電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐電力系統(tǒng)作為能源輸送的核心樞紐，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。隨著電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張、新能源并網(wǎng)比例的提升以及用戶對(duì)供電可靠性要求的提高，傳統(tǒng)“定期巡檢+事后維修”的運(yùn)維模式已難以滿足需求。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)電力設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)采集與智能分析，為電網(wǎng)運(yùn)維從“被動(dòng)搶修”向“主動(dòng)預(yù)防”轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支撐。本文結(jié)合多年工程實(shí)踐，梳理在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、典型場(chǎng)景的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并探討優(yōu)化路徑與未來(lái)趨勢(shì)。一、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的核心類別與原理解析（一）輸電線路監(jiān)測(cè)：跨越復(fù)雜環(huán)境的“千里眼”輸電線路長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境中，覆冰、舞動(dòng)、雷擊、樹(shù)障等隱患直接威脅供電安全。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)多傳感器融合實(shí)現(xiàn)全維度感知：覆冰監(jiān)測(cè)：采用張力傳感器（基于胡克定律，通過(guò)導(dǎo)線張力變化反演覆冰厚度）、圖像識(shí)別（機(jī)器視覺(jué)分析覆冰形態(tài)）與氣象模型（結(jié)合溫濕度、風(fēng)速等參數(shù)修正）。某高海拔輸電走廊應(yīng)用該技術(shù)后，覆冰預(yù)警響應(yīng)時(shí)間縮短至15分鐘，較人工巡檢效率提升80%。導(dǎo)線溫度監(jiān)測(cè)：利用光纖光柵（FBG）傳感器或無(wú)線測(cè)溫裝置，實(shí)時(shí)捕捉導(dǎo)線負(fù)荷電流與環(huán)境溫度耦合下的溫度變化，為動(dòng)態(tài)增容、過(guò)載預(yù)警提供依據(jù)。某重載線路通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷提升15%，未新增線路投資。（二）變電設(shè)備監(jiān)測(cè)：設(shè)備健康的“體檢儀”變電設(shè)備是電網(wǎng)的“心臟”，其狀態(tài)直接影響供電可靠性。不同設(shè)備的監(jiān)測(cè)技術(shù)各有側(cè)重：變壓器：油色譜監(jiān)測(cè)（DGA）通過(guò)氣相色譜儀分析油中溶解氣體（H?、CH?、C?H?等）的組分與含量，結(jié)合三比值法、改良電協(xié)研法判斷故障類型（如過(guò)熱、放電）；局部放電監(jiān)測(cè)（PD）采用特高頻（UHF）、超聲波（AE）等技術(shù)，捕捉絕緣缺陷引發(fā)的放電信號(hào)。某220kV變電站變壓器通過(guò)DGA提前3個(gè)月預(yù)警匝間短路故障，避免了非計(jì)劃停電。GIS設(shè)備：SF?氣體監(jiān)測(cè)（密度、濕度、分解物）與局部放電監(jiān)測(cè)結(jié)合。某500kVGIS站應(yīng)用UHF-PD監(jiān)測(cè)后，成功識(shí)別出盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷，缺陷處理后設(shè)備局放值從200pC降至10pC以下。（三）配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)：末端供電的“神經(jīng)末梢”配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，故障定位與快速?gòu)?fù)電是核心需求：故障指示器：通過(guò)檢測(cè)線路電流突變、零序電流等特征，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段定位。某縣級(jí)配電網(wǎng)改造后，故障隔離時(shí)間從平均90分鐘縮短至15分鐘。臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)：結(jié)合智能電表、配電終端（FTU、TTU），實(shí)時(shí)采集電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，分析線損、三相不平衡等問(wèn)題。某臺(tái)區(qū)通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)表計(jì)接線錯(cuò)誤，月線損率從12%降至5%。二、典型應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)踐案例（一）特高壓輸電線路覆冰監(jiān)測(cè)與融冰聯(lián)動(dòng)某±800kV特高壓直流線路途經(jīng)高寒山區(qū)，冬季覆冰風(fēng)險(xiǎn)高。項(xiàng)目組構(gòu)建“監(jiān)測(cè)-預(yù)警-融冰”閉環(huán)系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)層：在耐張塔安裝張力傳感器、微氣象站、高清攝像頭，每5分鐘上傳數(shù)據(jù)；分析層：基于LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練覆冰增長(zhǎng)模型，結(jié)合氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)24小時(shí)覆冰趨勢(shì)；執(zhí)行層：聯(lián)動(dòng)直流融冰裝置，當(dāng)覆冰厚度達(dá)10mm時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)融冰，融冰過(guò)程中監(jiān)測(cè)導(dǎo)線溫度，避免過(guò)融。該系統(tǒng)投運(yùn)后，線路覆冰故障次數(shù)從年均5次降至0次，融冰能耗降低30%。（二）變電站變壓器智能化運(yùn)維某500kV變電站對(duì)3臺(tái)主變實(shí)施“油色譜+局部放電+振動(dòng)”多參量監(jiān)測(cè)：數(shù)據(jù)采集：油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置每小時(shí)采樣，局部放電裝置每秒采集2000個(gè)點(diǎn)，振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)繞組變形；診斷模型：構(gòu)建多源數(shù)據(jù)融合的健康度評(píng)估模型，將設(shè)備狀態(tài)分為“健康、注意、預(yù)警、故障”四級(jí)；運(yùn)維優(yōu)化：當(dāng)某主變C?H?含量從0.5μL/L升至2.3μL/L（伴隨局部放電量增長(zhǎng)），系統(tǒng)觸發(fā)預(yù)警，檢修發(fā)現(xiàn)繞組輕微變形，及時(shí)處理避免了設(shè)備損壞。（三）配電網(wǎng)主動(dòng)式故障管理某城市核心區(qū)配電網(wǎng)采用“故障指示器+邊緣計(jì)算+無(wú)人機(jī)巡檢”模式：故障定位：故障指示器通過(guò)LoRa無(wú)線通信上傳故障信息，邊緣服務(wù)器10秒內(nèi)定位故障區(qū)段；快速?gòu)?fù)電：調(diào)度員根據(jù)定位結(jié)果遙控分段開(kāi)關(guān)隔離故障，非故障區(qū)段恢復(fù)供電；原因分析：無(wú)人機(jī)搭載紅外熱像儀、高清相機(jī)，對(duì)故障點(diǎn)周邊線路、設(shè)備巡檢，識(shí)別樹(shù)障、鳥(niǎo)害等隱患。該模式使故障平均停電時(shí)間從45分鐘降至12分鐘，客戶投訴率下降60%。三、實(shí)踐中的挑戰(zhàn)與優(yōu)化策略（一）現(xiàn)存問(wèn)題1.數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題：電磁干擾導(dǎo)致局部放電監(jiān)測(cè)誤報(bào)率高（某變電站初期誤報(bào)率達(dá)35%）；通信中斷使配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)丟包率超10%。2.多源數(shù)據(jù)融合難度大：不同廠家設(shè)備的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，如變壓器DGA數(shù)據(jù)與PD數(shù)據(jù)難以直接關(guān)聯(lián)分析。3.設(shè)備可靠性與成本矛盾：高端監(jiān)測(cè)設(shè)備（如UHF-PD傳感器）單價(jià)超10萬(wàn)元，中小變電站推廣受限；部分傳感器壽命短（如油色譜探頭），維護(hù)成本高。（二）優(yōu)化路徑1.通信與抗干擾優(yōu)化：采用5G切片+光纖冗余組網(wǎng)，某變電站改造后數(shù)據(jù)丟包率降至0.3%；局部放電監(jiān)測(cè)裝置增加電磁屏蔽設(shè)計(jì)，結(jié)合小波去噪算法，誤報(bào)率降至5%以下。2.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與模型構(gòu)建：制定《電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接口規(guī)范》，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式（如采用IEC____CIM模型擴(kuò)展）；構(gòu)建“設(shè)備-部件-參數(shù)”三級(jí)健康度評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)多參量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析（如變壓器油中氣體與局部放電的耦合關(guān)系）。3.設(shè)備全生命周期管理：推廣國(guó)產(chǎn)化傳感器（如某國(guó)產(chǎn)油色譜探頭壽命從1年提升至3年，成本降低40%）；采用“租賃+運(yùn)維”模式，中小變電站通過(guò)共享監(jiān)測(cè)平臺(tái)降低初期投資。四、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)（一）技術(shù)融合：物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算深度結(jié)合實(shí)現(xiàn)“終端感知-邊緣分析-云端決策”的分層處理，如輸電線路邊緣節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)分析視頻圖像，僅上傳異常事件，帶寬占用減少80%。（二）數(shù)字孿生：設(shè)備狀態(tài)的“虛擬鏡像”構(gòu)建電力設(shè)備的數(shù)字孿生模型，將在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與物理模型耦合，模擬設(shè)備老化、故障演化過(guò)程。某變壓器數(shù)字孿生模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)92%。（三）多維度監(jiān)測(cè)：從單一參數(shù)到全維度感知從單一電氣參數(shù)監(jiān)測(cè)向“電氣+機(jī)械+環(huán)境”多維度拓展，如GIS設(shè)備同時(shí)監(jiān)測(cè)局部放電、機(jī)械振動(dòng)、SF?分解物，全面評(píng)估絕緣與機(jī)械狀態(tài)。（四）自主可控：核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化突破突破核心傳感器（如高精度油色譜分析儀、UHF傳感器）的國(guó)外技術(shù)壟斷，某國(guó)產(chǎn)DGA裝置檢測(cè)精度達(dá)0.1μL/L，已在200余座變電站投運(yùn)。結(jié)語(yǔ)電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，本質(zhì)是通過(guò)“感知-分析-決