基于人工智能算法和可视化技术的变电领域智慧运维体系建设

基于人工智能算法和可视化技术的变电领域智慧运维体系建设

张少栋

内蒙古电力（集团）有限责任公司内蒙古超高压供电分公司  内蒙古呼和浩特市  010000

摘要：基于人工智能算法和可视化技术的变电领域智慧运维体系建设所涉及的内容主要包括开关柜电气元件实时视频、触头温度一体式在线监测、开关柜一键顺控双确认、分布式光缆测温系统、变电站一键顺控系统、智能巡检系统、辅助设备监控系统等。

关键词：人工智能算法；可视化技术；变电领域；智慧运维；

引言

随着我国社会经济快速的发展，对电力能源的需要也越来越大，如何保障电网运维效率和安全是电力部门一项十分重要的基础工作。要确保电力系统的稳定运行，就必须加强对电力系统的日常巡查和维修，以排除潜在的危险和隐患，确保电网的正常运转，促进电力系统的可持续发展。

1变电运维中存在的安全隐患

（1）保护装置和设备巡视隐患。缺乏精细化的监管也是较为重要的因素之一。电力系统运转过程中，一些电力管理缺乏精细化的管理，例如操作变压器时出现安全隐患，这时如果没有及时进行处理，有可能影响电力系统的平稳运转。现阶段国内的电力设施制造企业逐渐增加，不同企业的设施质量也良莠不齐，这给电力系统设施正常运转埋下了一些隐患。目前，机械保护设施在持续革新，智能变电站开始广泛应用起来，部分变电站内依旧存留着老旧设施还未能更新换代，当变电站超负荷运转时，未更新的设施容易发生火灾，进而引发电力事故，威胁人身、财产安全。（2）变压器人工操作不当隐患。通常情况下，变压器的操作不合规将会引发不同的安全隐患：在进行空载变压器的切合时，一旦操作不规范，将导致电压过剩，进而影响变压器的绝缘性。其次，当加大空载电压值时，若未依据相关要求操作，既会影响变压器的平稳性，继而发生电压偏差的情况，同时会在一定程度上损毁变压器的绝缘性。操作不符合规定是众多隐患中的一个。在变电运维过程中，由于变电运维的过程中其设备会出现质量问题，需要技术工作者对其开展故障排查，但是，在部分电力系统中，由于操作技术人员的技术不到位，从而影响电力系统的安全运行。

2基于人工智能算法和可视化技术的变电领域智慧运维体系建设

2.1保障人员及设备安全运行助力安全生产

运维人员在定期巡视电站设备过程中，需长期滞留在高压设备区域，一旦运行中的断路器、隔离开关等发生事故，将严重威胁现场运维人员的人身安全。通过配置变电站内高清巡视摄像头和自动化巡检设备等，替代人员现场巡视。运维人员可通过后台视频、音频等监视采集手段，远程对设备区域进行巡视、检查、问题确认。通过智能图像音频识别，无需人员到达现场即可进行缺陷问题判断，保障人身安全。无人巡视降低了作业人员直面带电设备的风险；以机代人开展监督复核，主动警示人员越限、差错、遗漏行为，减少了人为不安全因素；以先进状态感知与数据分析快速定性极早期隐患，及时发现设备劣化趋势，制定针对性监测和处置措施，降低了隐患在网运行时长，提升了设备运行本质安全。

2.2应用数字化技术

以往变电站继电保护中人工操作的占比较大，极易出现误操作情况。科学技术不断进步，数字化技术随之涌现，为变电站继电保护系统运行提供了有力支持，防范故障的发生。以数字化技术为支持，可确保互感器传输性能得到明显改善，故障发生风险得以降低，保障系统运行，不需要分析二次回路短路及接地等故障问题，保障整个智能变电站运行的安全性与稳定性。通过数字化技术的合理应用，能够提高数据信息的精准度，保证供电质量信息传输的可靠性与实时性，全面提高变电站继电保护系统性能。

2.3升级作业模式提升运维检修效率

完成智慧运维体系建设后，将推动红柳林煤矿变电站运维模式从“有人巡视”向“无人巡视”转变，作业模式从“以人力驱动”向“以数据驱动”转变，全面提升运维检修工作效率。采用自动化巡检设备可实现各类数据自动化采集、自主上传、自动生成报表，有效减轻了运维人员现场巡检工作量，实现了设备状态全天候、不间断跟踪检测。通过远程智能巡检、一键顺控、分布式感温光纤、智能算法、辅助监控等多种检测手段有效弥补了人工巡检手段单一的不足，为变电站的安全稳定运行提供了保障。

2.4智能安全

通过三维模型关联智能五防系统、北斗定位系统、两票系统、门禁系统、视频系统等，利用智能门户进行任意距离测量、吊车进站规划、自动立体电子围栏、现场声光报警、消防联动、作业区域风险评估及告警，对变电站作业全过程进行安全合规性智能管理。作业前对人员、环境等情况核实和交底，作业中人员行为轨迹跟踪、视频追踪、报警联动和消防告警，作业后现场恢复和工作闭环，作业前、中、后全过程智能安全无人化替代。

2.5在时代前沿助力能源转型战略

当前，世界能源发展呈现出清洁化、低碳化、高效化的发展趋势。在“四个革命、一个合作”能源发展新战略中明确指出：“要立足我国国情，紧跟国际能源技术革命新趋势，以绿色低碳为方向，分类推动技术创新、产业创新、商业模式创新，并同其他领域高新技术紧密结合，把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点，推动能源技术革命，带动产业升级”。红柳林煤矿智慧运维体系建设中大量采用当前电力领域中高端、领先的技术，并大胆进行新技术的尝试，为国家能源转型战略贡献自己的力量。

2.6引进先进的辅助设备

目前，各大电力公司都在积极地研究安全、有效的检修技术与方法，以取代员工从事危险作业。例如，利用无人侦察机进行巡查；采用机械手进行局部维修，以保证维修工的人身安全，降低安全隐患，保证电力系统的正常运转。

2.7变电应急管理

在变电系统的运行中，要加强对紧急事故的处理水平，虽然变电系统的运行工作是严格按照标准化的体系进行运行，操作人员的工作也是按照系统化和完善化进行操作，但是，在实际的操作中由于技术人员并不是完美的，在变电系统中，要增强应急事故的处理方式，强化应急管理工作，一旦出现紧急事故可以合理地解决出现的安全事故，能够尽可能地减少事故造成的负面影响，进而提升变电系统的运转效率，因而可以认为，在变电系统中，加强对变电系统的监督水平，进而提高变电运维的效率。

2.8抢抓数字新基建机遇推动电网数字化转型

数字化是适应能源革命和数字革命相融并进趋势的必然选择。随着大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等现代信息技术和能源技术深度融合、广泛应用，能源转型的数字化、智能化特征进一步凸显。红柳林煤矿需要以数字技术为电网赋能，推动电网向更加智慧、更加泛在、更加友好的能源互联网升级，在引领能源生产和消费革命中承担排头兵的角色，力争发挥更大作用。

结束语

随着社会经济和科技的发展，人工智能算法和可视化技术方面的进步日新月异，不断有各行各业的先驱在尝试将其应用到自己所处的领域。红柳林煤矿作为国内领先的能源供应商，有责任和义务将其引进到能源供应领域并进行优化改进和创新，而随着人工智能算法和可视化技术的不断进步和革新，将给红柳林煤矿在运维管理、生产管理、人员管理、安全管理等各方面带来更高效益。

参考文献

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