變電運維中智能化技術的有效應用

廖衍琪，李美瑜

（國網陜西省電力有限公司西咸新區供電公司，陜西 西咸新區 712000）

0 引 言

新時期，電力企業需要完善現有的智能化運維體系，結合科學有效的智能化分析技術，革新當前的控制模式、控制流程，提高變電運維的智能化管理水平和效率。

1 變電運維智能化體系結構

電力企業借助智能化技術開展變電運維管理工作包含3 個結構層次，即過程層、間隔層以及站控層。過程層主要是實現對電力系統中開關量、變壓器、互感器以及各類斷路器設施的管控，須配合使用部分自動化設備組件，實現對整個過程層各項設備信息的全方位收集。間隔層主要是結合對應的二次設備管控，發揮出監測功能、保護功能。在變電運維管理過程中須將過程層與站控層借助間隔層進行有效連接互動。站控層主要是進行高效率的智能管理，包含智能通信、智能控制。整個站控層主要是以后端的智能化操作管理為基礎，實現設備監控、開關操作以及信息交互管控。因此，整個變電運維體系包含的智能化體系結構較為豐富多樣，在不同的控制層級均具備不同的功能屬性，在對整個變電運維智能化系統進行開發、打造的過程中，需要工作人員、技術人員參照對應的技術條例完善體系化管控[1]。

2 變電運維技術中智能化技術的優點

在變電運維管理活動中，利用智能化技術可全方位提高變電站運行的穩定性和可靠性。具體來說，借助對應的智能化技術可通過數字化控制的方式，在變電站運維管理過程中實時高效地分析各項調度指令以及操作指令，保證整個操作管理工作具備相應的穩定性。另外，在變電站系統中利用相關智能化技術也能夠轉變傳統的設備管理方法，實現對設備狀態的跟蹤控制。在此期間，電力企業可引進智能化的監測設備，對設備運行工況、環境條件進行高效監測、評定以及分析，結合智能化控制功能實現對設備狀態的高效檢測，保證整個設備系統處于正常、健康、穩定的運行狀態，提高整個體系的綜合運行穩定性。

除此之外，大部分電力企業在新時期均實現了自動化發展轉型，但是要想提高變電運維的自動化水平，則需要依托智能化技術做到對整個系統結構、各個分區的自主調節管控。在此期間，企業須構建設備智能化管理體系，在變電站管理過程中對設備的運行工況、參數、環境條件進行分析，結合自動化控制技術，在數字化變電站運維管理期間構建起分布式控制系統（Distributed Control System，DCS）管理模式、管理層級，結合分散式管控和集中式控制等多種方式，保證整個變電設備運維管理工作更加安全、穩定、可靠，同時借助對應的智能化技術促進變電自動化管理水平不斷提升。

3 變電運維技術中智能化技術管理

新時期，在對變電站設備進行管理控制的過程中須采取專業化的管理模式、管理辦法。工作人員、技術人員須對變電站中的各項管理模塊、管理機制，如檢修、維護進行嚴格控制。相關管理部門須委派專業人員對相關設備運行狀態進行實時監測、運維管控。但是，由于傳統的管理手段較為落后，技術水平較低，在設備管理期間往往采取分割管理的方式，極易導致運維作業出現漏洞。此外，在傳統管理模式下存在較為復雜的操作，同時運維人員的工作負荷較大，因此須做到對設備問題的有效排查[2]。

在對設備進行管控期間，企業可利用對應的智能化技術，結合智能管理理念完善系統控制、系統管理。在整個變電站系統中，可通過智能化技術幫助工作人員了解設備的運行工況，比如可通過溫度傳感器、振動傳感器以及對應的電力信號傳感器，對電流、電壓以及各項異常參數進行有效檢測、識別、判斷，幫助工作人員在檢修過程中大致了解整個設備的運行狀態，從而在后續管控活動中做到精確定位。除此之外，在當前的變電運維技術體系中，利用智能化技術不僅可實現對間隔層、站控層以及過程層的信息控制，還能夠在整個體系中實現多元化的信息交互，幫助運維人員與各層級人員進行交流溝通，從而在智能化管理過程中做到信息流通、信息互動，真正意義做到信息共享，使變電運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全新高度。不僅如此，還可通過訪問信息管控，結合層次化的數據控制系統，在變電運維期間做好全時段、全方位的跟蹤控制。

4 變電智能化管理存在的問題

在當前的變電站運維管理活動中使用的智能技術還存在欠缺，如大部分電力企業缺少成熟完善的運維管理體系、管理機制，工作人員在智能化管理活動中存在管理不到位的情況。加上在智能變電站巡視管理環節，相關工作人員未引起足夠重視，在管理活動中對各項信息未進行科學、高效使用，從而無法實時判斷其中存在的問題點。變電設備的故障問題雖然可通過人工智能系統快速檢測出來，但是由于缺少一套完善的設備檢修計劃、檢修標準，導致相關設備故障問題長時間無法得到根治處理。總體來說，在變電運維技術體系中進行智能化管控主要是實現對信息狀態的有效分析、判斷，結合對應的仿真系統、信息傳遞系統構建信息共享管理模塊，但是現有的管理模式仍然存在較大欠缺。相關工作人員須構建完善的控制體系，加大細節管控力度，從而提高管理水平和效率[3]。

5 變電運維中智能化技術的有效應用

現階段，利用智能化技術在變電運維管理過程中可做到對設備狀態的高效分析、判斷、控制，同時可借助相應的智能化技術完善對整個系統的運維保護。電力企業須借助科學有效的智能分析技術、智能裝備、智能工具，提高整個系統的綜合運行水平和效率。

5.1 對設備管理的要求

在變電站運維管理過程中，做到對設備問題的高效控制是重中之重。但是，大部分系統設備的專業化水平較高，工作人員在進行設備維護保養和設備故障檢修過程中由于缺少工作經驗，在實踐管控環節還存在欠缺，主要由電網單位專業人員或者設備廠商派遣的相關專業人士來開展設備檢修管理。此類管理模式、管理方法存在響應速度慢、周期長等問題，無法在短時間內快速恢復設備的運行狀態。

在變電運維管理過程中，相關工作人員的技術水平較低，在管理環節缺少科學有效的管理方式，給設備管理工作的開展帶來較大影響，無法提高變電運維管控效率，也會引發一系列風險隱患問題。在此情況下，電力企業可建立智能化運維管理系統、管理結構，如在對設備進行管理控制的過程中整合專家數據庫系統，對當前相關設備常見的故障隱患問題做出實時高效的判斷，指導相關工作人員按照對應的操作指示，結合標準化的管理模塊完成對整個設備系統的運維管控。在智能技術的加持下，相關專家數據庫系統可結合對應的魯棒分析，通過模擬評估、模擬判斷對各類非線性數據資料進行高效計算，為相關工作人員提供更加良好的設備檢修計劃、檢修建議，快速處理問題。此外，在對故障進行管理控制的過程中，借助智能化技術可結合傻瓜式的操作，有效減少專業人士和駐廠人員的工作負擔、工作量，盡可能在現場管理過程中做到快速響應。

針對部分無法實時高效處理的故障問題，也可通過智能化技術、智能化系統有效隔絕相關故障設備，避免事故影響范圍擴大，之后交由專業人士通過遠程管理、遠程控制的方法指導相關現場管理人員在短時間內快速檢修設備故障。因此，在當前變電運維智能化技術的加持下，結合智能專家數據庫系統，可幫助工作人員快速應對各種各樣的故障隱患，有效彌補作業人員工作經驗欠缺以及技術能力、技術水平低下所帶來的問題[4]。

5.2 信息采集管控

變電運維管理工作的核心在于實現對各類設備信息實時高效地提取使用。在此期間，電力企業須利用網絡技術、數字化技術、智能化技術，結合當前變電運維管理的現實需求，與第三方單位進行交流合作，對整個系統中的各模塊、各分支進行一體化信息控制，從而提高智能電網運維管理水平。在對電網系統進行智能化管控的過程中，電力企業須建立網絡技術保障機制，如建立傳感器模塊陣列，在每一個設備中植入對應的傳感器單元，實現對各類設備信息狀態的有效監測、評定。可根據當前電力系統檢修管理的實際需求，分析關鍵信息、關鍵數據的類型，以此來引進對應的傳感器設備，將傳感器設備安裝到對應的變電設備模塊，做到對設備信息狀態的高效監督與管控。在整個信息體系中須構建完善的信息傳輸陣列，對信息采集、信息傳輸、信息分析、儲存、控制以及指令發放進行一體化控制，從而做到快速響應、快速聯動。在此期間，工作人員可結合對應的智能化管理架構，建立多層級的功能模塊，保證信息流通傳遞更加科學、高效、安全、穩定。

5.3 智能互感器保護反應

在變電運維作業中，做到對故障問題實時高效的判斷控制必不可少。此時，電力企業須利用對應的互感器單元，做到信息控制、信息整合分析。具體來說，作業人員須利用相關智能互感器，在智能化分析管理過程中對數據傳輸、數據整合、數據控制進行科學化、精細化管控。在此期間，工作人員可通過光纖數據傳輸以及智能終端系統，結合5G 技術，在信息傳遞期間做到快速聯動、快速響應。智能互感器保護裝置主要是對出現的故障隱患問題做出快速、高效的響應。它與傳統機電保護裝置存在相似的功能，但是須保證智能互感器各類響應動作正確、合理，才能夠降低誤診的概率。工作人員可結合內部局域網絡系統做到對互感器狀態的有效監測，對由于拒動、誤動而產生的故障問題進行判斷。工作人員可通過人工智能系統分析智能互感器當前的運行狀態，對其電壓、電量進行實時判斷，通過魯棒分析，結合過往的歷史數據資料來評估相關智能互感器是否存在異常響動的問題，從而幫助工作人員在檢修環節快速鎖定故障點。因此，人工智能技術和大數據技術在智能互感器保護反應控制過程中主要是以提升其穩定性、精準性為核心。技術人員可通過人工智能系統，分析影響整個互感器結構穩定性的因素，借助對應的光學互感器和多元化的信息數據，分析其運行狀態是否滿足標準，比如可對波段畸變的問題進行高效評估分析，以此來對相關設備的運行狀態是否合理做出更加科學、有效的管控[5]。

5.4 智能化二次系統技術

二次系統在變電運維管理過程中具備獨特的控制功能，比如在低段控制領域具有較大優勢，借助相關系統可提升整個變電站運維的整體水平。在此期間，相關系統主要是引導智能設備完成精細化運維管控。例如，二次系統技術在當前SF6氣體絕緣母線以及開關柜的實踐應用中較為常見，相關技術結合智能化二次系統，聯系各終端，可實施一體化操作，做到對智能終端設備的實時高效引導，在管理過程中可提高整個系統結構的綜合運作效率。

5.5 智能化巡檢機器人

智能化巡檢機器人在當前變電運維智能化控制過程中的應用較為常見，主要是利用機器人視覺技術、紅外測溫，在故障處理過程中做到對相關數據信息的高效收集、整理。同時，利用相關巡檢機器人技術可做到對整個作業環節的高效控制，減少外界自然因素所帶來的影響。利用智能化巡檢機器人技術，結合中央處理器系統、大數據系統，可實現對圖片質量的高效控制。另外，可在巡檢機器人系統中增添對應的視頻圖像分析軟件，在對故障問題進行管理控制的過程中做到高效響應、高效控制。在此期間，也可通過搭載到巡檢機器人上的熱缺陷檢測裝備，借助紅外探測器，對當前變電運維系統中的觸點溫度和母線接頭的異常升溫狀況進行嚴格把控，做到詳細、深入的溫度對比，指導運維人員在管理控制過程中有針對性、有目的性地開展現場控制，提高管理水平。

6 結 論

電力企業須完善當前的變電運維智能化控制模式，優化控制流程，對新時期全新的管理循環、管理結構進行補充完善，從而提高電力企業的綜合管理水平和效率，減少在運維期間的工作量和工作成本，提高工作管理水平。