模化应用的主要障碍

电力二次设备厂商众多(如南瑞继保、许继电气、ABB、西门子),技术标准与接口协议差异显著,导致远程运维系统难以实现“全域设备接入”,主要问题包括:

2.2.1 协议碎片化:适配成本高企

私有协议占比高:约40%的国外品牌设备采用私有通信协议,且不对外开放协议文档,需通过逆向工程解析协议,每个私有协议适配成本约50-100万元,适配周期2-3个月;

协议版本不统一:即使同一厂商设备,不同批次产品的协议版本不同(如IEC61850-9-2版本1.0与2.0),导致同一型号设备需开发多个适配模块;

实时性差异大:不同协议的数据传输实时性差异显著,如Modbus RTU的传输时延约100毫秒,而IEC61850 GOOSE的时延<10毫秒,混合接入时需协调实时性需求,避免数据不同步。

2.2.2 老旧设备改造难:成本与效益平衡困境

改造成本高:全国约20%的二次设备(如2005年前投运的设备)无数字化接口(仅支持模拟量输出),需加装“模拟量转数字量”模块,单台设备改造成本约1-2万元,某省级电网改造1万台老旧设备需投入1-2亿元;

改造风险大:老旧设备运行年限长(超15年),改造过程中可能导致设备损坏(如拆解时损坏电路板),某变电站改造老旧电源装置时,因设备老化导致电源短路,引发全站停电;

改造后兼容性差:部分老旧设备改造后仍无法接入远程运维系统,如某110kV继电保护装置改造后,虽支持数字量输出,但数据采样频率低(10Hz),无法满足实时诊断需求(需1kHz采样频率)。

2.2.3 数据孤岛严重:跨系统协同能力不足

主站系统数据不互通:电力调度控制中心的SCADA系统(实时监控)、PMS系统(设备台账)、故障录波系统各自独立,数据格式与存储方式不同,如SCADA系统存储遥测数据(CSV格式),PMS系统存储设备台账(JSON格式),无法直接关联分析(如通过遥测数据异常定位设备台账信息);

数据更新不同步:跨系统数据更新存在时间差,如PMS系统设备台账更新后,SCADA系统需24小时才能同步,导致运维人员基于旧台账制定操作方案,引发误操作;

数据分析工具不统一:各系统采用独立分析工具(如SCADA系统用MATLAB分析,PMS系统用Excel分析),无法共享分析模型,如状态诊断模型无法调用PMS系统的设备寿命数据,影响诊断准确性。

2.3 运维人员技能瓶颈:技术落地的人才制约

电力二次远程运维技术融合电力系统、通信、计算机、AI等多领域知识,传统运维人员技能结构难以满足需求,主要问题包括:

2.3.1 技能缺口显著:跨领域知识储备不足

核心技能缺失:传统运维人员熟悉电力系统知识(如保护原理),但缺乏AI诊断、边缘计算、网络安全等技能;

新技术理解困难:数字孪生、区块链等新技术概念抽象,运维人员难以理解其原理与应用场景;

操作熟练度低:远程操作功能(如固件远程升级)操作步骤复杂,运维人员易出错。

2.3.2 培训体系不完善:供需匹配度低

培训内容滞后:现有培训教材仍以传统运维知识为主(如现场巡检、手动调试),远程运维相关内容仅占20%,且未覆盖最新技术;

培训方式单一:多采用“课堂讲授”方式,缺乏实践操作,运维人员仅掌握理论知识但无法实际操作;

考核机制不健全:培训考核以笔试为主,未考核实际操作能力,导致部分人员“持证不会操作”,如某运维人员通过远程操作考核,但实际操作时仍出现定值下装错误。

2.3.3 协同能力不足:跨团队配合效率低

主站与现场协同不畅:主站运维人员熟悉远程操作,但不了解现场设备实际状态;现场巡检人员熟悉设备状态,但不了解远程系统逻辑,如主站人员远程下发操作指令后,未告知现场人员做好应急准备,导致设备异常时无法及时处置;

跨专业沟通障碍:运维团队包含电力、通信、AI专业人员,因专业术语差异导致沟通效率低,如通信人员说“链路丢包率”,电力人员无法理解其对保护装置的影响;

应急处置能力弱:复杂故障需多专业协同处置,但现有团队缺乏应急预案与演练。

3 电力二次远程运维技术优化策略

针对当前技术应用中的关键问题,从“数据安全、系统兼容、人员技能”三个维度提出优化策略,构建“安全-兼容-人才”三位一体保障体系,推动远程运维技术规模化落地。

3.1 强化数据安全防护体系:构建全链路安全屏障

以“内生安全+边界防护+态势感知”为核心,覆盖设备端、传输层、应用层,形成全流程安全防护。

3.1.1设备端安全加固:从源头降低风险

老旧设备安全改造:对无安全防护的老旧设备,加装硬件加密模块(支持SM4算法),实现数据加密传输;对无法改造的设备,部署“安全隔离装置”,将其与主网隔离,仅允许必要数据传输(如遥测数据),禁止控制指令下发;

边缘节点安全优化:采用电力专用边缘操作系统,关闭不必要端口,安装电力专用杀毒软件,每月进行漏洞扫描与补丁更新;采用“双机热备”部署边缘节点,一台故障时另一台自动切换,切换时间<1秒。

3.1.2传输层安全增强:保障数据传输可靠

协议安全升级:对传统协议进行安全改造,增加加密字段(采用SM4算法)与校验字段(采用SM3算法);推广IEC61850-90-8安全协议,支持身份认证与数据加密,2025年前实现省级电网二次设备安全协议覆盖率100%。

3.1.3 应用层安全防护:防范数据泄露与滥用

主站系统权限优化:采用“最小权限原则”,细化角色权限,每个角色仅授予必要权限;部署“权限审计系统”,记录所有权限操作,每月生成审计报告,发现异常权限操作立即告警;

数据存储安全增强:运维数据采用“加密存储+备份”策略,数据库加密(采用SM4算法),备份数据存储在异地灾备中心(距离主站>100公里),每天进行增量备份,每周进行全量备份;建立数据访问日志,记录数据查询、下载操作,禁止未经授权的数据导出。

3.2 推动标准化与系统融合:打破兼容性壁垒

以“统一标准-改造老旧设备-构建数据中台”为核心,解决协议碎片化、设备改造难、数据孤岛问题。

3.2.1统一技术标准:规范全产业链接口

制定行业标准,推动协议开放:要求设备厂商对外开放私有协议文档(如通过“协议开放平台”提交协议规范),对拒不开放的厂商,限制其参与电网项目投标;建立“协议适配白名单”,仅支持白名单内的协议接入远程运维系统;

统一实时性要求:根据设备类型制定差异化实时性标准,如保护装置数据传输时延<10毫秒,测控装置<50毫秒,通信设备<100毫秒,系统接入时自动校验实时性,不满足要求的设备禁止接入。

3.2.2 老旧设备改造:平衡成本与效益

分级改造策略:根据设备重要性(如枢纽变电站设备、偏远地区设备)与运行状态(如故障率、剩余寿命),将老旧设备分为“优先改造”“暂缓改造”“淘汰更换”三类,优先改造枢纽变电站的高故障率设备(如保护装置),暂缓改造偏远地区低故障率设备,淘汰更换剩余寿命<3年的设备;

低成本改造方案:开发“模块化改造套件”(含模拟量转数字量模块、协议转换模块),单套成本降至3000-5000元,较传统改造方案成本降低70%;采用“集中改造”模式,对同一区域多座变电站的同类设备批量改造,降低人工成本;

改造效果评估:建立改造效果评估指标(如数据采集准确率、远程操作成功率、故障率下降比例),改造后监测6个月,达标后方可接入远程运维系统,如某110kV保护装置改造后,数据采集准确率需达99.9%,远程操作成功率需达98%。

3.2.3 构建数据中台:实现跨系统协同

数据中台架构设计:采用“分层架构”构建电力二次运维数据中台;

数据同步机制:采用“实时同步+定时同步”结合方式,核心数据实时同步(延迟<1秒),非核心数据(如设备台账)定时同步;建立数据同步监控机制,同步失败时自动重试并告警;

统一分析平台:在数据中台部署统一数据分析工具,支持SQL查询、可视化分析、模型训练,各系统共享分析工具与模型,如状态诊断模型可直接在平台调用设备寿命数据与实时遥测数据,提升诊断准确性。

3.3 完善运维人才培养机制:打造专业化人才队伍

以“分层培训-实践赋能-协同优化”为核心,构建“理论-实践-协同”三维培养体系,解决技能缺口、培训不足、协同不畅问题。

3.3.1 分层分类培训:精准匹配技能需求

培训对象分层:

基层运维人员:重点培训远程操作、基础故障处理,掌握1-2项核心工具;

技术骨干:重点培训AI模型调优、边缘计算部署、复杂故障处理;

管理人员:重点培训远程运维系统规划、成本效益分析、跨团队协同管理;

培训内容更新:将远程运维相关内容占比提升至50%,新增边缘AI、5G专网、数字孪生等课程;

培训教材优化:编写“理论+案例”式教材,每个技术点配套实际案例,如讲解AI诊断模型时,配套“某变电站保护误动诊断案例”,说明模型如何识别故障特征。

3.3.2 实践赋能:提升操作与应急能力

建设实训基地:在省级电网建设“电力二次远程运维实训基地”,配置模拟主站、边缘节点、二次设备,模拟真实运维场景,运维人员可进行实操训练;

虚拟仿真训练:开发“电力二次远程运维虚拟仿真系统”,支持VR设备接入,模拟复杂场景,运维人员在虚拟环境中练习操作,如模拟“固件远程升级失败”,练习应急回滚操作;

以战代练:安排运维人员参与实际项目,由技术骨干带队指导。

3.3.3 协同优化:提升跨团队配合效率

建立协同机制:制定《主站-现场协同运维规范》,明确各团队职责(如主站负责远程诊断与操作,现场负责设备物理检查)、沟通流程(如通过协同平台发起沟通,沟通记录存档)、应急响应流程(如设备异常时主站与现场的配合步骤);

跨专业培训:组织电力、通信、AI专业人员交叉培训,如电力人员学习通信基础知识(如TCP/IP协议),通信人员学习电力系统知识(如保护原理),减少专业术语障碍;定期举办“跨专业研讨会”,分享典型案例;

应急演练:每季度组织跨团队应急演练,模拟复杂故障(如“边缘节点故障+数据安全攻击+设备异常”联动故障),考核团队协同处置能力(如响应时间、处置正确率),演练后总结优化流程,如某演练中发现跨专业沟通延迟,后续增加“协同沟通专用频道”,缩短沟通时间。

4未来发展趋势

随着新型电力系统加速构建,电力二次远程运维技术将向“技术深度融合、模式全面升级、生态协同构建”方向发展,形成“自主化-智能化-生态化”的新一代运维体系。

4.1 技术融合深化:突破核心技术瓶颈

4.1.1 数字孪生+元宇宙:构建沉浸式运维场景

未来将数字孪生与元宇宙技术结合,构建“电力二次运维元宇宙平台”,实现:

多用户协同运维:运维人员通过VR设备进入元宇宙平台,化身虚拟角色,与异地专家协同开展运维工作(如共同检查虚拟设备、制定操作方案),打破地理限制;

全生命周期管理:在元宇宙平台实现二次设备“设计-制造-运维-报废”全生命周期管理,如设备设计阶段可在平台模拟运维场景,优化设备结构(如增加传感器安装位置);

虚实联动控制:通过元宇宙平台直接控制物理设备,如在虚拟场景中点击断路器,物理断路器同步动作,实现“所见即所得”的远程控制。

4.1.2 边缘AI+大模型:提升自主诊断能力

边缘AI轻量化:将大模型(如电力领域专用大模型)轻量化部署至边缘节点(如采用模型压缩技术,将模型体积从10GB压缩至500MB),实现本地实时诊断,减少对云端依赖,如边缘节点可独立识别复杂故障(如多设备联动故障),诊断时延<100毫秒;

大模型知识融合:构建“电力二次运维大模型”,融合设备手册、故障案例、运维规范等知识,支持自然语言交互,运维人员可通过语音查询故障处理方案(如“如何处理保护装置固件升级失败”),大模型自动生成步骤化指导;

自学习与进化:大模型具备自学习能力,自动收集新故障案例(如新型保护装置故障),更新模型参数,持续提升诊断准确率,实现“诊断-学习-优化”闭环。

4.1.3量子通信+区块链:强化安全防护能力

量子通信保障传输安全:在省级电网骨干通信网部署量子密钥分发(QKD)系统,利用量子不可克隆原理,实现绝对安全的密钥传输,解决传统加密算法面临的量子计算破解风险,如主站与边缘节点之间的密钥通过QKD生成,确保控制指令传输绝对安全;

区块链实现操作溯源:将远程运维操作(如定值下装、固件升级)记录上传至区块链(采用联盟链架构,节点包括电网企业、设备厂商、监管机构),操作记录不可篡改、可追溯,如某操作引发设备异常,可通过区块链快速定位责任人与操作过程,提升责任追溯效率;

安全态势感知智能化:融合量子通信、区块链数据,构建“智能安全态势感知平台”,实时监测网络攻击、数据泄露风险,自动生成安全预警与处置方案,如发现异常量子密钥请求,立即阻断并告警。

4.2 运维模式升级:从被动响应到主动预防

4.2.1 自愈式运维:实现故障自主修复

未来二次远程运维系统将具备“故障自动识别-方案自动生成-操作自动执行-效果自动验证”的自愈能力:

自主故障识别:通过边缘AI+大模型,自动识别故障类型、影响范围,如边缘节点发现保护装置异常后,自动判断故障为“电源模块故障”,影响范围为“单台设备”;

自主方案生成:基于故障类型与设备状态,自动生成修复方案,如“电源模块故障”的修复方案为“远程重启电源模块→检测状态→若失败则切换备用电源”;

自主操作执行:方案经审核后(紧急故障可自动审核),系统自动执行操作,如远程重启电源模块,无需人工干预;

自主效果验证:操作完成后,自动检测设备状态(如电源模块电压是否正常),验证修复效果,若修复失败则自动触发备用方案(如切换备用电源)。

4.2.2 主动式运维:基于预测的精准运维

设备寿命精准预测:融合设备运行数据(如温度、振动)、环境数据(如湿度、粉尘)、台账数据(如制造时间、维修记录),采用深度学习模型(如Transformer模型)预测设备剩余寿命,预测准确率达90%以上;

检修计划智能生成:基于设备剩余寿命、电网负荷情况(如用电高峰避免检修),自动生成最优检修计划,如预测某保护装置剩余寿命6个月,且电网低谷期为每月10日,自动将检修计划安排在当月10日;

资源自动调度:检修计划生成后,自动调度运维资源(如安排就近现场人员、准备备件),如检修某变电站保护装置,自动派单至距离<50公里的现场人员,并通知备件库准备相应备件。

4.2.3共享式运维:构建跨区域协同生态

跨区域资源共享:多个省级电网共享云端运维平台(如AI诊断平台、数字孪生平台),实现资源复用,如A省电网的AI诊断模型可共享给B省电网,减少重复开发成本;

专家资源共享:建立“全国电力二次运维专家库”,跨区域调用专家资源,如偏远地区电网出现复杂故障,可快速调用一线城市专家远程指导;

运维服务市场化:引入第三方运维服务机构(如设备厂商、科技公司),提供专业化运维服务(如AI模型调优、设备改造),电网企业按需购买服务,提升运维效率与灵活性。

4.3生态协同构建:形成全产业链发展格局

4.3.1产学研用协同创新

联合技术研发:电网企业、设备厂商、高校、科研院所成立“电力二次远程运维创新联盟”,联合研发核心技术(如边缘AI芯片、运维大模型),攻克技术瓶颈(如老旧设备改造低成本方案);

成果快速转化:建立“中试基地”,加速科研成果转化,如高校研发的轻量化AI模型在中试基地验证后,快速部署至电网现场;

人才联合培养:高校开设“电力二次远程运维”专业方向,与电网企业联合培养人才(如校企双导师制),定向输送专业人才。

4.3.2 标准与认证体系完善

国际标准参与:积极参与IEC、IEEE等国际标准制定,推动我国电力二次远程运维技术标准走向国际,提升行业话语权;

产品认证规范:建立二次远程运维产品(如边缘节点、传感器)认证体系,规范产品质量,仅通过认证的产品方可接入电网系统;

运维服务认证:建立运维服务机构认证体系,从技术能力、人员资质、安全管理等维度评估服务机构,引导行业健康发展。

4.3.3绿色运维融入发展

低碳运维技术应用:采用低碳设备(如低功耗边缘节点)、优化运维流程(如减少巡检车辆出行),降低运维碳排放量,如某边缘节点采用低功耗芯片,年耗电量较传统节点减少50%;

碳足迹管理:建立运维碳足迹核算体系,量化运维活动的碳排放量(如巡检车辆油耗、设备能耗),设定碳减排目标(如年度运维碳排放量降低10%);

绿色运维评价:将碳减排纳入运维评价指标,推动运维模式向低碳化转型,如优先选择低碳运维方案(如远程运维替代现场巡检)。p

5结论

电力二次远程运维技术是新型电力系统建设的关键支撑技术,通过“数据采集-状态诊断-远程控制-运维管理”四层架构,有效解决传统运维模式“响应慢、成本高、安全风险大”的痛点。本文通过系统研究得出以下结论:

技术体系已具备实用化基础:当前远程运维技术已覆盖数据采集、智能诊断、远程操作核心功能,通过某省级电网工程案例验证,可实现故障预警准确率95%以上、故障处理时间缩短70%、年度运维成本降低30%—40%,具备规模化推广条件;

核心问题需持续突破:数据安全(设备漏洞、传输风险)、系统兼容(协议碎片化、老旧设备改造)、人员技能(跨领域知识缺口、协同能力不足)仍是当前技术应用的主要障碍,需通过安全防护体系构建、标准化推进、人才培养机制完善逐步解决;

未来发展方向明确:技术层面将向数字孪生+元宇宙、边缘AI+大模型、量子通信+区块链深度融合发展;模式层面将实现从“被动响应”到“自愈式、主动式运维”的升级;生态层面将构建产学研用协同的全产业链格局,形成“自主化-智能化-生态化”运维体系。

为推动电力二次远程运维技术进一步发展,提出以下建议:

政策层面:加大对远程运维技术研发的支持力度(如设立专项基金),推动行业标准制定与推广,鼓励老旧设备改造与新技术应用;

企业层面:加快数据中台建设与系统融合,完善人才培养体系,开展技术试点与经验总结,逐步扩大应用范围;

行业层面:加强产学研用协同创新,推动核心技术突破与成果转化,构建共享式运维生态,提升行业整体运维水平。

未来,随着新型电力系统加速构建,电力二次远程运维技术将在新能源消纳、电网柔性控制、“双碳”目标实现中发挥更重要作用,为电网安全稳定、经济高效运行提供坚实保障。

参考文献:

  1. [1] 廖德辉,黄鹏飞,刁德森,等.深化安全风险管控体系落地,推进二次远程运维模式优化[J].云南电业,2025(01):26-30.
  2. [2] 杨硕,范军太,卫伟,等.基于大数据分析的电力系统远程运维及故障诊断[J].电力学报,2021,36(01):84-89.
  3. [3] 陈坤.电力继电保护远程运维技术研究与应用[J].电子技术与软件工程,2019(18):237-238.
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