人工智能在配电网运维中的应用研究

人工智能在配电网运维中的应用研究

李冰

海南电网有限责任公司海口供电局

摘要：本文首先阐述了智能化配电网的意义，接着分析了智能运维管理的主要推广内容，最后对配电网智能化运维整体思路进行了探讨。

关键词：配电自动化；人工智能

引言：

伴随着以信息化和互联网通信为代表的第三次工业革命的兴起，电网的智能化也越来越多的应用于电力系统中，电网的智能化运行将成为运营商提高运营能力的主要途径。但是，随着设备数量的增加、电网复杂性的增加以及员工人数的增加，在外部电力体制改革环境下及内部粗放式管理成本难以压缩、收益不断缩小的背景下，电网公司必然会提高管理水平和生产效率。然而，传统的技术手段和管理模式无法实现电网企业的精益管理。

1智能化配电网的意义

目前电网企业采用由专门的运维人员定期检查的方法，会导致工作内容增加，完成电网的维护需要很长时间，效率低下。同时，配电结构复杂多样，单个员工很难使用标准及完成所有设备的运行维护。此外，很难避免一些运维人员缺乏责任感，而这种情况会在给电网运维过程造成负担。即使出现问题，也不会立即得到合理的处理。一旦发生严重故障，将对电网的输出产生不利影响。

因此，配电网智能运维的引入将显著提高运维效率，减少人为问题造成的不确定性故障。

2智能运维管理的主要推广内容

2.1实现配网故障自愈

差动应7用智能分布式自愈和主站自愈，重点推进配网自动化主站自愈建设，实现馈线组运行方式、自动开关位置状态和遥测电气值的综合显示。自动收集截面梁端点的警告消息，自动创建并强制执行最佳的远程自动更正策略，自动从中间压力管道中隔离故障段，并自动将非干扰段切换到自动更正。

2.2以“机器代人”实现配网巡视无人化

(1)促进智能配电装置的建设，在线监测配电装置的运行状况和操作环境，及时通知危害设备安全运行的异常情况，明确控制设备的状态和风险。主要状态监测包括变压器温度监测、SF6气罐气压、局部放电信号、电缆终端温度、DC系统电池运行信息监测、环境水位、烟雾、温度、湿度、门禁控制、小动物活动和智能门禁管理。

(2)在架空线路上进行无人机的电网巡逻作业。人力培训和设备配置完全涵盖在自主飞机巡逻范围内。基地至少有一至两架AOPA授权飞机，至少有两架无人机。飞机巡逻作业范围覆盖所有架空线路和设备，具备昼夜巡逻能力。引导红外热成像、三维激光雷达、超声波、图像识别缺陷等先进传感设备和技术进行多维精细巡查。

(3)应用智能电缆检测新技术。超低频介质损耗和带电局部放电试验等电缆状态检测方法的中试应用，电缆通道智能巡检机器人的研究与应用；采用分布式光纤传感器技术、关键电缆通道中超节能网络通信等技术，实时监控电缆连接温度、通道内气体组件、环境温度、湿度、打开盖板等信息，提高通道智能性和风险预警。

(4)通过智能技术实现智能运维，优化配电网巡检策略。实现智能化运维后，配电站人工周期巡检周期由1月1次调整为半年1次。

2.3实现配网网架结构智能分析

推广配电网框架的“智能诊所”信息平台，智能分析馈线组接线、站间和母线间接线、配电网自动化开关的分布、故障转移率等，综合单线图图模型和运行负荷数据，输出网架问题清单，指导网架完善项目建设，重点解决五大网架问题:电力安全事故、辐射线路单一、环网线路母线失压无法转移、线路分段不合理、接触点过多。

2.4实现配网运行方式智能优化

实施智能电网模块机器人实现电网自动计算、电力风险自动分析、安全事件智能评估、供电和智能分析，实现配电网模型优化的自动化，从而提高电网可靠性，降低事故事件等级，降低综合线损。

3配电网智能化运维整体思路

3.1配网设备全生命周期管理

依托实体ID技术和信息通信技术，实现配电设备项目储备、物资采购、设备大修、新设备投资、设备巡视、状态评估、设备抢修、设备退役的全过程管理。在此过程中，信息系统根据检查信息、设备状态信息和设备故障信息智能制定维护计划，并在新设备投入运行后自动同步设备运行名称、电气和设备参数、验收信息、地理信息等台账，实现配电台账的智能生成。从而满足配送精益管理要求，减轻业务人员图文账目的输入负担，提高配送网络数据的准确性和及时性。

3.2配网线路智能化巡检

配电线路智能巡检，架空线主要依靠无人机巡逻，根据巡逻计划智能设置无人机巡航路线，智能识别线路名称、杆号、设备类型等。在拍摄过程中，从各个方向和视角捕捉路线上的设备，并将图像信息发送到错误的人工智能控制模块。人工智能故障检测模块通过利用成像和机器学习技术检测故障，自动将包含故障检测结果的检测信息传输到信息系统，将故障图像与典型故障目录库中的故障图像进行比较。有线设备主要依靠红外、本地发射机等的直接检测。检测后，图像将智能地与地理信息和设备名称进行匹配，并生成包含检测数据的报告，这些数据将自动发送到信息系统。基于PDA的人工巡逻是一种辅助巡逻手段，它集成了设备账户信息和地理信息。巡检时，智能提醒巡检人员当前巡检线路名称、历史巡检记录、故障记录、维护记录等。巡逻结束后，更新巡逻记录数据库，并将巡逻信息发送到信息系统。

3.3配网设备主动运维

信息系统中应建立设备生命周期健康记录，并保存设备从调试开始的运行状态、检查记录、维护记录和故障记录。健康评分评估判断模块调用系统中所有设备的巡检记录、状态评估记录、维护记录和故障记录，并基于设备故障率机器知识与运行状态之间的关系创建动态运行状况评估模型。设备运行状况评估报告设备运行的可能性，并动态调整以适应整体系统的运行状况。该设备的初始健康评估设置为100%。评估时调用当前设备投入运行以来的全巡视记录、维护记录、故障记录、年度运行状态评估等信息，根据设备健康评分动态评估模型计算健康评分。健康评分低于设定阈值的设备开始主动运行和维护管理。自然语言处理技术用于处理设备文件信息、运行信息和电网调度信息，机器学习技术用于学习历史维修计划和项目储备方案，判断维修类型或项目储备类型。然后利用自然语言处理自动编制维修计划或项目储备，最后利用机器学习技术进行智能审批。

3.4配网故障智能化诊断

通过配网自动化建设、智能电表覆盖、无线专网和物联网技术，实现配网故障智能诊断系统与配网采集终端之间的信息交互，实现自动故障抢修定位。首先，配电网智能故障诊断系统通过深入学习以往故障中各采集终端和智能电表的电压和电流，建立故障信息知识库。当接收到调节故障信息时，主动启动信息采集，将采集到的电压和电流信息与故障信息知识库进行比较，确定故障区域，通过机器学习技术快速完成故障隔离和网络重构。当接收到用户的维修信息时，通过语音识别和自然语言处理技术自动定位维修用户对应的智能电表，启动主动呼叫测试。依次调用同一分支箱、同一低压线路但不同分支箱、同一变压器不同分支线路、不同变压器的智能电表，根据调用测试信息智能判断故障点。判断出故障区域后，将故障区域显示在地理信息地图上，利用自然语言处理技术将故障点的地理信息和故障信息发送给抢修人员。根据故障区域的智能电表文件信息，主动向用户推送故障信息，减少用户投诉，提升客户体验。

结束语：

目前智能研究处于碎片化、离散化的状态，智能应用还没有形成系统实用的方案。从实际情况来看，虽然电网企业在信息化建设和运维方面投入了大量的人力物力，但受到信息系统与服务的融合程度、业务系统之间的渗透程度和业务人员信息化技术水平的限制，智能应用也有限，导致效率低下。为此，电力系统工作人员必须不断积累实际经验，更新技术。同时，各国必须增加财政投资、创新管理做法、智能供电系统、不断发展智能配电和提高电网能效。

参考文献：

[1]人工智能技术在福建省电力营业厅中的应用探讨[J].上官霞.通讯世界.2018(01)

[2]架空输电线路智能机器人全自主巡检技术及应用[J].彭向阳,吴功平,金亮,王柯,王锐,宋晖.南方电网技术.2018(04)

[3]人工智能在电力系统中的应用[J].徐沐霖,邱涛.电子技术与软件工程.2019(08)