船舶PHM技术综述

介绍了复杂船舶系统故障诊断、预测和健康管理(diagnosis,prognostics and health management,PHM)的来源、概念和特点。然后,重点分析国内外PHM技术研究现状,对不同类型的故障诊断、预测方法的现状、特点和发展趋势进行了分析,并分析了目前主流的舰船PHM系统的研究现状。在此基础上,剖析船舶PHM技术面临的技术挑战,展望其发展趋势和应重点关注的研究问题。     

面向PHM的桌面超算平台设计

针对复杂武器装备故障预测与健康管理(PHM)中存在的传感器种类多、采集数据量大,实时性要求高,运行平台性能低等问题,设计了一种PHM桌面超算平台。该平台基于数字信号处理器+现场可编程门阵列(DSP+FPGA)异构计算架构,用于实现系统的故障诊断、预测与健康管理功能。PHM桌面超算平台利用多块包含DSP和FPGA的协处理卡对PHM数据处理任务进行加速计算,并提供多通道高速数据采集和算法模型验证等功能。实验验证表明,该平台运行可靠,实用性强,为实现武器装备PHM系统功能提供了高性能运行平台。     

一种智能变电站保护装置寿命预测方法

继电保护设备剩余有效寿命预测是智能变电站二次设备状态检修的技术关键.文中提出了一种基于马尔科夫链的智能变电站继电保护设备寿命预测方法,该方法基于马尔科夫链,利用设备在线监测信息和历史运行数据获得其状态分布向量以及状态转移矩阵,进而根据可靠性原理预测其剩余有效寿命.算例分析结果表明该方法可以对保护装置未来运行状态分布和剩余寿命进行有效预测,其预测结果可以为运行人员提供参考.目前该方法已应用在实际智能变电站的二次设备在线监测系统中,有助于提高智能变电站的安全运行水平.     

基于PHM的伺服机构健康管理研究

PHM（故障预测与健康管理）技术对于推动装备视情维修能力的实现具有重大意义。本文在介绍PHM内涵及功能的基础上,立足伺服机构特点,设计了伺服机构PHM分层体系结构,构建了伺服机构PHM系统模型。重点分析其所需要的关键技术,提出局部模型辅助基于数据知识的思想。最后就开展伺服机构健康管理研究的意义进行了论述。     

故障预测与健康管理技术综述

本文介绍了故障预测与健康管理技术(prognostics and health management,PHM)的基本概念和研究内涵,重点对故障预测体系结构、方法、相关标准以及国内外研究现状进行了综合论述和分析,总结了当前的研究热点和存在的技术难点,展望了未来研究发展趋势。     

故障预测与健康管理系统相关标准综述

随着故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术的快速发展和实际应用的不断深入,PHM相关标准的建立就显得非常重要。首先给出了PHM的概念和技术内涵,指明PHM标准应该规范的内容,并介绍了国内外的研究现状;其次综述了现有国外标准化组织和机构中与相关的标准,并按照视情维修(CBM),故障预测与健康管理(PHM),综合航天器健康管理(IVHM)和状态使用和管理系统(HUMS)对PHM相关标准进行了深入分析;最后对我国PHM标准开发提出了几点建议,并指明了下一步工作的重点和研究方向。     

面向状态检修的智能变电站二次设备公共信息模型扩展研究

智能变电站的新特点和新变化对智能站继电保护状态检修提出了新要求,智能变电站二次设备公共信息模型是建设新型智能变电站继电保护状态检修的基础。IEC 61970和IEC 61968公共信息模型(CIM)不能为智能变电站继电保护状态检修提供全面的公共信息模型支撑。基于IEC 61970和IEC 61968的CIM基本扩展原则,通过分析继电保护装置物理结构分层以及智能变电站保护控制系统通过网络化二次回路进行信息交互的新架构,扩展了智能变电站继电保护二次设备资源公共信息模型和继电保护二次设备资产公共信息模型。提出了基于IEC 61850的变电站二次设备状态信息模型到智能变电站继电保护二次设备量测模型的模型映射方案,构建了完整的智能变电站继电保护二次设备公共信息模型架构,为智能变电站继电保护状态检修的应用和二次运维管理系统信息的集成和交互奠定了基础。     

智能变电站保护检修策略探讨

为适应基于全寿命周期管理的继电保护状态检修策略,探索智能变电站继电保护状态检修运维技术,研究了基于SCD全模型建模技术。通过智能变电站保护系统"图实相符"应用机制,推演了保护检修策略的应用模式,并在典型500 k V智能变电站验证了技术方案的有效性。所提出的技术方案为推进基于智能变电站保护系统状态评估的检修策略,提供了可借鉴的技术路径。     

电力电子器件故障预测与健康管理技术的研究现状和趋势

电力电子器件是电力电子系统实现电能变换与控制的核心组件之一。通过新材料、新结构、新工艺、增加冗余、降容运行等传统手段提高电力电子器件的可靠性越来越难以匹配快速发展的电能变换要求。目前,电力电子器件的故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术已成为研究热点。文中围绕PHM技术的研究现状、挑战以及发展趋势展开论述。首先,梳理状态监测、故障预测、健康管理三者的逻辑关系;然后,详细分析以电力电子器件的结温监测与老化演化为主要研究内容的技术手段;最后,综合现有研究,指出PHM技术在电参数传感、模型优化、混杂多故障预测方面有待深入研究。以芯片技术发展为硬件基础,大数据和人工智能为上层建筑,是电力电子器件PHM技术的发展趋势。     

健康管理技术综述及卫星应用设想

健康管理技术是一项预先诊断系统完成其设计功能的状态,确定其剩余寿命或故障发生,并综合可用资源和使用需求,做出系统健康状态判断和维修活动决策的技术。综述了健康管理技术的发展及其关键技术,在当前国内外卫星PHM技术、应用现状的基础上,提出了一种基于星载总线的空地一体化的开放式卫星PHM系统,并阐述了系统的总体架构及功能模型。最后对健康管理技术的发展途径提出了一些应用思路和看法。     

智能变电站间隔集群测控模式下的运维体系研究

以间隔层集群测控为代表的智能变电站新型监控技术的研究和实用化,亟需与之相匹配的、新模式下的集中式运维体系,以满足集中监控、高效维护和安全管理的目标。为此,以集群测控系统的特殊设备形态为背景,研制了一种基于集中运维理念的新型监控系统运维平台。系统阐述了新型运维平台的功能设计、架构设计和关键实现技术。研制的智能变电站集中运维平台采用了先进的通信技术,提升了间隔防误操作能力,可实现对智能变电站监控系统和新型集群测控装置的全景、可视化运维。工程现场的实际应用情况表明,所提出的集中运维体系和平台完全满足智能变电站新型监控系统下运维需求,为新型监控系统的推广奠定了基础。     

基于GSP的变电站监控系统远程运维技术

为适应无人值守变电站模式、提高变电站监控系统运维效率,应用信息与通信技术(ICT)开展变电站自动化远程运维技术研究与应用。设计了基于电力系统通用服务协议的变电站自动化远程运维体系架构,建立主子站之间的信息交互框架。遵循电力系统二次系统安全防护要求,设计了涵盖通信层、协议层及应用层的全过程纵深安全管控系统架构,提出面向服务生命周期的全过程管控流程。面向变电站监控系统远程运维需求,提炼了远程运维五大类应用功能。根据远程运维技术方案,搭建完整的测试环境,开展远程运维互操作联调实验,通过测试验证了技术方案的可行性。该技术方案在江苏电网南京与苏州地区进行了试点应用。     

智能变电站SCD应用模型实例化研究

变电站配置描述(SCD)文件是智能变电站二次系统的核心部分。针对目前智能变电站工程SCD文件应用过程中无法有效支持IEC 61850面向对象高级应用的问题,提出了一种基于全模型SCD的智能变电站二次系统可视化管理及智能诊断技术方案。该方案通过建立SCD应用模型,完整构建了一、二次设备及网络通信的拓扑关系。通过500 k V智能变电站二次演示系统的推演,验证了全模型SCD对于实现面向对象管理模式的有效性,可为变电站无人值守、调控一体化、运维一体化提供技术支撑。     

基于WSNs的变电设备状态监测系统研究

变电设备状态监测系统作为保证电力设备安全运行以及提升变电设备生产运行管理精益化水平的重要手段,已经成为智能电网研究的热点。文章以智能变电站状态监测系统为研究背景,提出了基于无线传感器网络的状态监测系统建设方案,实现过程层、间隔层、站控层3层之间无线通信;讨论了系统架构、接口规范、太阳能供电系统、基于无线通信技术的IEC61850通信、无线通信模块配置等问题,并将该系统研究内容应用于智能变电站状态监测系统中。通过系统运行以及监测数据分析,表明该设计从整体上减少了变电站状态监测系统的施工成本,提高了系统的性能,对变电设备状态监测系统建设具有非常重要的意义。     

基于微服务架构的变电站自动化装置远程运维技术

为了适应变电站无人值守化的趋势,提高变电站自动化装置调试和运维效率,满足运维业务灵活扩展的需求,开展基于微服务架构的变电站自动化装置远程运维技术研究。根据运维业务需求设计了远程运维系统架构和功能,研制了硬件通用、软件解耦、功能灵活的微服务运维网关;研发了边缘计算平台,应用容器技术实现业务应用程序（Application,App）化;分离管理和业务数据,分别采用消息队列遥测传输协议和通用服务协议与主站交互;设计了设备和App即插即用、主动上线流程,实现业务服务的自描述和注册;研发了虚拟人机交互、版本管控、运维调试等App,可远程安装部署在运维网关。系统已在南京地区1座220kV变电站进行了试点应用,提升了试点变电站的运维管理效率。     

智能站二次检修安措可视化及一键式操作系统设计与实现

智能变电站二次检修安措工作存在传统人工拟票难度大、易出错、效率低以及安措票缺乏有效管理等一系列问题。针对这些问题,提出了智能站二次检修安措可视化及一键式操作系统的解决方案。系统基于一体化监控系统,实现了二次检修安措可视化展示,二次检修安措票和二次设备遥控操作票的智能拟票、防误校验、模拟预演,针对操作票的遥控操作,安措票和操作票管理,日志管理等功能。通过系统的实现和应用表明,提高了二次运维检修人员的工作效率,保证了二次检修安全措施工作的有效性和正确性。该系统为智能变电站运维、检修、改扩建工作提供了安全可靠的二次检修安措实施技术保障和应用系统支撑体系。     

基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术研究

介绍了基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术。它是以IEC61850标准中的变电站自动化拓扑结构、功能层和逻辑接口、ACSI模型的基本模型规范和信息交互模型规范、公用数据属性类型中的品质要求为基础,结合VLAN、Subnet等网络技术的应用情况,对智能变电站站控层、过程层网络状态、链路结构、网络接口位置及接口信息等进行系统组态、流程化管理,以实现对站控层、过程层设备网络信息的实时、准确管理,达到对智能变电站通信故障准确定位快速查找的目的。介绍的故障定位技术,在110 kV智能变电站进行了测试应用,测试结果表明达到了故障定位快速查找和有效评估网络故障可能带来的安全风险的目的。     

无防护安装就地化保护应用与实践

阐述了国内微机保护的发展历程以及目前继电保护所暴露的一些问题,提出了继电保护的小型化和就地化。具体研究了全站二次系统架构、智能管理单元及就地化操作箱。提出了无防护安装就地化保护的预期目标:通过就地安装减少中间环节提升保护快速性,可靠性和减少干扰;通过即插即用的检修模式缩短保护装置的更换时间,提高检修效率;推动智能站二次系统整体设计方案优化及运维技术和管理的创新,实现变电站安全可靠、运维便捷、节能环保、经济高效。无防护安装就地化保护的基础技术条件已具备,已有就地化线路保护与就地化分布式母线保护经过了实践检验,无防护安装的就地化保护将开启变电站建设、运维的全新模式。     

面向扩建场景的变电站配置描述模型间隔解耦技术探讨

变电站配置描述(SCD)文件是智能变电站设备运行、日常运维、工程管理依赖的重要数据。针对SCD模型内部关系高度耦合带来的工程应用问题,阐述了SCD模型间隔解耦技术的必要性和迫切性;面向扩建场景,分析了SCD文件间隔物理解耦方案,提出了基于系统规范描述(SSD)模型的间隔建模方法,实现二次设备归集到间隔中;重点研究了间隔物理解耦,定义扩建场景中无关间隔、关联间隔、新增间隔,将SCD模型分解成多个间隔文件,采用物理隔离、基于SSD模型间隔关联关系自动分析、配置修改内容分层签名比对等手段,实现了无关间隔隔离,避免无关间隔误修改,缩小智能变电站扩建时的配置、调试、测试等范围;结合工程应用需求,给出了扩建场景SCD间隔解耦的工程配置流程,并分析了当前针对SCD间隔解耦功能尚亟需解决的主要问题。