人工智能技術的變電運維軟件設計與研究

國網甘肅省電力公司 任毅華

北京科東電力控制系統有限責任公司南昌仿真工程中心 萬志遠

深圳市深鵬達電網科技有限公司 呂 東

變電站設備的運行和維護是變電站操作員的主要任務之一。開展設備巡檢，可以解決設備隱患，降低運行維護成本，也是變電站的主要工作。利用現有資源，對變電設備進行合理運維，對企業經濟的發展至關重要。隨著社會的進步，人們對電力需求大幅增加。電網公司的運行成本與經濟效益也在逐漸受到影響，運維時間長短對變電設備的影響逐漸凸顯。傳統變電運維通過巡檢人員的檢查，完成運維，以人工為主，運維時間較長，導致變電設備的用電矛盾日益加重并惡化。當用電故障發生時，巡檢工作量急劇增加，對變電設備的運維更加艱難，運維工作效率逐漸降低。

為此，本文利用人工智能技術將變電運維軟件進行精益化，將人工運維轉變為人工智能軟件運維，縮短運維時間，保證變電設備的正常運行。就當今的電力環境來講，變電設備差異化運維尚處于起步階段，人工智能技術的推廣和發展將提高變電設備的運維效率，保障設備長期穩定運行，對電力企業的發展具有現實意義。

1 基于人工智能技術設計變電運維軟件

1.1 建立變電運維功能模塊

變電運維軟件設計中，功能模塊的設計至關重要，本文在此項設計中，以實時性為主，將運維軟件的位置信息和移動軌跡實時展現，保證設備運維的精準性。本文將變電設備的運行情況及其在監控室內操作環境進行限定，在軟件的操作界面上標記出主要運維區域與次要運維區域，通過變電設備在軟件操作界面的位置信息，對變電設備的行駛軌跡進行快速精準地把握。此外，變電設備周圍的電場強度是運維主要的監測指標。當變電設備處于故障狀態時，在軟件的功能模塊界面進行警示，對現場檢修人員的安全性作出了保障。本文設計的變電運維功能模塊將運維軟件的行駛軌跡與作業地點記錄在冊，并存儲于數據庫中，通過管理人員對歷史運維的檢查，歷史數據可以對變電設備的運維狀態進行了解，為設備保護提供便捷條件，進而縮短設備運維時間。

1.2 基于人工智能技術的變電運維管理方法

人工智能技術是一種以信息互聯網技術為核心的智能技術。在變電站設備正常運行期間，無論是變電管理模式中的控制層還是流程管理層，都需要對運行信息進行采集與交換，通過電力運行和維護過程中產生的數據信息，構建信息化人工智能技術的管理方法，實施智能電網的運營。

變電領域存在眾多的運行數據，在人工智能技術的應用下，對變電站進行運營維護，可以保證管理下的設備運行數據得到實時監測，將變電運維的管理工作實行的更加全面。將人工智能技術與設備運行管理相結合，對變電站設備的運行狀態進行實時跟蹤。一旦設備在運行期間出現故障，將借助人工智能技術，自動發送維修請求，實現智能運維，可以有效提高變電設備管理的效率。

在使用人工智能技術進行運維管理之前，變電站設備管理工作通常都是由變電站維修管理人員進行管理，一般都是設備出現運行故障造成一定損失之后，對變電站運行造成影響才會追根溯源找到變電設備故障原因，這種管理模式在技術上存在一定的局限性，為變電站日常維護增加一定困難。采用人工智能技術應用到變電運維管理中后，設備的運行數據會實時發送到控制中心，設備運行狀態始終能夠得到智能監測，實現智能化的運維和管理。

1.3 設計變電運維軟件監測數據庫

目前，幾乎所有的軟件開發都離不開數據庫的設計，在一定程度上決定了軟件的監測性能，因此數據庫的設計重中之重。本文以Oracle數據庫為標準，保證數據庫設計的安全性與穩定性。在安裝和熟悉的操作界面方向上，監測性能更佳。在Windows 平臺上，Oracle數據庫是一個平衡點，考慮到數據庫的數據存儲容量，本文采用MySQL進行數據存儲。并利用C與C++語言開發，保證數據庫的兼容性。此外，本文通過Java、C#、VB等工作接口，實現歷史數據的實時查詢。具體數據庫如表1所示。

如表1所示，通過Id、TaskName、TaskNum、WorkMode、Status、Timestamp等字段的設計，保證可以保證變電設備的運維環境在正常情況下，由此得出hat_worker_relation表如表2所示。

表1 task數據庫表

如表2所示，為本文設計的變電設備運行數據庫，通過數據庫的設計，可以最大化地保證變電設備的運維條件與運維環境，保證運維時間可以適應電力發展環境。

表2 hat_worker_relation表

2 實驗

為了驗證本文設計軟件是否具有真實性，本文對此軟件進行實驗，實驗過程及結果如下所示。

2.1 實驗過程

在實驗前，本文對變電運維事故類型進行分析，事故類型如表3所示。

表3 事故類型

如表3所示，一般情況下，事故類型與變壓器、線路、母線等設備有關，在各個變電器設備內部與外部會出現瞬時或永久性事故，對設備造成較大的影響。將以上變電設備通電后，進行實驗，實驗結果如下。

2.2 實驗結果

在變電設備的各項條件一致的情況下，將傳統變電運維軟件與本文設計的變電運維軟件的運維時間作對比，結果如表4所示。

表4 兩種軟件運維時間對比表

如表4所示，傳統變電運維主要依靠人工進行，運維時間通常超過10h，運維時間較長，對變電設備的傷害極大，無法適應當前電力發展環境；而本文設計的變電運維軟件是在人工智能技術的基礎上進行的，其運維時間始終保持在4h以內，運維時間較短，可以在不傷害變電設備的前提下，完成設備的運行與維護，可以適應當前電力發展環境，符合本文研究目的。

結束語：運行與維護是變電設備的安全保障，變電設備的運維時間關系到變電設備的使用壽命。在電力迅猛發展的大環境下，變電設備運維是重中之重，對電網企業的經濟發展至關重要。傳統變電運維以人工為主，無法適應當前社會的快節奏生活，隨著人工智能技術的研發，本文將其應用于變電運維軟件中，可以縮短運維時間，最大程度地保證變電設備的使用壽命，為電力發展創造條件。