基于人工智能的变电站运检技术研究

基于人工智能的变电站运检技术研究

楼小杭

国网杭州供电公司 310000

摘要：近年来，由于社会经济的深入发展，能源在人类日常生活中的使用越来越重要。随着中国电力行业的高速发展,社会各界对供电的安全和效率也提出了更高的需求。因此，为了更好适应社会需求，必须顺应时代发展趋势，利用新一代人工智能的技术特色与资源优势，积极探索智慧变电站系统的设计和运用方法，以提升配电网络的运行质量。基于此，本文首先分析了当下变电站运检的现状，之后探讨了变电站智能运检管控系统内容及核心技术，以供参考。
关键词：变电站；人工智能；运检技术

引言：当前，在智能化技术不断发展的大背景下，应积极推进各行业领域向智能化方向发展，电力行业也是如此。电力行业正处于向智能电网过渡的重要时期。在此期间，智能化配电系统和智能化配电网络是开展智能电网工作的两项重要内容，必须采用先进的智能技术。建立智能变电站运检系统，可以显著提高配电网络的安全性和科学性，同时有效降低企业的物力和人力投入，实现更大的经济利益。因此，研究基于人工智能的变电站运检技术具有十分重要的现实意义。

一、目前变电站运检现状分析

尽管我国变电站的总数、规模和建设状况呈现出持续发展的良好趋势，然而随着三维技术、人工智能、移动网络、云数据计算等先进技术的不断普及，给传统的工业生产领域造成了巨大冲击，工业生产方式也在不断变化。由此可见，现阶段我国的变电真运检技术脱离了时代发展的需求，部分变电站仍然在采用传统的落后的巡检和维护方式。运检技术主要以现场操作和人工控制为主，不同地点的变电站监控体系和运行机制尚未形成，仍处于“分离控制”的独立状态。在此背景下，运检技术的优势很难得到充分发挥，因此，变电站的巡检现状亟待改变。

二、变电站智能运检管控系统内容

（一）业务功能

智能化技术与电力工程自动化系统可应用于构建智能变电站。智能变电站的功能应基于自动化控制器、电力设备仪器表、物联网系统和相应的通讯技术来实现。只有将上述技术进行合理的利用，才可以实现智能化的项目管理。智能变电站借助传感器来收集电电站实施智能调节。这样的做法不仅减少了用电损耗，满足了绿色环保、节能减排的发展需求，也增加了电力企业的经济收益。在智能变电站的应用过程中，最重要的技术就是数据的分享与交流。首先，变电站必须清楚知道当地的用电量，之后对变电站开展智能化控制工作。在此过程中，大数据技术在智能变电站中的应用也是重要的一环。大数据是智能化发展下的产物，可以提高智能变电站对数据的采集和处理能力^[1]。

（二）检测功能

智能变电站具有较强的检测功能。变电站智能系统分为变电站控制层、间隔层和过程层三个层次。变电站控制层设备由变电站控制层网络A、网络B、主机、打印机及异地通讯服务器构成。间隔层由防护系统、检测装置、故障录波器、计数器和协议转换器构成。过程层由电流组合单元、电压组合单元、电流感知器、电压感知器、智能短路装置、通用设备构成。在智能变电站中，通过智能化勘测系统，对工作人员、电力设施、故障原因和维护状态进行全面分析。同时，构建数据库对不同系统之间的关系进行深入研究。根据智能检测系统的属性，管理人员与电力设备、故障原因和维修条件三个数据库进行交互。电力设备与故障原因和维修条件开展两个数据库的信息交互。智能变电站控制系统通过创立智能分析模块来分析故障原因。智能分析板块中的主要故障因素有泄露故障、油位故障、温度故障、开关故障、运动物体故障、不同程度的异常故障等。在此过程中，应对大、中、小异常状况进行分级处理，并设置不同的故障数据。其他类型的故障也应设置出特定的数据代码。借助错误码能够清楚的分析各种故障产生的原因，最后由设函数制定出算法流程。

（三）巡视功能

智能变电站具有良好的巡视功能。首先，智能变电站控制系统评估输入样本是否可以重复。其次，按照获取的结果数据，评估继续生成或优化的可能性。最后，可以通过智能分析得到故障信息的结果。如果故障结果的数据超出标准值，应及时关闭变电站。而当结果具有一定偏差时，则必须返回故障结果输入步骤，再次对故障原因进行深入检查。而当结果低于标准值时，应及时派遣专业人员对变电站系统及设备进行全面检修^[2]。从流程图中可以定量分析故障原因，使整个项目可以自动进行，无需人工介入和干预。系统算法可以独立评估电力设备的系统是否运作正常，并结合故障结果，对设备进行停机、维护或继续运作等操作。

三、基于人工智能的变电站运检技术研究

（一）三维可视化技术
        从实际发展状况来看，在智能变电站、电站系统、配电运维系统的管理工作中，都开始逐步采用网络技术。通过网络技术，可以有效实现检测画面的可视化，大大提高了各个系统的运行效率和质量。除此之外，还可以有效减少电力工程的投入成本。基于环保考虑，智能技术可用于电力工程，全方位推动智能设备的使用，提高电力工程智能控制的准确性。这样做的好处是，既降低了发电污染，又有利于推进绿色环保的发展理念。而采用激光点云数据技术的智能变电站运检监测管理系统，能够以3D模型展现变电站的现场全貌，并将辅助信号、监测信息、运行信号、设备信息等大数据进行整合与应用,进而达到运行数据分析和三D模型可视化的综合应用效果，打造满足变电站运维需求的3D可视化平台。在此基础上，工作人员可以直观查询到设备的运行状态，并扩展3D维修模拟演练、3D测距、3D报警机制等多项智能巡检功能。

（二）智能决策与智能预警技术

首先，基于人工智能的变电站运检技术具备智能决策功能。该系统为变电站内部设备故障的评估、分析和处理提供依据，并通过故障案例数据库生成与之匹配的故障模型。之后，快速关联智能决策数据库中的各项信息，为运检工作人员提供应对策略和处理方法。这样的智能工作方式显著提高了运检人员的工作效率，减少故障排除及处理时间，改进了生产控制水平。其次是智能预警技术。此系统拥有庞大而系统的业务数据库，利用大数据技术，可以对数据库中的故障记录、维修记录、巡检记录、在线监测信息、图像和视频等大量信息进行全面评估与分析。同时，通过对预警模型的科学应用，实现对操作环境、工作行为、设备异常、运行故障等问题的智能预警^[3]。

3. 自动识别和自动巡视技术

人工智能变电站还具有先进的自动识别技术。系统采用先进的人工智能对巡检过程中采集的所有初始信息进行处理和分析，自动判断设备温度值、显示位置、和工作状态。同时，通过在线视频监控，可以实现智能的安全检测功能，可动态识别火情和烟雾环境，提升运行系统的安全性与可靠性。其次是自动巡视技术。机器人对设备进行实时巡检，借助高清在线视频巡检，巡检点与实时巡检全面互补，使智能变电站运检系统的巡检自动化、智能化不断加强。

结论：变电站智能运检系统是智能监控系统的重要组成部分，该系统实现了运检技术的全面化、自动化与智能化。通过智能系统的应用，打破了传统运检技术的弊端与束缚，显著提高了运检人员的工作效率，增强了系统维护的自动化水平、为电力行业的高效稳定发展做出重要贡献。

参考文献：

[1]包兴.基于人工智能的变电站运检技术研究[J].自动化应用,2021(06):99-100.DOI:10.19769/j.zdhy.2021.06.031.

[2]郑佳乐,丁佩瑶,沈浩,刘晨辉.人工智能在变电站运维管理中的应用[J].集成电路,2022,39(01):242-243.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2022.01.104.

[3]王刘旺,周自强,林龙,韩嘉佳.人工智能在变电站运维管理中的应用综述[J].高电压技术,2020,46(01):1-13.DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.20191227001.