試論人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運維檢修中的應(yīng)用

國網(wǎng)湖北省電力有限公司超高壓公司 蔡文凱 詹婧晗 張 芳 何 強

關(guān)鍵字：人工智能技術(shù)；電力設(shè)備；運維檢修

人工智能技術(shù)以其自動化、智能化以及高效率的特點，正在不斷深入應(yīng)用到社會生產(chǎn)生活之中。電力設(shè)備運檢工作中應(yīng)用人工智能技術(shù)，是現(xiàn)代智能電力發(fā)展的必然路徑，同時也有利于電力設(shè)備運維檢修工作升級。在傳統(tǒng)的電力設(shè)備運維檢修過程中，運維檢修工作存在人員安全缺乏保證、電力檢修工作精度較差、電力檢修工作效率較差等問題，而利用人工智能技術(shù)可以綜合性解決各種問題，大大提高了電力運檢工作效率，減少了電力設(shè)備故障風(fēng)險和損失，提升了電力企業(yè)的工作效益。

1 人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運維檢修中的工作現(xiàn)狀分析

人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運維檢修工作中應(yīng)用，是現(xiàn)代電力企業(yè)智能化發(fā)展的主要方向。

當(dāng)前，我國正在大力研發(fā)智能變電站工作管理系統(tǒng)，通過變電站的工作系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)用，確保電力設(shè)備運維檢修更加有效。如我國研究的Acrelcloud-1000變電所運維平臺。該平臺構(gòu)建過程總，具有電力加量、電力設(shè)備運維檢修、用能管理等全面的工作模式。尤其是運維檢修工作能力較強。該智能化技術(shù)平臺在應(yīng)用過程中具有巡檢、故障搶修、無人值守、動環(huán)（變壓器溫度、銅排溫度、線纜溫度、環(huán)境溫濕度、水浸、煙霧）、安防（門禁、報警、視頻、火災(zāi)探測）、照明控制、給排水綜合監(jiān)控等多項功能，對于電力設(shè)備的運維檢修應(yīng)用也有積極的作用。

國外的智能化技術(shù)研究相對成熟，對于智能化電力設(shè)備的運維檢修系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用也比較早。在國外的電力設(shè)備運維檢修系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用過程中，主要包括智能臺賬、智能檢修、檢測試驗以及智能評價等多項技術(shù)模塊，對于智能設(shè)備的應(yīng)用合理性有非常關(guān)鍵的作用，也有利于電力設(shè)備的運維檢修，對于未來電力企業(yè)發(fā)展也有關(guān)鍵的作用。而相比于國內(nèi)而言，國外的智能運檢系統(tǒng)應(yīng)用更加成熟，DIY 系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用也更加成熟，對于企業(yè)未來的發(fā)展有關(guān)鍵的作用。

國內(nèi)外對于電力設(shè)備的運行檢修工作十分重視，并都開始研究智能化技術(shù)應(yīng)用下的運維檢修系統(tǒng)，同時在系統(tǒng)的設(shè)計研究過程中，也逐漸深入融合智能化技術(shù)理念。將智能化電力設(shè)備管理系統(tǒng)研究設(shè)定為現(xiàn)代電力企業(yè)建設(shè)發(fā)展的主要方向。

2 人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運維檢修中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前，研究人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運維檢修工作中應(yīng)用，都是人工智能技術(shù)轉(zhuǎn)化為技術(shù)系統(tǒng)在利用相關(guān)工作完成設(shè)備運維和檢修。而從技術(shù)角度分析而言，將人工智能技術(shù)引入到電力設(shè)備運維修檢修工作當(dāng)中，主要是利用了人工智能技術(shù)的各項關(guān)鍵技術(shù)，如人工智能的傳感技術(shù)、人工智能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人工智能的控制技術(shù)。

2.1 人工智能的傳感技術(shù)

現(xiàn)代人工智能之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是利用了傳感技術(shù)作為前端數(shù)據(jù)采集模塊。利用傳感技術(shù)或者感應(yīng)技術(shù)能夠?qū)﹄娏υO(shè)備的運行狀態(tài)，電力設(shè)備周邊的環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行采集。如電力設(shè)備運維檢修過程中，要求對電力設(shè)備的溫度信息進(jìn)行檢查。很多電力設(shè)備的故障問題都是由溫度過高或溫度過低引起的，所以在電力設(shè)備的運維檢修中，需要做好設(shè)備溫度和周圍溫度信息采集。

而傳統(tǒng)的人工模式是人力完成溫度測量。所以，人工智能技術(shù)要模擬整個電力設(shè)備檢修工作流程，首要工作就是要模擬電氣設(shè)備信息采集工作。利用傳感技術(shù)正是可以完成電力設(shè)備工作信息精準(zhǔn)采集的良好設(shè)備。利用紅外溫度傳感器可以采集電力設(shè)備的溫度信息，比傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)采集更加精準(zhǔn)，同時信息采集效率也較高。再如，在電力設(shè)備運檢過程中，要求對設(shè)備硬件規(guī)格、設(shè)備振動、設(shè)備電磁信號等信息采集，可以針對不同信息采集需求，針對性地應(yīng)用不同的傳感器，最終完成電氣設(shè)備的良好信息采集，確保人工智能電力設(shè)備信息維護(hù)良好實現(xiàn)，對于后續(xù)的人工智能電力檢修或者故障預(yù)警也有重要的作用。

2.2 人工智能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是現(xiàn)代電力設(shè)備運維檢修中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用主要是構(gòu)建信息傳輸通道、構(gòu)建信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，讓人工智能傳感技術(shù)模塊獲取的信息能夠有傳輸?shù)穆窂健＞W(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是人工智能技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從人工智能模擬角度而言，核心系統(tǒng)發(fā)送的指令或者接受的信息都需要接收到傳輸?shù)耐ǖ馈６诋?dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)正式為社會信息傳遞提供了便利的平臺。

因此，人工智能技術(shù)應(yīng)用過程中，就應(yīng)該迅速完成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新融合，對于后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展也有非常關(guān)鍵的作用。在人工智能技術(shù)應(yīng)用于電力設(shè)備運維檢修中，同樣是為電力設(shè)備的運維檢修提供了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸通道，前端采集的傳感信息，通過網(wǎng)絡(luò)通道傳輸給核心控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通道傳輸給數(shù)據(jù)庫。缺少人工智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就無法實現(xiàn)信息傳遞，整個智能化電力設(shè)備檢修工作鏈條等于無法構(gòu)建。如果將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比喻為傳統(tǒng)人工電力設(shè)備檢修工作，相當(dāng)于信息統(tǒng)計報表、電力檢修信息統(tǒng)計傳輸人員。如果缺乏網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相當(dāng)于前端檢修人員完成設(shè)備和故障調(diào)查后，沒有進(jìn)行信息記錄，也沒有進(jìn)行信息分析，那么故障檢修相當(dāng)于未完成。

2.3 人工智能的核心計算機技術(shù)

核心計算機技術(shù)是人工智能電力設(shè)備運維檢修應(yīng)用的關(guān)鍵模塊，可以將其比喻為“人腦”，主要技術(shù)功能是完成電力設(shè)備運行狀態(tài)分析、運行故障分析，通過回傳的數(shù)據(jù)信息做出反應(yīng)動作。在人工智能核心技術(shù)應(yīng)電力設(shè)備運維檢修工作開展過程中，通過核心計算機技術(shù)的應(yīng)用，是完成自動化電力運行操作的核心環(huán)節(jié)。整個計算機技術(shù)具有數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)運算以及數(shù)據(jù)對比功能，要求對數(shù)據(jù)的各項計算進(jìn)行對比分析，最終確定如何實施操作指令。現(xiàn)代核心計算機技術(shù)應(yīng)用過程中，主要包括單片機、PLC 以及微型計算機等不同種類。在現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用過程中，PLC 是現(xiàn)代人工智能技術(shù)應(yīng)用的核心技術(shù)，具有邏輯變成、數(shù)據(jù)計算、指令發(fā)送等多項功能。

在人工智能技術(shù)應(yīng)用與電力系統(tǒng)運維檢修工作當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、核心計算機以及傳感技術(shù)都非常關(guān)鍵，三者技術(shù)的融合應(yīng)用共同組成了人工智能化的技術(shù)應(yīng)用，對于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展也有關(guān)鍵的作用，也能夠提升電力設(shè)備運維檢修工作效率。

3 Acrelcloud-1000電力設(shè)備運維檢修智能化系統(tǒng)設(shè)計分析

現(xiàn)代電力設(shè)備運維檢修工作中，智能化技術(shù)的應(yīng)用都是以智能化設(shè)備運維檢修系統(tǒng)的形式完成智能化技術(shù)的綜合應(yīng)用，在電力設(shè)備運維檢修工作中，利用設(shè)計好的智能化系統(tǒng)能夠完成故障分析、故障報警、故障檢修以及報表制定等多項功能，減少人工模式分項進(jìn)行的資源浪費問題，也影響到智能化系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用效果。以本文上述中提出的Acrelcloud-1000設(shè)備運維系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)就是應(yīng)用了智能化技術(shù)的電力設(shè)備運維檢修系統(tǒng)，具有良好的智能化功能。以下是對Acrelcloud-1000電力設(shè)備運維檢修化系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

在Acrelcloud-1000電力設(shè)備運維檢修系統(tǒng)設(shè)計過程中，系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)設(shè)計非常關(guān)鍵，對于系統(tǒng)的運行也有非常關(guān)鍵的作用。系統(tǒng)主要包括：展現(xiàn)層、服務(wù)層、儲存層、傳輸層、感知層等多個層級，不同層級的應(yīng)用功能不同。

展現(xiàn)層主要是完成顯示功能和交互操作功能，設(shè)備使用人員根據(jù)運維檢修智能化要求完成設(shè)備運維以及檢修的線上操作，同時采集完成之后的信息也通過展現(xiàn)層展現(xiàn)。展現(xiàn)層也是客戶端，是實現(xiàn)功能的首要層級。

服務(wù)層是系統(tǒng)的工作服務(wù)支撐層級。支撐展現(xiàn)層實現(xiàn)各項工作，整個系統(tǒng)的核心控制模塊在此層級，為前端的顯示和操作提供核心技術(shù)，對于未來系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用也有關(guān)鍵的作用，并提升系統(tǒng)的應(yīng)用管控。

系統(tǒng)設(shè)計中，儲存層也是系統(tǒng)的核心層級，在系統(tǒng)的綜合設(shè)計應(yīng)用過程中，儲存層主要完成數(shù)據(jù)信息的儲存，并且通過數(shù)據(jù)庫來完成采集信息的數(shù)據(jù)對比，了解到數(shù)據(jù)信息的形式，為后來的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用和數(shù)據(jù)信息管理提供便利。

在傳輸層設(shè)計過程中，主要包括4G/5G 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計應(yīng)用等內(nèi)容，通過網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計，構(gòu)建系統(tǒng)的主要傳輸通道，實現(xiàn)信息傳遞、信息交互。

系統(tǒng)感知層設(shè)計也是完成系統(tǒng)的傳感數(shù)據(jù)信息采集設(shè)計，通過系統(tǒng)的良好的數(shù)據(jù)信息采集，確保系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用更加合理，提升感知層的應(yīng)用效果。在整個感知層設(shè)計中，主要包括無線計量裝置、溫度傳感器、濕度傳感器、計量表、智能電源等多項技術(shù)模塊，通過前端感知層的良好設(shè)計，確保電力設(shè)備運維檢修整體工作運行良好、實現(xiàn)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集。

3.2 系統(tǒng)硬件選擇

在Acrelcloud-1000電力設(shè)備運維檢修實施過程中，應(yīng)該完成各項硬件設(shè)備的良好選擇，通過硬件結(jié)構(gòu)的良好選擇，確保技術(shù)應(yīng)用更加合理。在本次系統(tǒng)硬件設(shè)備選擇過程中，主要包括多功能電表選擇、選擇Kvar、THDi 設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計中，無線計量裝置選擇AEW100計量裝置。T/O 模塊選擇為ARTU模塊。同時，為實現(xiàn)系統(tǒng)的保護(hù)功能，在系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用過程中，選擇AM 綜合保護(hù)裝置。系統(tǒng)溫濕度傳感器分別選擇WHD、ARTM 保護(hù)裝置，有利于系統(tǒng)在設(shè)備檢修運維中完成溫度信息和濕度信息的采集。系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)選擇2網(wǎng)4串/4網(wǎng)8串，現(xiàn)場可通過網(wǎng)口配置，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控以及數(shù)據(jù)信息傳輸[1]。

3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

在Acrelcloud-1000電力設(shè)備運維檢修實施過程中，還包括對其設(shè)備運維檢修功能設(shè)計，通過設(shè)備云維護(hù)檢修各項功能設(shè)計，實現(xiàn)各運維檢修工作[2]。

設(shè)備具有多種終端、多平臺訪問電力運維平臺，以表格、圖表、報表的形式可視化顯示數(shù)據(jù)的功能。

設(shè)備具有通過手機APP 執(zhí)行變電所巡視計劃、故障處理、交接班、設(shè)備臺賬等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站的設(shè)備巡視管理，促進(jìn)設(shè)備運行良好開展。

設(shè)備具有通過微信、短信、郵件的方式主動接收云服務(wù)推送的各類報警信息、派工信息，隨時隨地移動辦公的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的綜合應(yīng)用[3]。

通過對Acrelcloud-1000電力設(shè)備運維檢修系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)在實現(xiàn)智能化電力設(shè)備運維檢修過程中，也是應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感技術(shù)以及核心計算機技術(shù)的集成模式，能夠?qū)崿F(xiàn)故障告警、自動化數(shù)據(jù)采集等多項功能，較大提升了電力設(shè)備運維檢修的工作效率，對于設(shè)備的運行而言也有非常積極的作用。

4 人工智能技術(shù)在電力設(shè)備檢修中應(yīng)用發(fā)展

人工智能技術(shù)在電力設(shè)備檢修中應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)人力工作維護(hù)技術(shù)模式，對于現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展都有非常積極的作用。因此，在未來電力設(shè)備檢修工作中，還應(yīng)該加大力度研發(fā)電力設(shè)備檢修工作新模式[4]。

電力企業(yè)應(yīng)該注重技術(shù)研發(fā)、投入適當(dāng)?shù)馁Y金技術(shù)研發(fā)新式的智能化智能電力運維檢修系統(tǒng)。加強對新智能技術(shù)、新式系統(tǒng)的研發(fā)、應(yīng)用5G 網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等現(xiàn)代社會中的新式技術(shù)，促進(jìn)智能化電力運維系統(tǒng)的升級，也能夠提升電力設(shè)備運維檢修工作效果。

電力企業(yè)應(yīng)該快速完成新式人才培養(yǎng)。對于掌握智能化技術(shù)、了解智能化技術(shù)以及智能電力設(shè)備檢修系統(tǒng)的人才進(jìn)行培訓(xùn)和教育，鼓勵新式人才對電力設(shè)備檢修進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)，從而實現(xiàn)人工智能技術(shù)在電力設(shè)備檢修中新應(yīng)用。

未來，智能化電力系統(tǒng)、智能化電力企業(yè)是電力企業(yè)的發(fā)展主流方向。當(dāng)前，設(shè)計應(yīng)用的智能化電力運維檢修系統(tǒng)只是智慧電力的一個縮影。電力企業(yè)在當(dāng)前發(fā)展背景下，應(yīng)該盡快完成新人才的培養(yǎng)合理用，促進(jìn)人才研發(fā)新式技術(shù)，創(chuàng)新智能化管理模式，確保電力企業(yè)良好發(fā)展。