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變配電系統(tǒng)智能監(jiān)測行業(yè)發(fā)展態(tài)勢與未來發(fā)展趨勢
思瀚產業(yè)研究院 格藍若    2023-11-03

（1）變電設備智能監(jiān)測行業(yè)發(fā)展情況

1）變電設備智能監(jiān)測行業(yè)概述

變電站的智能化建設和改造主要是對變電站內電力設備實現狀態(tài)監(jiān)測，隨著電網數字化、智能化改造的推進，變電設備智能監(jiān)測行業(yè)市場呈現蓬勃發(fā)展態(tài)勢。

變電設備運行狀態(tài)智能監(jiān)測不僅可以及時發(fā)現設備運行故障，提升定向運維效率，降低檢修成本，還可以對將要發(fā)生故障的設備進行提前預警，以開展預防性維護，防止電網安全穩(wěn)定運行受到不利影響。變電設備智能監(jiān)測技術通過對狀態(tài)感知、邊緣計算、平臺分析等智能感知技術的綜合應用，構建設備平臺一體化的電力物聯網系統(tǒng)。

位于變電站的現場監(jiān)測、傳感裝置對電力設備輸出信息進行采集，經邊緣計算分析、處理后，將信息發(fā)送至無線通信網或調度網等專用信道，并傳輸至位于主站的數據平臺，平臺運用借助算法建立分析模型，實現對變電設備運行狀態(tài)的實時分析與展示、故障前預警等功能。變電設備智能監(jiān)測技術通過在線監(jiān)測與狀態(tài)評價技術的規(guī)?；\用，促進變電場景下的監(jiān)測模式創(chuàng)新，滿足電網行業(yè)“提質增效”的現實需求。

2）變電設備智能監(jiān)測行業(yè)發(fā)展情況

2009 年，隨著“堅強智能電網”概念的提出，國家電網啟動變電站智能化改造，并于 2012 年進入全面建設階段。1華經產業(yè)研究院數據顯示，在變電站智能化建設各環(huán)節(jié)中，在線監(jiān)測系統(tǒng)價值量占比為 45.28%，是智能化建設的核心組成部分。

（2）配電網智能監(jiān)測行業(yè)發(fā)展情況

配電網是指從輸電網或地區(qū)發(fā)電廠接受電能，通過配電設施分配給各類電能用戶的電網環(huán)節(jié)，主要由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償器等設備及線路組成。

配電網的正常運轉對于電網系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行至關重要。目前配電網運行維護主要存在的問題有：配電網分布較為分散、分支結構復雜、運維工作量大；配電網架設環(huán)境復雜多樣，且接近居民樓、商業(yè)樓等民用設施，因此更易受外部因素影響，造成單相接地、短路等故障多發(fā)，容易引發(fā)觸電、火災等風險。因此，實現對配電網的狀態(tài)監(jiān)測、異常預警與故障定位至關重要。

傳統(tǒng)的配電網監(jiān)測方式主要為運維人員實地查看及使用部分配套檢測設備對配電設備及線路進行定性判斷為主的檢查，存在人力成本高、巡檢工作量大、監(jiān)測結果難以數字化等問題，監(jiān)測成本較高，運維效率偏低。

隨著智能電網建設的蓬勃發(fā)展，電網系統(tǒng)對配電網監(jiān)測的準確性和及時性提出了更高的要求，基于電力物聯網架構的配電網智能監(jiān)測產品應運而生。通過對人工智能、物聯網等先進技術的結合運用，配電網智能監(jiān)測產品能夠實現對配電設備、線路運行狀態(tài)的實時感知、自主預警、精準定位、智能診斷等功能，有利于減少配電網故障隱患，降低運維成本。

根據國家電網《國家電網智能化規(guī)劃總報告》顯示，配電環(huán)節(jié)智能化投資占智能電網總投資的比例由第一階段（2009-2010 年）的 16.40%上升至第三階段（2016-2020 年）的 26.00%。隨著配電環(huán)節(jié)智能化投資力度的加大，作為自動化系統(tǒng)的重要組成部分，配電網智能監(jiān)測行業(yè)面臨良好的發(fā)展前景。

（3）變配電系統(tǒng)智能監(jiān)測行業(yè)發(fā)展趨勢

1）人工智能技術發(fā)展推動智能監(jiān)測技術迭代升級

當前，隨著人工智能學術理論與前沿技術不斷突破，與電力系統(tǒng)技術與知識的融合也逐步深化。在變配電系統(tǒng)智能監(jiān)測領域，由于設備及線路在不間斷運行過程中持續(xù)產生海量數據，收集及分析數據過程中龐大的運算量使人工智能算法的運用成為智能監(jiān)測的主要手段。

近年來，以機器學習、深度學習為代表的人工智能技術不斷進步，在算法、模型、架構層面持續(xù)改進發(fā)展，推動變配電系統(tǒng)智能監(jiān)測技術迭代升級。通過應用更精確的信息處理模型和更高效的智能分析算法，智能監(jiān)測技術深度挖掘數據價值，不斷提升變配電設備及線路監(jiān)測的經濟性和準確性。

2）5G 等先進通信技術的發(fā)展提升監(jiān)測效率

數據傳輸技術是變配電系統(tǒng)實現監(jiān)測、控制和管理的基本手段。目前，變配電系統(tǒng)主要采用電力調度數據網等技術進行數據和信息傳輸。隨著智能化建設的不斷推進，變配電系統(tǒng)對數據傳輸的及時性、穩(wěn)定性、經濟性等方面有著更高的要求，5G 通信技術具有高帶寬、低延遲和穩(wěn)定性的特點，NB-IoT 等物聯網通信技術具有覆蓋面積廣、接入設備多、功耗低的優(yōu)勢，多種通信技術的綜合應用可滿足智能監(jiān)測場景下多樣化的數據傳輸需求，將有效提升變配電系統(tǒng)設備及線路的監(jiān)測效率。

3）監(jiān)測對象的多元化和精細度的提升促進行業(yè)細分程度提高

變配電系統(tǒng)智能監(jiān)測技術通過對變壓器、互感器、斷路器等設備、線路運行狀態(tài)以及溫度和濕度等工作環(huán)境狀態(tài)進行實時監(jiān)測和評估，實現“狀態(tài)實時感知、隱患主動預警、設備智能聯動”。

由于監(jiān)測不同對象所應用的感知技術和監(jiān)測算法存在差異，監(jiān)測對象的多元化和精細度的提升促使智能監(jiān)測技術細分程度提高。針對不同設備、線路的監(jiān)測需求，電網系統(tǒng)一般綜合采用多種智能監(jiān)測技術，彼此之間互相補充，共同構成變配電系統(tǒng)智能監(jiān)測系統(tǒng)的有機組成部分。