智能技术在变电站运行维护中的应用

2023-12-29高鹏

科学与信息化 2023年22期

高鹏

国网江苏省电力有限公司仪征市供电分公司江苏仪征 211400

引言

变电站运维技术是保证变电站安全稳定运行的关键，能够有效反馈变电站运行过程中遇到的各种问题，发现隐患，对促进中国电力工业的可持续发展具有重要意义。但目前来看，我国变电运维技术仍然处于发展的初期阶段，相关软件和硬件对比国际发达国家仍然存在较大差距。虽然在变电运维管理中应用了智能化技术，但实际取得效果仍然存在较大的上升空间，需进一步做好智能化技术应用分析，制定针对性技术应用方案，方可实现预期高质量发展目标。文章以此为前提，进行如下讨论。

1 变电运维中智能技术的特点

智能技术主要是利用计算机操作对相关设备进行精确控制和管理，应用范围广，可高度适应多个行业，值得在各个行业和领域大量推广应用。在变电站的运行维护中，变电站具有相应的线路控制需求，而智能技术具有较高的控制精准度，完全可以确保变电站的线路控制需求得到充分满足。而且智能技术的柔性较强，可以根据变电站内部不同仪器设备的运行状态对相关的控制运维系统进行适当调整，提高实际的运维效果。详细来说，智能技术在变电运维中的应用优势如下。①智能技术在变电站运行维护系统中的应用，可以实现机械控制设备的数字化，保证电力系统运行的稳定性，提高站内运行效率。在变电站实际运行和维护中，采用智能技术，可替代原有的数字控制器控制系统，根据各项调度指令进行相应操作，科学控制管理运维设备，确保系统操作执行具有较高的精确性和稳定性。此种方式有效弥补了以往传统管理模式的不足和缺陷，优化创新了设备管理模式和管理技术。要想使智能技术的使用功能进一步延伸扩大，工作人员只需要编写软件程序并对智能程序软件继续优化完善，并不需要对变电站中的设备进行调整更换，就可以实现控制系统的稳定操作，确保设备各项功能正常使用，有效提高变电站运维效率，显著降低运维中的成本投入。②将智能技术应用在变电站运维中能够自动化管理变电设备的维修保护过程，确保电力系统运行的稳定性和安全性，提高电力供应效率和质量。智能技术通过相应的传感器对环境情况和设备运行情况进行感应和识别，获取实际的设备运行数据，然后将各种数据自动上传到自动控制系统中，自动控制系统会根据实际情况执行操作相关指令。通过应用智能控制技术自动控制变电站的运维系统，能够减少人力资源投入，降低人工成本，还能够全面掌握变电站的运行情况，对整体设备进行优化管理，确保系统安全稳定运行。

2 智能技术在变电站运行维护中的应用策略

2.1 构建智能化信息保障体系

在当前智能化发展的背景下，可以将信息技术与变电站运维技术相结合，进而建立相应的变电站运维网络，从而全面提高智能变电站的信息传输效率和质量。同时，将信息化技术、网络化技术应用于智能变电的运维过程，能够提高整个系统的运行效率。此外，由于信息化技术的有效应用需要以物联网技术为基础，通过科学合理应用物联网技术能够搭建起实际的运行环境，从而实现环境扫描、设备装置定位。最后，将激光与红外线进行有效融合，能够对当前的运行环境进行识别、判断。

2.2 分析智能变电设备存在的异常问题

变电站智能设备在使用过程中，必然会出现一些问题。在此过程中，操作人员应及时发现故障，并对故障进行准确定位和认真分析，以正确识别故障类型。如果问题不大，可以通过检修来解决；如果问题比较严重，要及时进行汇报，同时要对问题现场进行控制，并收集有关数据，以便有关部门能根据问题的性质，采取相应的对策。同时，电力系统运行中存在的安全隐患也是急需解决的问题。为了防止事故的发生，可以采取I级临时措施，对变电站的运维工作做详细的记录，尤其是在变电站出现故障时，要对其原因和处理方法作详尽的记录，并根据所记录的内容对其产生的原因和规律进行分析，从而采取有效的预防措施。

2.3 远程智能管理系统应用

在智能化建设背景下，变电站开始采用视频监控系统、移动办公系统等各种辅助系统开展运维工作。但是，在系统间配合不紧密的情况下，依靠人员操作系统将导致运维人员承受较大的工作负担，导致变电站运行存在安全风险[3]。应用远程智能管理系统开展运维工作，可以通过运维中心二级组网实施远程管理。在变电站内各子站设置检验单元，全面收集变电站运行数据，在主站监控中心汇总分析，为运维活动开展提供支持。依靠智能化技术，即便网络发生中断，系统依然可以通过整理存储信息开展运维业务，加强设备状态监测和维护检验，辅助工作人员制定科学检修计划，以推动运维工作规范化开展。从系统功能来看，通过建设数据库实现各种系统联动，能够实现二维码管理、两票管理等核心功能。通过将设备引入监督控制系统可提高设备巡检质量，高效开展设备运维活动。在设备发生紧急事故时，可通过系统检查外观，利用子站检验单元收集现场数据信息。如果存在安全隐患需及时发动预警，实现保护装置联动控制，增强变电站的运行安全性。变电站配备独立保护系统，因此通过远程智能管理系统在本地存储信息，可以通过数据汇总、分析实现基础安保功能，监督系统自检等过程，提高变电站运维效率。

2.4 智能化继电器保护

首先，智能技术的应用有助于合理划分中继设备区域。虽然继电器可以保护电路，但是范围是有限的，采用智能技术可以调节区域，在继电器设备运行期间扩大保护范围，进而增强保护效果。其次，智能技术与继电保护功能结合后，有助于提升其后备能力，及时准确地识别故障与异常信号，提高反应能力，并制定与之匹配的保护措施，如开关控制等，由此增强智能化操控效果。此外，在以往继电器使用中，内部时间在控制传输环节始终固定，在信息传递时会产生时间消耗，由此形成时间误差，影响继电设备与互感器运行效果。利用智能化技术，可实时更新传输信号，确保整体信息与时间状态相同，使设备运行和控制更加准确、高效。在智能网络中，变电站内互感器可同时获取数据，在系统内交互，使数据更加准确。

2.5 智能机器人巡检

变电站巡检主要包括专项巡检、常规巡检、远程巡检等类型，在远程巡检中使用智能机器人，可以取得良好的效果。在实际应用中，可通过变电站辅助控制系统监控站内关键设备的工作环境、设备状态、温度控制系统等，并实时传输数据。机器人巡检可实现无人值班情况下，自动巡视高压设备，一旦发现异常就会及时传递信息。在机器人内部设置各类传感器，此类设备在运行时还会实时监督周围环境，并拍摄图像上传。机器人巡检系统包括基站、视频监视器、防火墙和外部系统等，在实际应用中，应格外注意以下问题：一是确保机器人所处位置能够将站内全部无线信号包含在内，且信号稳定，以全面发挥出机器人功能；二是保证机器人的各类辅助设备状态良好，包括温湿度传感器、风速测量、红外热像、视频装置等；三是确保机器人不同部件间的衔接稳固，无裂纹、锈蚀等现象，在发生异常情况后，需及时维修或更换；同时保证其内部备份部件完整，可实时采集相关数据并整合上传。

2.6 智能可视化装置应用

为了及时发现和处理变电站隐患，采用智能可视化装置对变电站进行智能化研究，可以在深度学习等算法的支持下挖掘数据信息，通过对变电站运行状况的全面分析，确定关键部位的检查频率，为运行维护活动的科学开展提供支持。装置采用虚拟浸入式观测技术，通过导入变电站数据可以建立三维可视化网络，帮助工作人员精准制定运维计划[4]。装置运行期间能够打破站点间的数据壁垒，实现主、辅监控系统联通，全方位监管变电运行环境，确保人员在未进入现场的情况下能够全面查看设备及周围情况。通过可视化管理督促值班人员做好环境清扫等工作，然后逐点巡查，利用图像识别等技术监视关键部位生成巡查报告，推动运维活动高精度发展。具体来讲，利用可视化装置确认设备实际状态，然后汇总系统采集到的一次设备电流、电压等信息，对变电部位展开综合判断。发现门禁、空调等设备存在异常时可以跟踪调查，并在现场设置安全防线，确保有效消除威胁设备安全的隐患。经常性确认重点变电部位情况，针对设备缺陷、异常出现的频次展开分析，制定科学的巡视方案，加强变电部位动态监管，并通过持续改进落实闭环管理要求。在智能化技术支撑下，仅需利用无人机等设备拍摄照片，即可通过可视化装置生成实景图像，辅助工作人员判断变电部位状态，制定科学运维决策，确保变电设备维持高质量运行。

2.7 全面推进变电运维业务精益化

在变电业务运维管理中，由于即将换岗的工作人员较为松懈，交接过程是大多数事故发生的主要原因。一方面，作业值班人员应加强对作业措施和方法的严格检查。全面了解交接过程中的变电设备，以确保各站内设备的实际运行状态完全符合有关标准。检查操作票内容完成情况、运维检修工作记录和运行中的危险点，针对人员流动和业务交接过程中可能出现的管理空白和衔接漏洞，分析评估关键环节，提前做好预控方案。另一方面，在交接过程中，交接人员需核对设备当时运行情况并进行记录，为其他人员在交接后迅速高效清楚运行状态做好准备。此外，在交接中交接双方人员应再次核对工况，当没有任何问题后方可进行交接班，并结合实际情况，明确业务流程和工作要求，确保工作不留空挡、运转有序高效，坚持同步原则，优化业务管理流程，根据工作情况变化，按照实际出发，健全规章制度。在对变电设备运行监管与维护、重点技改大修项目验收执行、变电站内隐患排查治理等业务进行科学化、精细化管控的基础上，为全面深化变电运维人员设备主人意识，在运维单位层面，可对运行班组人员进行绩效考核与工作质量考核，通过建立变电站设备主人绩效激励机制，根据个人能力、绩效结果实现各成员工资收入差异化分配，明确运维人员是运检标准的执行者、设备全寿命周期管理的落实者和设备运行状态的监管者，推进设备主人制有效落地。完善人员、技术、资金、装备等各项基本保障措施，为维系电力系统稳定运行夯实基础。

2.8 智能决策支持

以人工智能平台为基础，建立完善的设备和打标样标注数据库，逐步优化识别算法，通过信息建模、生产控制、评估分析等专业管理手段，运用人工智能、大数据分析、云计算等技术，深度挖掘设备潜能、延长设备使用寿命，提升资产利用效率，支撑资产精益化管理，对决策层提供数据分析、决策建议等功能，对业务操作层进行生产管控、提供技术支撑，显著提高生产领域管理精益化水平。

2.9 提升安全性和稳定性

针对变电站运行管理中存在的不稳定和不安全问题，提出了相应的改进措施。首先，在电力设备起动时，利用微型设备、电子技术，把波形和电压有效地集中起来，保证了一定时间内的电压稳定。其次，针对监控仪器的工作状态，一旦发现有问题，立刻进行处理，这是非常重要的。接着进行自我检查，对变电站、重要断路器进行全面的监测，一旦出现异常，就会发出报警，让运维人员在最短的时间内进行维护。最后，针对设备的故障，应根据设备类型，选用适合的检修方法，以确保在最短的时间内解决问题。