人工智能在變電站運(yùn)維管理中的應(yīng)用分析

人工智能在變電站運(yùn)維管理中的應(yīng)用分析

Summary：本文先分析了人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀，并以此出發(fā)，探討人工智能在變電站運(yùn)維管理中的幾種應(yīng)用模式，旨在通過技術(shù)手段，開發(fā)更具智能化的產(chǎn)品和解決方案，為變電站今后運(yùn)維管理提供更多便利，推動(dòng)變電站朝向智能化方向不斷發(fā)展。Keys：人工智能；變電站；運(yùn)維管理引言：隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)融合的加快，變電站也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。人工智能能夠?qū)ψ冸娬緩?fù)雜多變的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效感知獲取、信息處理，從而不斷推動(dòng)著能源電業(yè)發(fā)展，推動(dòng)著變電站智能化運(yùn)行。人工智能發(fā)展現(xiàn)狀伴隨著人工智能技術(shù)的不斷改進(jìn)，人工智能技術(shù)與人們的現(xiàn)實(shí)生活有了更加密切的聯(lián)系，對現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生了深刻影響。自1956年達(dá)特茅斯會議上正式提出人工智能概念，幾十年來，人們一直在對人工智能展開艱辛探索，并緊緊抓住時(shí)代發(fā)展的脈搏，模擬人工智能的各類算法，廣泛應(yīng)用于生活的方方面面。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的重要分支，人工智能試圖探討智能的實(shí)質(zhì)，并借此研究出與人類智能相似方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器。人工智能從誕生以來，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，不斷模擬著人的智能，為人們的生活帶來更多的便利?，F(xiàn)實(shí)生活中典型的人工智能應(yīng)用有移動(dòng)設(shè)備中的虛擬個(gè)人助理、汽車自動(dòng)駕駛、智能醫(yī)療機(jī)器等等。以人工智能助理為例，人工智能助理能夠幫助移動(dòng)設(shè)備使用者去完成不同的任務(wù)，通過語音識別技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬對話，此外還會涉及到語音識別、圖像識別、深度學(xué)習(xí)等智能技術(shù)。但是需要注意的是，人工智能在極大方便人們生活的背后，也改變了人們原有的生活方式。人工智能始終是智能機(jī)器，不能像人類一樣獨(dú)立思考，所以當(dāng)日常生活中的智能設(shè)備越來越多時(shí)，人與人之間的溝通交流開始采用智能手段進(jìn)行，人與人距離變大。同時(shí)許多底層工作會被人工智能所取代，阻礙社會穩(wěn)定。二、變電站運(yùn)維管理中人工智能的應(yīng)用（一）機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用1.變壓器傳統(tǒng)的故障診斷采用橫縱向比較、比值編碼以及閾值判斷等數(shù)值分析方法，該方法不僅準(zhǔn)確率低而且效率差，因此，可以通過將人工智能技術(shù)應(yīng)用于變壓器，實(shí)現(xiàn)變壓器的故障診斷。采用人工智能方案是為了探求處于變壓器監(jiān)測產(chǎn)量和變壓器狀態(tài)類型之間的映射關(guān)系，從而通過樣本映射模型來判斷變壓器所處狀態(tài)[1]。此外，還有專家系統(tǒng)建立起來的映射關(guān)系進(jìn)行分析。通過專家系統(tǒng)建立的映射關(guān)系雖然解釋性強(qiáng)，但容錯(cuò)性較差，并且難以維護(hù)。傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法通過樣本分析研究，從而擬合出數(shù)據(jù)到故障的映射關(guān)系，與專家系統(tǒng)映射關(guān)系相比較而言，無論是在容錯(cuò)性上抑或魯棒性上性能都更加穩(wěn)定。傳統(tǒng)故障診斷方法由于過于依賴專業(yè)知識，所以整個(gè)特征提取過程不僅復(fù)雜，而且結(jié)果具有片面性，進(jìn)一步阻礙表達(dá)狀態(tài)信息。因此，通過海量、高維數(shù)據(jù)自動(dòng)學(xué)習(xí)獲取特征信息，能夠避免人工手動(dòng)設(shè)計(jì)特征，從而簡化故障診斷環(huán)節(jié)，最后生成的診斷模型具有高通用性，能夠任意遷移到與其相似的其他場景之中。斷路器斷路器與變壓器在局部放電方面具有高度相似，采用的特征提取以及模式識別方式之間也具有一致性，因此，斷路器和變壓器二者之間可以進(jìn)行相互借鑒和遷移。高壓斷路器當(dāng)處于分合閘過程時(shí)，會因?yàn)檎駝?dòng)對信號進(jìn)行分析從而發(fā)現(xiàn)斷路器機(jī)械故障。變壓器振動(dòng)信號故障診斷方法和斷路器振動(dòng)信號故障診斷方法相似，訓(xùn)練數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征提取、特征選擇、完成模型訓(xùn)練與應(yīng)用[2]。但與此同時(shí)，斷路器與變壓類放電模型仿真實(shí)驗(yàn)信號訓(xùn)練的診斷模型用于變電站現(xiàn)場斷路器放電識別的準(zhǔn)確性和可信度仍處于不斷實(shí)驗(yàn)分析之中。遠(yuǎn)程操作斷路器時(shí)拒絕合閘是斷路器拒絕合閘主要的故障表現(xiàn)。當(dāng)遠(yuǎn)程操作斷路器拒絕合閘時(shí)，會延遲事故消失，通過應(yīng)用人工智能能夠有效輔助變電站監(jiān)控系統(tǒng)提高其運(yùn)作效率效能，增強(qiáng)變電站系統(tǒng)安全性，確保變電站處于安全工作之中。電容型設(shè)備電容器設(shè)備在線監(jiān)測主要關(guān)注的內(nèi)容是介質(zhì)損耗因素，當(dāng)下研究熱點(diǎn)就是如何提高介質(zhì)損耗因素計(jì)算精度。以往主要通過數(shù)值分析方法進(jìn)行研究，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，也在不斷提示人們嘗試算法方式進(jìn)行分析，從而得到更高辨識準(zhǔn)確率。（二）變電站環(huán)境監(jiān)測1.狀態(tài)監(jiān)測通過人工智能技術(shù)能夠?qū)⒏鱾€(gè)系統(tǒng)之間有效連接，從而將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_進(jìn)行分析，進(jìn)一步獲取電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)階段，變電站內(nèi)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包括變壓器高抗油色譜、斷路器動(dòng)作特性、變電站紅外在線檢測系統(tǒng)、以及避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)等。傳統(tǒng)模式下，不同系統(tǒng)之間缺乏聯(lián)系，數(shù)據(jù)通過人工方式進(jìn)行整合。人工智能技術(shù)的引進(jìn)，能夠有效將各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行融合，從而將系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸居蚣壠脚_進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，極大解放人力物力，提高工作效率，能夠通過平臺系統(tǒng)迅速獲取電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并對此做出反應(yīng)。2.安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測通過分析歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，借助人工智能技術(shù)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估，能夠第一時(shí)間察覺系統(tǒng)安全隱患，從而確保變電站在可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，能夠保證提高供電穩(wěn)定性。在進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測時(shí)，通常以歷史數(shù)據(jù)為參考資料，通過聚類算法，進(jìn)行橫縱對比分析，從而全方位預(yù)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及今后發(fā)展趨勢。確保變電站運(yùn)行安全可靠，就需要變電站選用工藝設(shè)計(jì)精細(xì)、運(yùn)行業(yè)績良好的產(chǎn)品。當(dāng)處于同一個(gè)環(huán)境以及同一個(gè)電壓等級時(shí)，按照統(tǒng)一的設(shè)備配置規(guī)則運(yùn)行。從而強(qiáng)化人工智能應(yīng)用于變電站運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測，有效推動(dòng)變電站智能化發(fā)展。（三）人工智能報(bào)警機(jī)制將人工智能技術(shù)應(yīng)用于變電站能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)監(jiān)測變電站，全方位了解監(jiān)控變電站內(nèi)配電柜各種參數(shù)，對電壓、電流、功率、電源開關(guān)等參數(shù)充分了解，根據(jù)不同參數(shù)設(shè)置多級別報(bào)警機(jī)制，如果超過參與閾值就會開啟自動(dòng)報(bào)警機(jī)制。變電站可以根據(jù)實(shí)際情況，按照不同緊急程度科學(xué)劃分，通過聲光報(bào)警和畫面顯示方式，借助自動(dòng)化系統(tǒng)、集控防誤系統(tǒng)、生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警。通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，變電站能夠隨時(shí)監(jiān)測關(guān)鍵電源情況，如果電源處于跳電等情況，迅速通知管理員并自動(dòng)報(bào)警。另外，應(yīng)用人工智能技術(shù)能夠全面收集變電站周邊各種自然環(huán)境數(shù)據(jù)，比如溫度濕度、浸水、SF6濃度值等相關(guān)信息，將數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一收集，統(tǒng)一分發(fā)，能夠在數(shù)據(jù)發(fā)生異常時(shí)全自動(dòng)報(bào)警，并智能轉(zhuǎn)化成表格數(shù)據(jù)，便于今后分析。智能化運(yùn)行管理將人工智能技術(shù)應(yīng)用于變電站的日常維護(hù)之中，能夠有效提升工作效率。傳統(tǒng)的設(shè)備檢查和維護(hù)都將被智能技術(shù)所取代，低效且危險(xiǎn)的工作崗位將會被智能技術(shù)所取代，從而推動(dòng)變電站智能化運(yùn)行。構(gòu)建一個(gè)完善的變電站環(huán)境建設(shè)，一方面，需要變電站工作人員具備專業(yè)知識水平，定期檢查變電站內(nèi)設(shè)備儀器，降低安全隱患發(fā)生，確保設(shè)施能夠正常運(yùn)行。另一方面，通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控變電站。當(dāng)變電站內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)故障，可以及時(shí)通知變電站工作人員，有效解決故障，防止各種安全事故的發(fā)生。強(qiáng)化人工智能于變電站運(yùn)行中的應(yīng)用，有效維護(hù)和優(yōu)化間隔層和過程層，從而實(shí)現(xiàn)智能化變電站運(yùn)行管理。結(jié)論：綜上所述，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于變電站，對于變電站的智能化發(fā)展方向十分重要，智能變電站也是智能電網(wǎng)的重要支撐和保障。因此，應(yīng)不斷推動(dòng)人工智能技術(shù)的創(chuàng)