智能技術在變電站運行維護中的應用

高鵬

國網江蘇省電力有限公司儀征市供電分公司 江蘇 儀征 211400

引言

變電站運維技術是保證變電站安全穩定運行的關鍵，能夠有效反饋變電站運行過程中遇到的各種問題，發現隱患，對促進中國電力工業的可持續發展具有重要意義。但目前來看，我國變電運維技術仍然處于發展的初期階段，相關軟件和硬件對比國際發達國家仍然存在較大差距。雖然在變電運維管理中應用了智能化技術，但實際取得效果仍然存在較大的上升空間，需進一步做好智能化技術應用分析，制定針對性技術應用方案，方可實現預期高質量發展目標。文章以此為前提，進行如下討論。

1 變電運維中智能技術的特點

智能技術主要是利用計算機操作對相關設備進行精確控制和管理，應用范圍廣，可高度適應多個行業，值得在各個行業和領域大量推廣應用。在變電站的運行維護中，變電站具有相應的線路控制需求，而智能技術具有較高的控制精準度，完全可以確保變電站的線路控制需求得到充分滿足。而且智能技術的柔性較強，可以根據變電站內部不同儀器設備的運行狀態對相關的控制運維系統進行適當調整，提高實際的運維效果。詳細來說，智能技術在變電運維中的應用優勢如下。①智能技術在變電站運行維護系統中的應用，可以實現機械控制設備的數字化，保證電力系統運行的穩定性，提高站內運行效率。在變電站實際運行和維護中，采用智能技術，可替代原有的數字控制器控制系統，根據各項調度指令進行相應操作，科學控制管理運維設備，確保系統操作執行具有較高的精確性和穩定性。此種方式有效彌補了以往傳統管理模式的不足和缺陷，優化創新了設備管理模式和管理技術。要想使智能技術的使用功能進一步延伸擴大，工作人員只需要編寫軟件程序并對智能程序軟件繼續優化完善，并不需要對變電站中的設備進行調整更換，就可以實現控制系統的穩定操作，確保設備各項功能正常使用，有效提高變電站運維效率，顯著降低運維中的成本投入。②將智能技術應用在變電站運維中能夠自動化管理變電設備的維修保護過程，確保電力系統運行的穩定性和安全性，提高電力供應效率和質量。智能技術通過相應的傳感器對環境情況和設備運行情況進行感應和識別，獲取實際的設備運行數據，然后將各種數據自動上傳到自動控制系統中，自動控制系統會根據實際情況執行操作相關指令。通過應用智能控制技術自動控制變電站的運維系統，能夠減少人力資源投入，降低人工成本，還能夠全面掌握變電站的運行情況，對整體設備進行優化管理，確保系統安全穩定運行。

2 智能技術在變電站運行維護中的應用策略

2.1 構建智能化信息保障體系

在當前智能化發展的背景下，可以將信息技術與變電站運維技術相結合，進而建立相應的變電站運維網絡，從而全面提高智能變電站的信息傳輸效率和質量。同時，將信息化技術、網絡化技術應用于智能變電的運維過程，能夠提高整個系統的運行效率。此外，由于信息化技術的有效應用需要以物聯網技術為基礎，通過科學合理應用物聯網技術能夠搭建起實際的運行環境，從而實現環境掃描、設備裝置定位。最后，將激光與紅外線進行有效融合，能夠對當前的運行環境進行識別、判斷。

2.2 分析智能變電設備存在的異常問題

變電站智能設備在使用過程中，必然會出現一些問題。在此過程中，操作人員應及時發現故障，并對故障進行準確定位和認真分析，以正確識別故障類型。如果問題不大，可以通過檢修來解決；如果問題比較嚴重，要及時進行匯報，同時要對問題現場進行控制，并收集有關數據，以便有關部門能根據問題的性質，采取相應的對策。同時，電力系統運行中存在的安全隱患也是急需解決的問題。為了防止事故的發生，可以采取I級臨時措施，對變電站的運維工作做詳細的記錄，尤其是在變電站出現故障時，要對其原因和處理方法作詳盡的記錄，并根據所記錄的內容對其產生的原因和規律進行分析，從而采取有效的預防措施。

2.3 遠程智能管理系統應用

在智能化建設背景下，變電站開始采用視頻監控系統、移動辦公系統等各種輔助系統開展運維工作。但是，在系統間配合不緊密的情況下，依靠人員操作系統將導致運維人員承受較大的工作負擔，導致變電站運行存在安全風險[3]。應用遠程智能管理系統開展運維工作，可以通過運維中心二級組網實施遠程管理。在變電站內各子站設置檢驗單元，全面收集變電站運行數據，在主站監控中心匯總分析，為運維活動開展提供支持。依靠智能化技術，即便網絡發生中斷，系統依然可以通過整理存儲信息開展運維業務，加強設備狀態監測和維護檢驗，輔助工作人員制定科學檢修計劃，以推動運維工作規范化開展。從系統功能來看，通過建設數據庫實現各種系統聯動，能夠實現二維碼管理、兩票管理等核心功能。通過將設備引入監督控制系統可提高設備巡檢質量，高效開展設備運維活動。在設備發生緊急事故時，可通過系統檢查外觀，利用子站檢驗單元收集現場數據信息。如果存在安全隱患需及時發動預警，實現保護裝置聯動控制，增強變電站的運行安全性。變電站配備獨立保護系統，因此通過遠程智能管理系統在本地存儲信息，可以通過數據匯總、分析實現基礎安保功能，監督系統自檢等過程，提高變電站運維效率。

2.4 智能化繼電器保護

首先，智能技術的應用有助于合理劃分中繼設備區域。雖然繼電器可以保護電路，但是范圍是有限的，采用智能技術可以調節區域，在繼電器設備運行期間擴大保護范圍，進而增強保護效果。其次，智能技術與繼電保護功能結合后，有助于提升其后備能力，及時準確地識別故障與異常信號，提高反應能力，并制定與之匹配的保護措施，如開關控制等，由此增強智能化操控效果。此外，在以往繼電器使用中，內部時間在控制傳輸環節始終固定，在信息傳遞時會產生時間消耗，由此形成時間誤差，影響繼電設備與互感器運行效果。利用智能化技術，可實時更新傳輸信號，確保整體信息與時間狀態相同，使設備運行和控制更加準確、高效。在智能網絡中，變電站內互感器可同時獲取數據，在系統內交互，使數據更加準確。

2.5 智能機器人巡檢

變電站巡檢主要包括專項巡檢、常規巡檢、遠程巡檢等類型，在遠程巡檢中使用智能機器人，可以取得良好的效果。在實際應用中，可通過變電站輔助控制系統監控站內關鍵設備的工作環境、設備狀態、溫度控制系統等，并實時傳輸數據。機器人巡檢可實現無人值班情況下，自動巡視高壓設備，一旦發現異常就會及時傳遞信息。在機器人內部設置各類傳感器，此類設備在運行時還會實時監督周圍環境，并拍攝圖像上傳。機器人巡檢系統包括基站、視頻監視器、防火墻和外部系統等，在實際應用中，應格外注意以下問題：一是確保機器人所處位置能夠將站內全部無線信號包含在內，且信號穩定，以全面發揮出機器人功能；二是保證機器人的各類輔助設備狀態良好，包括溫濕度傳感器、風速測量、紅外熱像、視頻裝置等；三是確保機器人不同部件間的銜接穩固，無裂紋、銹蝕等現象，在發生異常情況后，需及時維修或更換；同時保證其內部備份部件完整，可實時采集相關數據并整合上傳。

2.6 智能可視化裝置應用

為了及時發現和處理變電站隱患，采用智能可視化裝置對變電站進行智能化研究，可以在深度學習等算法的支持下挖掘數據信息，通過對變電站運行狀況的全面分析，確定關鍵部位的檢查頻率，為運行維護活動的科學開展提供支持。裝置采用虛擬浸入式觀測技術，通過導入變電站數據可以建立三維可視化網絡，幫助工作人員精準制定運維計劃[4]。裝置運行期間能夠打破站點間的數據壁壘，實現主、輔監控系統聯通，全方位監管變電運行環境，確保人員在未進入現場的情況下能夠全面查看設備及周圍情況。通過可視化管理督促值班人員做好環境清掃等工作，然后逐點巡查，利用圖像識別等技術監視關鍵部位生成巡查報告，推動運維活動高精度發展。具體來講，利用可視化裝置確認設備實際狀態，然后匯總系統采集到的一次設備電流、電壓等信息，對變電部位展開綜合判斷。發現門禁、空調等設備存在異常時可以跟蹤調查，并在現場設置安全防線，確保有效消除威脅設備安全的隱患。經常性確認重點變電部位情況，針對設備缺陷、異常出現的頻次展開分析，制定科學的巡視方案，加強變電部位動態監管，并通過持續改進落實閉環管理要求。在智能化技術支撐下，僅需利用無人機等設備拍攝照片，即可通過可視化裝置生成實景圖像，輔助工作人員判斷變電部位狀態，制定科學運維決策，確保變電設備維持高質量運行。

2.7 全面推進變電運維業務精益化

在變電業務運維管理中，由于即將換崗的工作人員較為松懈，交接過程是大多數事故發生的主要原因。一方面，作業值班人員應加強對作業措施和方法的嚴格檢查。全面了解交接過程中的變電設備，以確保各站內設備的實際運行狀態完全符合有關標準。檢查操作票內容完成情況、運維檢修工作記錄和運行中的危險點，針對人員流動和業務交接過程中可能出現的管理空白和銜接漏洞，分析評估關鍵環節，提前做好預控方案。另一方面，在交接過程中，交接人員需核對設備當時運行情況并進行記錄，為其他人員在交接后迅速高效清楚運行狀態做好準備。此外，在交接中交接雙方人員應再次核對工況，當沒有任何問題后方可進行交接班，并結合實際情況，明確業務流程和工作要求，確保工作不留空擋、運轉有序高效，堅持同步原則，優化業務管理流程，根據工作情況變化，按照實際出發，健全規章制度。在對變電設備運行監管與維護、重點技改大修項目驗收執行、變電站內隱患排查治理等業務進行科學化、精細化管控的基礎上，為全面深化變電運維人員設備主人意識，在運維單位層面，可對運行班組人員進行績效考核與工作質量考核，通過建立變電站設備主人績效激勵機制，根據個人能力、績效結果實現各成員工資收入差異化分配，明確運維人員是運檢標準的執行者、設備全壽命周期管理的落實者和設備運行狀態的監管者，推進設備主人制有效落地。完善人員、技術、資金、裝備等各項基本保障措施，為維系電力系統穩定運行夯實基礎。

2.8 智能決策支持

以人工智能平臺為基礎，建立完善的設備和打標樣標注數據庫，逐步優化識別算法，通過信息建模、生產控制、評估分析等專業管理手段，運用人工智能、大數據分析、云計算等技術，深度挖掘設備潛能、延長設備使用壽命，提升資產利用效率，支撐資產精益化管理，對決策層提供數據分析、決策建議等功能，對業務操作層進行生產管控、提供技術支撐，顯著提高生產領域管理精益化水平。

2.9 提升安全性和穩定性

針對變電站運行管理中存在的不穩定和不安全問題，提出了相應的改進措施。首先，在電力設備起動時，利用微型設備、電子技術，把波形和電壓有效地集中起來，保證了一定時間內的電壓穩定。其次，針對監控儀器的工作狀態，一旦發現有問題，立刻進行處理，這是非常重要的。接著進行自我檢查，對變電站、重要斷路器進行全面的監測，一旦出現異常，就會發出報警，讓運維人員在最短的時間內進行維護。最后，針對設備的故障，應根據設備類型，選用適合的檢修方法，以確保在最短的時間內解決問題。

3 結束語

總而言之，變電站運維技術的智能化管理是電力系統的發展方向，它不僅能夠保持變電站的正常運行和維護，還能保證變電站運維技術的專業安全。目前變電站智能控制技術，雖然有一些不足之處，但總體來說，仍然有著巨大的優勢，只要不斷地提高工作人員的技術水平，不斷地解決和優化問題，將會大大提高變電站的運行效率。