人工智能技術在變壓器故障診斷中的應用研究

楊健一

摘 要：本文以變壓器故障診斷為研究視角，針對人工智能技術在變壓器故障診斷中的應用展開分析討論。期待為進一步提高變壓器故障診斷工作效率拋磚引玉。

關鍵詞：變壓器;故障診斷;專家系統;人工智能

變壓器在電力系統中發揮關鍵作用，變壓器故障種類比較多，如何高效準確診斷其故障是電力系統運維工作的重點。所以，應該將人工智能技術有效應用到這一工作實踐中，從而提高變壓器故障診斷的準確度。

1 人工智能概述

美國斯坦福大學人工智能研究中心尼爾遜教授指出，人工智能是關于知識的學科，是集中分析與探究獲得知識、利用知識的科學;而麻省理工學院的溫斯頓教授指出，人工智能技術就是研究如何利用現代計算機技術去完成過去只能通過人工才能完整的工作任務的科學。針對人工智能技術的這些觀點在不同維度闡釋了人工智能的思想與內容。筆者認為，人工智能技術就是在研究人類智力活動的基礎上，構建起具備智能化特征的人工系統，集中探討如何利用電子計算機完成人類智力活動好的學科，通過電子計算機的硬件配置以及軟件工具去模仿人類所具備智能的原理與規律。由此可見，人工智能技術是電子計算機科學的分支，誕生于20世紀七十年代，是20世紀世界三大尖端技術（人工智能技術、空間技術、能源技術）之一，同時也是21世紀三大尖端技術（人工智能技術、納米技術、基因工程）之一。迄今為止，人工智能技術已經走過了近半個世紀的發展歷程，在諸多領域得到了廣泛青睞與關注，并取得了良好的反饋結果，如今人工智能技術已經成為了獨立的科學分支，無論在理論角度來看，還是從實踐的角度來看都已經形成了體系。

2 人工智能技術在變壓器故障診斷中的應用

在電力事業發展實踐中，針對變壓器故障診斷的傳統方法主要就是利用實驗分析法對變壓器的參數進行測定，在對參數實施分析的基礎上實現故障的診斷，這樣的故障診斷方法無論從診斷效率上來看，還是從診斷結果的精準上來看都不是很高。基于人工智能技術而研發出來的專家系統、人工神經網絡、灰色故障診斷技術、數據挖掘技術等在變壓器故障診斷過程中都凸顯出了極高的利用價值，對于提高變壓器故障診斷效率與提升變壓器故障診斷結果精度都顯示出無與倫比的優勢，無疑是現階段電力事業發展實踐中變壓器故障診斷的新途徑、新方法。在上述幾種故障診斷技術當中，專家系統具有代表性，利用比較廣泛，所以現針對基于人工智能技術的變壓器診斷專家系統展開分析討論。

基于智能技術的變壓器故障診斷專家系統，是在積累與分析電力事業發展實踐中多位專家在診斷變壓器故障這一實際工作中所應用的理論知識、推理方式、技術技能的基礎之上，將其編制為一個計算機應用程序，圍繞著氣體色譜分析方法，有效利用三比法以及氣體特征對電力系統中變壓器的運行情況做出分析，進而結合相關參數去精準判斷變壓器的故障。與此同時，結合變壓器外部檢查、絕緣油特質試驗、絕緣油的預防性常規檢查等手段構建數據庫。在專家系統當中所具的綜合分析模塊，對變壓器氣體色譜進行分析、外部檢查等工作的結果進行整合，對變壓器的運行情況做出深入性分析與判斷，最終生成診斷報告，在報告當中還會包括一定的運維建議。在基于人工智能能技術的變壓器故障診斷專家系統當中，協調器是最為關鍵的模塊，協調器對其他各個模塊的運行發揮控制與協調的作用。大體上來看，在結合了人工智能技術的變壓器故障診斷專家系統當中，主要包括以下幾個部分：

第一，變壓器故障診斷的理論知識數據庫，其是模塊化的結構，是整合系統的核心所在。第二，數據庫。數據庫主要由氣體分析、絕緣預防數據庫、動態數據庫等幾個部分組成。其中氣體分析與絕緣預防數據庫是將變壓器運行過程中氣體數據以及絕緣預防數據的歷史歸檔做出基礎的，可以為用戶查詢歷史數據、管理歷史數據帶去方便。在應用的過程中，相關工作人員將當前的數據信息輸入到系統當中，系統將會自動將當前數據信息與歷史數據的發展趨勢做出快速的縱向比對，并結合實驗數據進行高效的橫向比對。而動態性數據庫是一個上下文樹，主要用于儲存推理的過程以及最終得出的推理結論，在用戶需要獲得相關解釋的時候，解釋機制可以對動態性數據庫中的相關數據信息進行調用，進而將其作為依據為用戶做出某種解釋。第三，推理模塊。可以實現在目標驅動之下的反向推理，在其中引入模糊機制，可以對一些模糊問題進行有效處理。第四，學習模塊。在構建基于人工智能技術的變壓器故障診斷專家系統的過程中，通過對數位專家的專業知識以及技能進行總結并有效提取，將這些知識進行形式化處理并編碼之后輸入到計算機系統當中，從而也就形成了知識庫。第五，上下文模塊。主要的功能就是存放中間結果，為推理模塊提供記錄功能，指導推理模塊的推理論證過程，和得出相應的推理結論。

3 結語

綜上所述，將人工智能技術有效應用到變壓器故障診斷實踐中，是進一步提高變壓器運維工作效率的需要，是確保電力系統安全穩定運行的需要，更是推動電力事業健康穩定發展的需要。希望通過文章的闡述，可以使得相關工作人員認識到人工智能技術的優勢所在，進而加大投入力度，轉變工作理念，與時俱進整合先進技術，構建起基于人工智能技術的變壓器故障診斷機制，進而提高變壓器故障診斷的效率，為后續開展的運維工作奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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