變電運(yùn)維中智能化技術(shù)的有效應(yīng)用

廖衍琪，李美瑜

（國網(wǎng)陜西省電力有限公司西咸新區(qū)供電公司，陜西 西咸新區(qū) 712000）

0 引 言

新時(shí)期，電力企業(yè)需要完善現(xiàn)有的智能化運(yùn)維體系，結(jié)合科學(xué)有效的智能化分析技術(shù)，革新當(dāng)前的控制模式、控制流程，提高變電運(yùn)維的智能化管理水平和效率。

1 變電運(yùn)維智能化體系結(jié)構(gòu)

電力企業(yè)借助智能化技術(shù)開展變電運(yùn)維管理工作包含3 個(gè)結(jié)構(gòu)層次，即過程層、間隔層以及站控層。過程層主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中開關(guān)量、變壓器、互感器以及各類斷路器設(shè)施的管控，須配合使用部分自動(dòng)化設(shè)備組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)過程層各項(xiàng)設(shè)備信息的全方位收集。間隔層主要是結(jié)合對(duì)應(yīng)的二次設(shè)備管控，發(fā)揮出監(jiān)測功能、保護(hù)功能。在變電運(yùn)維管理過程中須將過程層與站控層借助間隔層進(jìn)行有效連接互動(dòng)。站控層主要是進(jìn)行高效率的智能管理，包含智能通信、智能控制。整個(gè)站控層主要是以后端的智能化操作管理為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控、開關(guān)操作以及信息交互管控。因此，整個(gè)變電運(yùn)維體系包含的智能化體系結(jié)構(gòu)較為豐富多樣，在不同的控制層級(jí)均具備不同的功能屬性，在對(duì)整個(gè)變電運(yùn)維智能化系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)、打造的過程中，需要工作人員、技術(shù)人員參照對(duì)應(yīng)的技術(shù)條例完善體系化管控[1]。

2 變電運(yùn)維技術(shù)中智能化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在變電運(yùn)維管理活動(dòng)中，利用智能化技術(shù)可全方位提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。具體來說，借助對(duì)應(yīng)的智能化技術(shù)可通過數(shù)字化控制的方式，在變電站運(yùn)維管理過程中實(shí)時(shí)高效地分析各項(xiàng)調(diào)度指令以及操作指令，保證整個(gè)操作管理工作具備相應(yīng)的穩(wěn)定性。另外，在變電站系統(tǒng)中利用相關(guān)智能化技術(shù)也能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)備管理方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的跟蹤控制。在此期間，電力企業(yè)可引進(jìn)智能化的監(jiān)測設(shè)備，對(duì)設(shè)備運(yùn)行工況、環(huán)境條件進(jìn)行高效監(jiān)測、評(píng)定以及分析，結(jié)合智能化控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的高效檢測，保證整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)處于正常、健康、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，提高整個(gè)體系的綜合運(yùn)行穩(wěn)定性。

除此之外，大部分電力企業(yè)在新時(shí)期均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化發(fā)展轉(zhuǎn)型，但是要想提高變電運(yùn)維的自動(dòng)化水平，則需要依托智能化技術(shù)做到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各個(gè)分區(qū)的自主調(diào)節(jié)管控。在此期間，企業(yè)須構(gòu)建設(shè)備智能化管理體系，在變電站管理過程中對(duì)設(shè)備的運(yùn)行工況、參數(shù)、環(huán)境條件進(jìn)行分析，結(jié)合自動(dòng)化控制技術(shù)，在數(shù)字化變電站運(yùn)維管理期間構(gòu)建起分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）管理模式、管理層級(jí)，結(jié)合分散式管控和集中式控制等多種方式，保證整個(gè)變電設(shè)備運(yùn)維管理工作更加安全、穩(wěn)定、可靠，同時(shí)借助對(duì)應(yīng)的智能化技術(shù)促進(jìn)變電自動(dòng)化管理水平不斷提升。

3 變電運(yùn)維技術(shù)中智能化技術(shù)管理

新時(shí)期，在對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行管理控制的過程中須采取專業(yè)化的管理模式、管理辦法。工作人員、技術(shù)人員須對(duì)變電站中的各項(xiàng)管理模塊、管理機(jī)制，如檢修、維護(hù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。相關(guān)管理部門須委派專業(yè)人員對(duì)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、運(yùn)維管控。但是，由于傳統(tǒng)的管理手段較為落后，技術(shù)水平較低，在設(shè)備管理期間往往采取分割管理的方式，極易導(dǎo)致運(yùn)維作業(yè)出現(xiàn)漏洞。此外，在傳統(tǒng)管理模式下存在較為復(fù)雜的操作，同時(shí)運(yùn)維人員的工作負(fù)荷較大，因此須做到對(duì)設(shè)備問題的有效排查[2]。

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行管控期間，企業(yè)可利用對(duì)應(yīng)的智能化技術(shù)，結(jié)合智能管理理念完善系統(tǒng)控制、系統(tǒng)管理。在整個(gè)變電站系統(tǒng)中，可通過智能化技術(shù)幫助工作人員了解設(shè)備的運(yùn)行工況，比如可通過溫度傳感器、振動(dòng)傳感器以及對(duì)應(yīng)的電力信號(hào)傳感器，對(duì)電流、電壓以及各項(xiàng)異常參數(shù)進(jìn)行有效檢測、識(shí)別、判斷，幫助工作人員在檢修過程中大致了解整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而在后續(xù)管控活動(dòng)中做到精確定位。除此之外，在當(dāng)前的變電運(yùn)維技術(shù)體系中，利用智能化技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)間隔層、站控層以及過程層的信息控制，還能夠在整個(gè)體系中實(shí)現(xiàn)多元化的信息交互，幫助運(yùn)維人員與各層級(jí)人員進(jìn)行交流溝通，從而在智能化管理過程中做到信息流通、信息互動(dòng)，真正意義做到信息共享，使變電運(yùn)維工作的去中心化管理水平得到有效提升，使信息利用效率上升到一個(gè)全新高度。不僅如此，還可通過訪問信息管控，結(jié)合層次化的數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，在變電運(yùn)維期間做好全時(shí)段、全方位的跟蹤控制。

4 變電智能化管理存在的問題

在當(dāng)前的變電站運(yùn)維管理活動(dòng)中使用的智能技術(shù)還存在欠缺，如大部分電力企業(yè)缺少成熟完善的運(yùn)維管理體系、管理機(jī)制，工作人員在智能化管理活動(dòng)中存在管理不到位的情況。加上在智能變電站巡視管理環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員未引起足夠重視，在管理活動(dòng)中對(duì)各項(xiàng)信息未進(jìn)行科學(xué)、高效使用，從而無法實(shí)時(shí)判斷其中存在的問題點(diǎn)。變電設(shè)備的故障問題雖然可通過人工智能系統(tǒng)快速檢測出來，但是由于缺少一套完善的設(shè)備檢修計(jì)劃、檢修標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備故障問題長時(shí)間無法得到根治處理?？傮w來說，在變電運(yùn)維技術(shù)體系中進(jìn)行智能化管控主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)信息狀態(tài)的有效分析、判斷，結(jié)合對(duì)應(yīng)的仿真系統(tǒng)、信息傳遞系統(tǒng)構(gòu)建信息共享管理模塊，但是現(xiàn)有的管理模式仍然存在較大欠缺。相關(guān)工作人員須構(gòu)建完善的控制體系，加大細(xì)節(jié)管控力度，從而提高管理水平和效率[3]。

5 變電運(yùn)維中智能化技術(shù)的有效應(yīng)用

現(xiàn)階段，利用智能化技術(shù)在變電運(yùn)維管理過程中可做到對(duì)設(shè)備狀態(tài)的高效分析、判斷、控制，同時(shí)可借助相應(yīng)的智能化技術(shù)完善對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)維保護(hù)。電力企業(yè)須借助科學(xué)有效的智能分析技術(shù)、智能裝備、智能工具，提高整個(gè)系統(tǒng)的綜合運(yùn)行水平和效率。

5.1 對(duì)設(shè)備管理的要求

在變電站運(yùn)維管理過程中，做到對(duì)設(shè)備問題的高效控制是重中之重。但是，大部分系統(tǒng)設(shè)備的專業(yè)化水平較高，工作人員在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)備故障檢修過程中由于缺少工作經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐管控環(huán)節(jié)還存在欠缺，主要由電網(wǎng)單位專業(yè)人員或者設(shè)備廠商派遣的相關(guān)專業(yè)人士來開展設(shè)備檢修管理。此類管理模式、管理方法存在響應(yīng)速度慢、周期長等問題，無法在短時(shí)間內(nèi)快速恢復(fù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

在變電運(yùn)維管理過程中，相關(guān)工作人員的技術(shù)水平較低，在管理環(huán)節(jié)缺少科學(xué)有效的管理方式，給設(shè)備管理工作的開展帶來較大影響，無法提高變電運(yùn)維管控效率，也會(huì)引發(fā)一系列風(fēng)險(xiǎn)隱患問題。在此情況下，電力企業(yè)可建立智能化運(yùn)維管理系統(tǒng)、管理結(jié)構(gòu)，如在對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理控制的過程中整合專家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對(duì)當(dāng)前相關(guān)設(shè)備常見的故障隱患問題做出實(shí)時(shí)高效的判斷，指導(dǎo)相關(guān)工作人員按照對(duì)應(yīng)的操作指示，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化的管理模塊完成對(duì)整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)維管控。在智能技術(shù)的加持下，相關(guān)專家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可結(jié)合對(duì)應(yīng)的魯棒分析，通過模擬評(píng)估、模擬判斷對(duì)各類非線性數(shù)據(jù)資料進(jìn)行高效計(jì)算，為相關(guān)工作人員提供更加良好的設(shè)備檢修計(jì)劃、檢修建議，快速處理問題。此外，在對(duì)故障進(jìn)行管理控制的過程中，借助智能化技術(shù)可結(jié)合傻瓜式的操作，有效減少專業(yè)人士和駐廠人員的工作負(fù)擔(dān)、工作量，盡可能在現(xiàn)場管理過程中做到快速響應(yīng)。

針對(duì)部分無法實(shí)時(shí)高效處理的故障問題，也可通過智能化技術(shù)、智能化系統(tǒng)有效隔絕相關(guān)故障設(shè)備，避免事故影響范圍擴(kuò)大，之后交由專業(yè)人士通過遠(yuǎn)程管理、遠(yuǎn)程控制的方法指導(dǎo)相關(guān)現(xiàn)場管理人員在短時(shí)間內(nèi)快速檢修設(shè)備故障。因此，在當(dāng)前變電運(yùn)維智能化技術(shù)的加持下，結(jié)合智能專家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可幫助工作人員快速應(yīng)對(duì)各種各樣的故障隱患，有效彌補(bǔ)作業(yè)人員工作經(jīng)驗(yàn)欠缺以及技術(shù)能力、技術(shù)水平低下所帶來的問題[4]。

5.2 信息采集管控

變電運(yùn)維管理工作的核心在于實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)備信息實(shí)時(shí)高效地提取使用。在此期間，電力企業(yè)須利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、智能化技術(shù)，結(jié)合當(dāng)前變電運(yùn)維管理的現(xiàn)實(shí)需求，與第三方單位進(jìn)行交流合作，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的各模塊、各分支進(jìn)行一體化信息控制，從而提高智能電網(wǎng)運(yùn)維管理水平。在對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行智能化管控的過程中，電力企業(yè)須建立網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障機(jī)制，如建立傳感器模塊陣列，在每一個(gè)設(shè)備中植入對(duì)應(yīng)的傳感器單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)備信息狀態(tài)的有效監(jiān)測、評(píng)定?？筛鶕?jù)當(dāng)前電力系統(tǒng)檢修管理的實(shí)際需求，分析關(guān)鍵信息、關(guān)鍵數(shù)據(jù)的類型，以此來引進(jìn)對(duì)應(yīng)的傳感器設(shè)備，將傳感器設(shè)備安裝到對(duì)應(yīng)的變電設(shè)備模塊，做到對(duì)設(shè)備信息狀態(tài)的高效監(jiān)督與管控。在整個(gè)信息體系中須構(gòu)建完善的信息傳輸陣列，對(duì)信息采集、信息傳輸、信息分析、儲(chǔ)存、控制以及指令發(fā)放進(jìn)行一體化控制，從而做到快速響應(yīng)、快速聯(lián)動(dòng)。在此期間，工作人員可結(jié)合對(duì)應(yīng)的智能化管理架構(gòu)，建立多層級(jí)的功能模塊，保證信息流通傳遞更加科學(xué)、高效、安全、穩(wěn)定。

5.3 智能互感器保護(hù)反應(yīng)

在變電運(yùn)維作業(yè)中，做到對(duì)故障問題實(shí)時(shí)高效的判斷控制必不可少。此時(shí)，電力企業(yè)須利用對(duì)應(yīng)的互感器單元，做到信息控制、信息整合分析。具體來說，作業(yè)人員須利用相關(guān)智能互感器，在智能化分析管理過程中對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)控制進(jìn)行科學(xué)化、精細(xì)化管控。在此期間，工作人員可通過光纖數(shù)據(jù)傳輸以及智能終端系統(tǒng)，結(jié)合5G 技術(shù)，在信息傳遞期間做到快速聯(lián)動(dòng)、快速響應(yīng)。智能互感器保護(hù)裝置主要是對(duì)出現(xiàn)的故障隱患問題做出快速、高效的響應(yīng)。它與傳統(tǒng)機(jī)電保護(hù)裝置存在相似的功能，但是須保證智能互感器各類響應(yīng)動(dòng)作正確、合理，才能夠降低誤診的概率。工作人員可結(jié)合內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)做到對(duì)互感器狀態(tài)的有效監(jiān)測，對(duì)由于拒動(dòng)、誤動(dòng)而產(chǎn)生的故障問題進(jìn)行判斷。工作人員可通過人工智能系統(tǒng)分析智能互感器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)其電壓、電量進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，通過魯棒分析，結(jié)合過往的歷史數(shù)據(jù)資料來評(píng)估相關(guān)智能互感器是否存在異常響動(dòng)的問題，從而幫助工作人員在檢修環(huán)節(jié)快速鎖定故障點(diǎn)。因此，人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能互感器保護(hù)反應(yīng)控制過程中主要是以提升其穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性為核心。技術(shù)人員可通過人工智能系統(tǒng)，分析影響整個(gè)互感器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，借助對(duì)應(yīng)的光學(xué)互感器和多元化的信息數(shù)據(jù)，分析其運(yùn)行狀態(tài)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)，比如可對(duì)波段畸變的問題進(jìn)行高效評(píng)估分析，以此來對(duì)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否合理做出更加科學(xué)、有效的管控[5]。

5.4 智能化二次系統(tǒng)技術(shù)

二次系統(tǒng)在變電運(yùn)維管理過程中具備獨(dú)特的控制功能，比如在低段控制領(lǐng)域具有較大優(yōu)勢，借助相關(guān)系統(tǒng)可提升整個(gè)變電站運(yùn)維的整體水平。在此期間，相關(guān)系統(tǒng)主要是引導(dǎo)智能設(shè)備完成精細(xì)化運(yùn)維管控。例如，二次系統(tǒng)技術(shù)在當(dāng)前SF6氣體絕緣母線以及開關(guān)柜的實(shí)踐應(yīng)用中較為常見，相關(guān)技術(shù)結(jié)合智能化二次系統(tǒng)，聯(lián)系各終端，可實(shí)施一體化操作，做到對(duì)智能終端設(shè)備的實(shí)時(shí)高效引導(dǎo)，在管理過程中可提高整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的綜合運(yùn)作效率。

5.5 智能化巡檢機(jī)器人

智能化巡檢機(jī)器人在當(dāng)前變電運(yùn)維智能化控制過程中的應(yīng)用較為常見，主要是利用機(jī)器人視覺技術(shù)、紅外測溫，在故障處理過程中做到對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的高效收集、整理。同時(shí)，利用相關(guān)巡檢機(jī)器人技術(shù)可做到對(duì)整個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的高效控制，減少外界自然因素所帶來的影響。利用智能化巡檢機(jī)器人技術(shù)，結(jié)合中央處理器系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片質(zhì)量的高效控制。另外，可在巡檢機(jī)器人系統(tǒng)中增添對(duì)應(yīng)的視頻圖像分析軟件，在對(duì)故障問題進(jìn)行管理控制的過程中做到高效響應(yīng)、高效控制。在此期間，也可通過搭載到巡檢機(jī)器人上的熱缺陷檢測裝備，借助紅外探測器，對(duì)當(dāng)前變電運(yùn)維系統(tǒng)中的觸點(diǎn)溫度和母線接頭的異常升溫狀況進(jìn)行嚴(yán)格把控，做到詳細(xì)、深入的溫度對(duì)比，指導(dǎo)運(yùn)維人員在管理控制過程中有針對(duì)性、有目的性地開展現(xiàn)場控制，提高管理水平。

6 結(jié) 論

電力企業(yè)須完善當(dāng)前的變電運(yùn)維智能化控制模式，優(yōu)化控制流程，對(duì)新時(shí)期全新的管理循環(huán)、管理結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充完善，從而提高電力企業(yè)的綜合管理水平和效率，減少在運(yùn)維期間的工作量和工作成本，提高工作管理水平。