变电运维技术中的智能化技术分析

韦鹏伟

(广西新电力投资集团德保供电有限公司，广西 百色 533700)

0 引言

在我国电力行业飞速发展的背景下，智能电网逐步形成。截止目前，全国电网220 kV及以上电压等级输电线路长度及变电设备容量已达可观成绩。与此同时，特高压电网建设速度进一步加快，全球一流配电网建设速度也将进一步增加，变电站智能化改造、智能化运维成为新的发展趋势。对变电运维技术中的智能化技术进行分析具有非常重要的实践意义。

1 变电运维智能化技术的应用价值

我国地域广阔、物质资源丰富，且人口分布密度差距较大，对电力资源的需求各不相同，而不同的电力资源需求影响了电网的建设，对变电运行维护也造成了一定影响。尤其在我国崎岖地形地区或偏远山区的电网，对运行维护提出了较大的挑战，且存在较大的安全风险。传统无人值班子站的管理模式中设备数量繁多、规模庞大、装置类型不一、硬软件分配多种多样，极易因新入职工作者对子站详细情况不够熟悉而发生安全隐患[1]。而利用智能化技术，可以搭建变电站系统信息库，以内网服务器有机联结的形式，在区域形成局域网，将周边数千米的变电运行信息共享，更有效地整合、分配了运行维护资源。同时，通过智能化技术可以将变电系统与视频监控系统、天气预警系统等进行系统串联，进一步提高风险预警及把控能力，保障变电安全、稳定运行。

2 变电运维技术中的智能化技术及应用

2.1 机器人

变电运维智能机器人最初出现于19世纪90年代初期，可实现远距离遥控操作以及可见光检测电力设备负荷、运行温度。现代的变电运维机器人智能水平更加突出，可以在电网公司内部局域网支持下，以网络与机器人检测终端深度融合的方式，由机器人代替人工完成部分异常处理、倒闸操作辅助检查、设备巡视检查等。从某种程度上来看，变电运维智能机器人可视为一个“移动终端”，兼具红外温度检测、可见光检测、音频检测、图片与视频记录等功能。这一“移动终端”多运行于220 kV及以下电压等级变电站以及部分330 kV及以上电压等级变电站，负责将局域网将采集的信息传输至后台监控平台，由监控平台完成数据比对分析，得出设备运行状态评估报告(含文字、声音、图片、视频)。同时智能机器人系统可以将标准制度下的历史数据积累“学习”，不断提升数据分析、判断准确率，完成智能分析与策略规划。

从组成上来看，变电运维中的智能机器人包括后台监控平台、机器人本体及其附件、通信网络几个部分。其中后台监控系统主要是以C语言为基础开发的专用变电运行监控平台，可满足变电运行数据预先精确判断、精准剖析、指导实践要求；机器人本体及附件本质上是变电运行维护信息、数据直接采集终端，需要综合利用可见光摄像头、GPS导航系统、导轨、射频识别技术以及红外成像测温仪，完成设备温度精确检测以及环境信息收集。具体包括信息采集、移动承重平台、数据传输几个部分。其中信息采集主要是依托红外热像检测设备、可见光摄像头、音频采集设备完成信息感知与收集。而移动承重平台则可以通过云台与信息采集部分相连，满足信息非接触式收集需求，信息传输部分主要经无线网络与后台监控平台连接，完成数据与指令信息的双向传递；通信网络主要是将互联网与变电设备监测控制局域网融合对接，满足信息传输需求[2]。

从运行逻辑上来看，变电运行维护智能机器人整体包括后台监控平台系统、机器人本体两个模块，经无线网络信息交互设备将机器人基站系统、移动站系统相连，满足信息采集数据远距离输送、控制需求。同时在信息集中处理平台支持下，便捷接入电网专用生产控制局域网，与集中控制站点、运营监测中心、调度控制中心实现数据交互。

2.2 远程监控检测

远程监控检测系统是电网规模日益扩大、新扩建变电站数量不断增加背景下传统设备巡检方式升级的主要方向，也是视频监控、消防、入侵报警系统联动的表现，可以在新建变电站视频、环境监控系统支持下，对运行检测智能化管理软件、硬件进行升级，结合变电站设备运行维护业务需求以及现有运行维护流程，促使变电运行维护人员可以在机构内完成日常例行巡视检查作业，进而推进变电检修工作汇总剖析报表化、变电站安全保卫智能化、状态汇总分析科学化，促使变电运行效益稳定提升[3]。

从组网上来看，变电运维智能化远程监控检测系统支持二级组网，子站运检单元在变电站侧部署，负责告警联动、现场信息采集、自动与手动巡视检查、数据与告警上报等功能；监控中心主站系统则在地区电力运行监控检测中心内部署，负责数据汇总剖析、系统管控、报表输出与业务管理。整个系统执行“独立保活”方针，保证网络中断时系统独立运行，本地数据库负责数据、结果存储，网络正常时完成历史数据补充、双方向传递。

从功能上来看，系统总体可以划分为基本功能、高级功能，涵盖了设备监控智能化、变电站巡检智能化、系统自检几个方面。变电站基本安全保卫、辅助监控，每间隔5 d一次例行巡视检查(110 kV)，每间隔2 d一次220 kV变电例行巡视检查；在现有系统基础上扩展智能化应用，远距离电子运行检查，简化变电运行维护流程[4]。以110 kV变电为例，在智能化远程监控检测系统中可以在球机、燕窝传感器、摄像机、蓄电池电压内阻检测器等硬件的支持下，综合分析变压器油温表计、变压器档位、倒闸分合状态、室外球机、一次设备外观等参数，结合断路器SF6、储能状态、主变拾音、泄露电流检测结果，辅助判断设备状态。或者在温湿度传感器、球机、枪机、空调控制器、水浸传感器以及指示灯的支持下，完成主控室检查。

2.3 实景三维可视化装置

实景三维可视化装置是一种虚拟浸入式观测的可视化装置，其可以在现代化科学技术的支持下，与其他变电站数据相连接，获得一张可以在全部的电网范畴内管理的局域网，更加精确、快速、简便地进行技术检测、风险预警。实景三维可视化装置较之以往3D建模运维更加系统，可以依托统一的网络平台，完善数字化变电关键技术框架，仅需要专职工作者进入现场利用普通数码相机、地质勘察用无人机录制或摄取照片，进而经可视化软件完成加工处理，就可以轻松便捷地完成变电运行维护。

在实景三维可视化装置运行过程中，需要变电运行维护人员主动打破变电内部信息、数据壁垒，将各个站点信息孤岛有效联通，促使数据获取、分析、运用效率进一步提高。同时在主设备监视系统、辅助设备监控系统的支持下，实现对变电设备设施、综合环境的全方位、可视化监视，以便变电运行维护人员在不进入现场的情况下随时查看设备的实际运行情况[5]。此时，以往“先确定变电巡查清扫周期后定期开展地面保洁与墙面维护”的模式就可以变更为“先巡查卫生条件不合规变电站后通知物业组清扫”的模式，在维护辖区变电良好形象的同时，规避环境脏污速度快、清扫周期到达前灰尘累积威胁设备安全等问题的出现。如依托定位系统，在“可视化视频+”模式下，根据任务逐点位巡查监视，并利用装置自带的异常感知功能以及图像识别技术，对变电内全部关键部位进行监视，形成巡查监视报告后向指挥中心传递，在降低运行维护工作者工作强度的同时，促使巡视检查精度向更高水平发展。

在可视化研判变电隐患的基础上，利用实景三维可视化装置，还可以实现主动运行维护。即在大数据、深度学习等智能化技术支持下，挖掘传统分散、无序的数据，自动学习匹配，完成对变电运行状态的全方位分析。并根据变电智能化研究判定结果，调整重点变电部位特殊巡视检查频次[6]。同时根据重点变电部位缺陷、新投、异常情况，确定巡视形式，利用动态评估闭环管理方式提升变电运行维护前瞻性。如通过实景三维可视化装置查看设备实际状态与相关指示情况，结合一次设备电流、电压以及相关信息，综合判定内部情况，提前设置空调、风机、门禁等设备异常处理方案，在处理后远程跟踪处理情况，增设现场安全防线。

3 结语

变电运行维护是电力系统管理的重要内容，关乎电力系统运行效益。智能化技术的应用，可以进一步提高变电运行维护的效率、准确性，降低人员压力，为变电自主运行维护提供支持。因此，在变电运行维护过程中，应根据需要应用智能机器人、远程监控检测系统、实景三维可视化装置等设备技术，在保证变电运行维护各项工作正常开展的前提下，进一步提高变电运行维护的合理性、科学性、自动化水平，为变电的高效率、高质量运行提供支持。