智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用

洪騰飛，永 軍

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

0 引 言

目前，很多電力企業的變電站都在智能化技術應用方面進行了初步嘗試，獲得的成效十分顯著。研究智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用，對提升電氣企業的競爭力具有重要意義。

1 智能化技術的應用優勢

1.1 無需構建模型，操作簡單快捷

傳統的電氣工程自動化控制中，還不能全面、精準掌控相關機械設備。傳統控制模式下的控制對象不斷變化，因其變化的復雜性，在對相關控制對象實施自動化控制的過程中，需要構建相應模型，操作時會受到各種外在因素的限制，控制水平有限，控制精度無法達到理想效果。采用智能化控制技術，能夠在不構建模型的前提下，實現控制對象的精準控制，能夠在不受外界因素的影響下實現控制目標。

1.2 便于電氣自動化控制的調整優化

電氣工程自動化控制中應用智能化控制技術，有助于電氣系統調整和控制目標。在智能化技術的支持下，電力系統可以實現隨時隨地調控相關控制進度，真正實現自動化控制目標。電力工程的自動化控制中，開展工作時需要消耗大量人力、物力、財力，有很大的危險性和挑戰性，而采用智能控制技術能克服這些困難，在保證控制效果的前提下，降低企業的管理和運營成本，提升企業經營效益。借助智能化技術，電力工程企業能夠遠程控制電力系統，實現無人值守，通過智能操作，解決更多的自動化控制問題[1]。

2 智能化技術在電氣工程自動化控制中的具體應用

2.1 智能化在變電站設備智能自動處理中的應用

在變電站中，借助智能化技術可以實現一次設備智能順控系統的智能控制，實現刀閘程序化的遠程操作。以往刀閘操作時，所有的操作項目需要逐一下令、復誦，費時費力，現在可安全、自動完成擬票、校核、預演和執行等一系列操作，刀閘操作時間減少到1.5 min/組，效率提高了5倍，且站端無需擬寫監控操作票，操作過程無需頻繁匯報交流，人工成本節省50%。目前，智能化技術在變電站的一體化驗收中發揮了有效作用，以往驗收工作受通道開通時間的限制，需多方同時在線10天左右才能完成全站約5 000點的信號核對工作。目前，在通道開通前，利用系統完成站內信號核對驗收，將核對無誤的信號自動上傳給主站，調度主站的信號核對工作由傳統的每小時50點提高到每小時3 600點，5人配置降低至2人，用時只需1～2 h，極大提高了信息驗收質量和效率，實現了主分站綜自信息自動驗收。

變電站的二次設備運維中，采用智能技術能夠實現設備智能運維，便于所有典型操作智能自動處理。第一，壓板自動巡視。以往智能站壓板人工巡視一遍大約需要4 h，并難以避免漏巡、錯巡，現在實現了定時免人工自動巡視，巡視一遍僅需10 s，且投退錯誤后主動報警。第二，保護順控操作。以往智能站全部是人工手動一步步操作，效率低，易出現漏投退、錯投退，由于順序錯誤導致停電事故，現在只需點擊相應操作快捷鍵，系統自動實現保護操作，操作準確率為100%，操作效率提高了6倍[2]。智能技術在變電站設備控制中的成功應用，切實有效解決了現場工作存在的棘手難題，進一步提高了相關工作全過程管控的智能化、自動化水平，有效避免了誤操作，提升了電網本質安全保障能力，大幅度提升了工作效率，具備較大的工程應用價值，具有非常廣闊的行業前景。

2.2 智能技術在電力工程無人值守中的應用

當前，電力工程自動化控制中通過采用智能化技術，深入推進變電站輔助設備精益化管理，提高了運檢工作效率和現場安全管控能力。針對目前變電站內的視頻設備運行管理存在的問題，通過安裝智能化控制設備，即在變電站中安裝硬盤錄像機和攝像機，通過計算機控制系統實施控制，工作人員只需在寬敞明亮的運維控制室內，借助較大的監控顯示屏，即可實時查看各個變電站的監控視頻圖像。運維人員可以使用變電智能輔助視頻監控系統嚴密監控巡檢情況，及時制止并消除變電站中存在的安全隱患。應用智能化監控系統，可以實現設備和現場的實時監控，及時處理突發事件，根據實際情況，結合外部環境等因素，迅速判斷、決策和指揮。通過實時監控和視頻回放功能，可以有效管控重點設備，抽查作業人員的值守情況，避免工作中發生違章情況，監督、管控現場作業過程，減少安全操作風險，促進實現安全管理規范化、現場作業標準化和檢查整治常態化[3]。

借助智能化監控系統和相關設備，變電站能夠遠程巡視變電設備、設施，可以利用樓頂紅外熱成像儀，測溫主變套管、引線等設備，運維人員能夠直觀監測設備運行情況，保障電網安全運行的同時大大提升效率和效益。通過智能化、科技化手段，為重要活動保電、設備安全運行、人員規范作業和實時安全管理提供有效的技術支持，進一步提高智能運檢水平。

2.3 智能技術在電力巡檢中的應用

目前，智能巡檢機器人在電氣工程自動化控制中已經成功嘗試。借助智能化技術，機器人可以沿著預先設定的線路自動前進，在設備前自動停止，轉動頂部720°無死角高清紅外攝像頭，智能標記、識別設備，實現紅外測溫，測量完畢后前往下一個巡檢點，如果發現異常數據會自動報警，并存儲數據和圖片，形成電子化的巡檢報表。相對于傳統的人工巡檢來說，智能巡檢機器人可以將設備巡視工作細致化，能夠直接通過后臺傳輸相關數據，大大提高設備巡視的工作效率，非常適合當前的無人值守變電站，并為變電站實時掌握現場設備的運行狀況提供可靠和準確的數據[4]。

智能巡檢機器人的設計借助了可見光傳感器、紅外熱成像傳感器、局部放電傳感器，通過多種傳感器相融合，實現了視覺檢測、紅外測溫、開關柜局放測試、標記識別、遠程控制、智能分析、閘刀與開關狀態判別以及自主充電等功能。此外，其利用自身移動旋轉的功能，實現了設備區域無死角監控，幫助運維人員發現肉眼不易發現的問題，將設備隱患扼殺在搖籃中，并且可以在雨、雪等惡劣天氣開展設備特巡工作。智能巡檢機器人有很多人性化的智能設置，比如當前方有障礙時，會自動減速或停止，若前方阻礙時間較長會自動返回，并通知運維工作人員，每一輪巡檢任務完成后，都會自動到休息區域進行充電。電力工程自動化控制中使用智能巡檢機器人，不僅創新了運維模式，降低了運維人力成本，提升了電力設備巡視效率，而且大大提高了查找設備缺陷和故障的準確性、及時性，為用戶可靠用電提供有力保障。

3 智能化技術在電力工程自動化控制中的展望

隨著智能化技術的進一步發展，智能感知、智能材料、智能識別和檢測等技術在電力工程基礎設施監測、電力系統故障處理、安全運營等領域的應用將不斷拓展。人工智能技術在電網建設、經營、決策和管理等領域具有廣闊的應用前景，提高大電網駕馭能力，保障能源安全，推動經濟、社會發展[5]。

4 結 論

當前，智能化技術快速發展，電力工程自動化控制的發展趨勢勢不可擋。電力工程自動化控制中應用有效的智能化技術，有利于切實提升工程自動化控制水平。對此，相關電力工程企業在現有的智能化控制基礎上，積極探索創新，結合智能管控系統建設，推進電力工程的控制管理向智能化、實用化方向發展，力求在提高設備狀態管控能力和生產智能化水平方面取得卓越成果。