人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運維檢修中的研究及應(yīng)用

郭治平

摘要：近年來，人們生活水平越來越高，對電的應(yīng)用越來越廣泛，電力設(shè)備的運行狀態(tài)與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全密切相關(guān)。全面、準(zhǔn)確地掌握電力設(shè)備的內(nèi)外部多源數(shù)據(jù)，并通過科學(xué)的手段進行信息匯總和融合，從而對設(shè)備的運行狀態(tài)與變化趨勢做出準(zhǔn)確的評估和預(yù)測，并安排合理的運維檢修計劃，是整個電力系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟運行的關(guān)鍵前提和重要基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)（artificialintelligence，AI）在識別、預(yù)測、優(yōu)化、決策任務(wù)中的效率、精度、自學(xué)習(xí)能力等方面的發(fā)展和突破，為電力設(shè)備的運維檢修提供了一種全新的技術(shù)手段與研究思路。論文回顧了人工智能在輸變電設(shè)備運維檢修業(yè)務(wù)中的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀，按照數(shù)據(jù)層、算法層和應(yīng)用層逐級展開論述和分析，梳理了設(shè)備運維的相關(guān)數(shù)據(jù)情況及現(xiàn)存問題，指出了人工智能關(guān)鍵技術(shù)框架及各類算法的應(yīng)用特點與范圍，總結(jié)了各類典型運維場景中的人工智能應(yīng)用進展與困難，并提出了未來的重點解決思路，最后分析了人工智能技術(shù)應(yīng)用所面臨的問題，并對其發(fā)展趨勢進行了展望和建議。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);電力設(shè)備;運維檢修;應(yīng)用

引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)逐漸滲入到社會的各個行業(yè)當(dāng)中，越來越多的人們對人工智能技術(shù)開始抱有客觀和理性的認(rèn)識。如今的AI技術(shù)已經(jīng)進入到快速發(fā)展時期，智能化的應(yīng)用范圍越來越廣，目前我國各個方面對電力能源的需求越來越大，但是供電的質(zhì)量和可靠性仍未達到相應(yīng)的指標(biāo)，這促使傳統(tǒng)電網(wǎng)必須向更加可靠和安全的方向發(fā)展。在電網(wǎng)容量日益增大與電壓等級不斷提高的發(fā)展趨勢中，自動保護裝置也亟待向更加智能化的方向進行創(chuàng)新和發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的快速興起，智能電網(wǎng)的研究與應(yīng)用開始進入到電力工業(yè)發(fā)展的潮流階段，人工智能技術(shù)為電力系統(tǒng)的智慧化運行提供了重要的技術(shù)支撐，將現(xiàn)代AI技術(shù)成果的智能化、快速化和準(zhǔn)確化與電網(wǎng)的故障修復(fù)、電力自動化調(diào)度以及自動保護裝置結(jié)合起來，既可以保證電網(wǎng)運行的安全性和可靠性，又可以實時評估和分析電網(wǎng)中重要設(shè)備的運行參數(shù)，減少工作人員在巡檢過程的復(fù)雜程度。

1人工智能技術(shù)

人工智能主要是集合了自然學(xué)科與社會學(xué)科等相關(guān)科學(xué)，還包含了計算機學(xué)和語言學(xué)。人工智能主要包含了機械知識和計算機知識等領(lǐng)域。在社會不斷發(fā)展的今天，電力監(jiān)控系統(tǒng)沒有明顯的體現(xiàn)，如，高速度型、動態(tài)變化性以及瞬息萬變性。想要確保其能夠高效運行，就需要確保技術(shù)的安全性，并且還需要將電力監(jiān)控系統(tǒng)之中人工智能技術(shù)的運用加以完善，最終實現(xiàn)技術(shù)的統(tǒng)一。強調(diào)人工智能新元素的加入，就可以及時的更新電力監(jiān)控管理模式，最終實現(xiàn)多種智能化的監(jiān)控。人工智能對于監(jiān)控系統(tǒng)而言，主要包含了間隔層、中間層、站控層。間隔層是針對現(xiàn)場進行監(jiān)控的測控單元，這樣可以實時監(jiān)控變電站和配電所回路，然后針對數(shù)據(jù)進行對應(yīng)的收集處理，其主要包含了直流檢測單元、計算綜合保護以及變壓器溫度控制箱，電力監(jiān)控系統(tǒng)在得到智能技術(shù)的幫助之下，就能夠準(zhǔn)確的監(jiān)測電力參數(shù);中間層作為站控層和間隔層的連接之橋，通過人工智能技術(shù)，就可以實現(xiàn)彼此的溝通;站控層是監(jiān)控系統(tǒng)之中智能技術(shù)的應(yīng)用，電力監(jiān)控軟件的智能化控制就是利用站控層實現(xiàn)的。通過三層的架構(gòu)，能夠滿足實際的運行要求。

2人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運維檢修中的研究及應(yīng)用

2.1專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)繼電保護中主要運用于電力系統(tǒng)的故障診斷及勘測等對時間沒有太高要求的保護工作中。專家系統(tǒng)將人工智能從之前的純理論性的研究轉(zhuǎn)向了在實際工作中得以運用，是人工智能的一項重大突破。而無論專家系統(tǒng)在何種系統(tǒng)中得以運用都能夠有效地達到使繼電保護工作的工作效率得以提高的目的。專家系統(tǒng)在繼電保護中的工作原理，就是先將有關(guān)專家在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的相關(guān)知識與經(jīng)驗予以統(tǒng)一整理分析，之后使用計算機的相關(guān)程序來進行模擬專家的對于這些問題的分析與判斷，然后提出最終的解決方法。如用專家系統(tǒng)來排除故障，就可以將故障現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)及信息輸入到計算機，通過專家系統(tǒng)來對故障產(chǎn)生的原因進行分析與判斷，從而確定故障原因，維修人員就可以根據(jù)故障原因順利地解除故障，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。這樣一來可以方便工作人員尋找系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因，能夠及時采取有效的對策去解決問題。此外，通過利用這些規(guī)則還可以實現(xiàn)對繼電保護設(shè)計中的問題全方位分析，進而可以解決電力保護設(shè)計中的矛盾沖突。同時，專家系統(tǒng)也可在系統(tǒng)的整體繼電保護中得以運用，通過對整定原則、鑒別規(guī)則等的制定，從而對相應(yīng)的電力設(shè)備實現(xiàn)智能調(diào)整及智能維護。

2.2人工智能技術(shù)在日常操作方面的應(yīng)用

在電力企業(yè)的日常工作中，人工智能技術(shù)也發(fā)揮著重要的作用。在人力資源管理、日常控制和管理、制度考核等方面，人工智能技術(shù)的重要性比較突出。例如，企業(yè)管理者可以在電腦中通過操作人工智能設(shè)備來實現(xiàn)日常的管理工作。在操作界面上，人工智能系統(tǒng)相對簡單，操作過程快捷，功能也多種多樣。科學(xué)地應(yīng)用人工智能技術(shù)，使得電力自動化的綜合發(fā)展水平實現(xiàn)了突飛猛進的提升，在電力企業(yè)的日常工作中提高了工作效率，讓一系列復(fù)雜的工作變得一目了然。此外，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于電力自動化發(fā)展中，還可以輔助電力自動化的設(shè)計工作。這是因為人工智能就具備設(shè)計和優(yōu)化功能，在相關(guān)設(shè)計人員的指導(dǎo)下，通過電力自動化流程調(diào)整和功能優(yōu)化，結(jié)合以往的操作經(jīng)驗，可以極大簡化電力自動化的基本流程。隨著我國計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在電力自動化發(fā)展中，其完成了由手工設(shè)計到計算機設(shè)計的優(yōu)良跨越，并在一定程度上降低設(shè)計業(yè)務(wù)中的時間成本，其設(shè)計業(yè)務(wù)中的相關(guān)程序也不斷完善。電力自動化技術(shù)的未來發(fā)展離不開人工智能技術(shù)，我國電力事業(yè)將會更加重視人工智能技術(shù)參與自動化發(fā)展過程。

2.3人工智能在配電系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對于電力運維和檢修工作越來越繁重，增加電力設(shè)備，就會加大電力負(fù)荷配置優(yōu)化的難點。在當(dāng)前的配電系統(tǒng)之中應(yīng)用人工智能來進行實時監(jiān)控，就可以對于電力網(wǎng)絡(luò)實施運行的具體情況進行記錄與保存。同時也能夠產(chǎn)生對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)圖表，以便為檢修人員提供直觀的數(shù)據(jù)，從而掌握配電系統(tǒng)的實際運行情況。并且按照數(shù)據(jù)信息制定出經(jīng)濟的、合理的電力配送方案，并且按照用電規(guī)律以及實際情況，就可以合理的安排電力生產(chǎn)。這樣就可以滿足電氣設(shè)備與線路的錯峰使用，就可以減少電力配送過程中能源的浪費與消耗。通過人工智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以滿足電力設(shè)備電能損耗情況的對應(yīng)監(jiān)控，這樣可以減少不必要的損耗，同時也能夠為節(jié)能改造提供參考數(shù)據(jù)。人工智能應(yīng)用于配電系統(tǒng)監(jiān)控之中，就能夠滿足數(shù)據(jù)收集的精準(zhǔn)與高效，并且還能夠具有自動生成報表以及遠程抄表等對應(yīng)的功能，如此，就可以提供對應(yīng)的表格制定功能，也可以按照表格與數(shù)據(jù)來做好預(yù)算的準(zhǔn)確分析，并且基于實際的用電效率和成本，最終實現(xiàn)成本的管理與考核。

結(jié)語

未來，隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景將十分可觀。在社會對電力需求不斷增加的過程中，“智能電網(wǎng)”的應(yīng)用范圍也會越來越廣，智能機器人、無人機等各種人工智能產(chǎn)品未來將大量應(yīng)用到電力系統(tǒng)的運行和維護當(dāng)中。加快智能化電網(wǎng)的發(fā)展能夠提高我國電力系統(tǒng)的供電可靠性，使故障的發(fā)生率降低，并減少不必要的電力事故。由此可見，研究人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

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