抽水蓄能電站設備智能化關鍵技術及發(fā)展趨勢分析

李美玲

【摘要】科技的不斷發(fā)展帶動著技術和新方法在各個領域的應用，進一步促成了所研究領域朝著智能化、自動化和標準化方向發(fā)展。因此，在“三型兩網(wǎng)”的背景之下，抽水蓄能電站設備智能化的需求越來越明顯，并且成為抽水蓄能電站的重要研究課題，國內相關單位都對此開展了相應研究。本文首先對抽水蓄能電站設備智能化關鍵技術進行論述，之后對抽水蓄能電站智能化技術方案進行系統(tǒng)全面闡述，并對發(fā)展趨勢提出自己的見解，僅供讀者參考。

【關鍵詞】邊緣計算;抽水蓄能電站;人工智能;發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今，電網(wǎng)對抽水蓄能機組的要求越來越高，主要體現(xiàn)在響應速度、運行方式、安全等級等方面，要求切實提高自身的全面建設和運營水平。傳統(tǒng)的機電設備主要用于解決設備控制流程、控制邏輯等問題，傳統(tǒng)設備體現(xiàn)的是電站整體的運作情況，無法對設備的運行情況做出分析，無法實時監(jiān)測設備及系統(tǒng)的運轉是否良好、是否有零件磨損等，智能抽水蓄能電站克服了傳統(tǒng)機電設備的不足之處，為電站的運行實施提供數(shù)據(jù)監(jiān)測，并且同時具備診斷和預報警功能，最大程度滿足當前對于電站的發(fā)展需求。

和民用設備相比，抽水蓄能電站設備的智能化進程對于安全方面的要求更高，這也是目前我國抽水蓄能電站設備智能化剛剛起步的重要原因。在“三型兩網(wǎng)”的背景之下，抽水蓄能電站設備智能化的需求越來越明顯，并且成為抽水蓄能電站的重要研究課題，國內相關單位都對此開展了相應研究。要想將抽水蓄能電站設備智能化推廣發(fā)展下去，還需要相關部門不斷探索、研究。

1、抽水蓄能電站設備智能化關鍵技術

1.1物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是目前核心技術之一，作用是實現(xiàn)萬物的相連，同時物聯(lián)網(wǎng)技術是實現(xiàn)抽水蓄能電站智能化過程中所必不可少的，物聯(lián)網(wǎng)技術將許多種傳感器設置在設備的相關節(jié)點上，這一環(huán)節(jié)是用來采集監(jiān)測信息，采集的數(shù)據(jù)信息具有時間上的一維性和空間屬性，精確的將設備的現(xiàn)實活動通過數(shù)據(jù)映射到網(wǎng)絡上。從而實現(xiàn)信息的匯總、篩選、分析，發(fā)掘新的價值。物聯(lián)網(wǎng)技術是實現(xiàn)信息傳遞、信息交流的關鍵技術。

1.2邊緣計算技術

抽水蓄能電站主要是通過邊緣技術計算來完成設備信息的采集工作，進而進行數(shù)據(jù)和信息的存儲，因此，邊緣計算技術也是實現(xiàn)設備智能化的重要技術之一，邊緣計算技術還可以應用于診斷設備是否出現(xiàn)故障，或者進行趨勢分析，邊緣計算技術為設備的檢修和維護工作提供了強有力的支撐。

抽水蓄能電站智能設備在完成邊緣計算之后，便增強了遠程管理、物理安全等方面的優(yōu)勢。邊緣計算技術的自身優(yōu)勢可以在設備上實時查看動態(tài)，不受時間和地點的限制，大大的簡化了遠程監(jiān)控和管理。

1.3人工智能技術

人工智能簡稱AI，它屬于計算機科學門類，是一種可以用人類類似的方式做出動作和反映的智能機器，人工智能領域研究的內容很多，其中包括語言識別、圖像識別、機器人等。人工智能是目前人類智能模擬的高端技術，隨著科技的發(fā)展，我國的抽水蓄能電站中將引用人工智能技術，這對于抽水蓄能電站設備智能化的推進是一項重要舉措。

1.4人機交互技術

人機交互（Human-Computer Interaction，HCI）是關于設計、評價和實現(xiàn)供人們使用的交互式計算機系統(tǒng)，人運用輸入設備給機器輸入相關的信息，進而回答問題或者提示請示，人機交互技術主要分為人與設備互動和設備之間的互動，其特點如下：首先，使人機互動更加高效，信息的展示與發(fā)布更加的快捷，管理人員能夠在第一時間獲取信息。其次是該技術以智能網(wǎng)絡為基礎，能夠實現(xiàn)抽水蓄能電站中的多項互動，如設備之間、系統(tǒng)之間、設備與系統(tǒng)等的聯(lián)動，推動信息的交互與共享。

2、抽水蓄能電站設備智能化方案探討

2.1解決思路

對于一個完整的智能型水電站而言，它是具備從信號采集到智能管控的完整體系，智能型水電站很大程度上依賴于數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的完整性是是電站智能化程度的重要指標，因此，在抽水蓄能電站設備智能化的前期工作需要將信號數(shù)據(jù)量、信號采集設備、處理設備等有一個總體的把控。

建設智能型抽水蓄能電站前期要對各個層次智能化設備的技術發(fā)展進行研究：傳統(tǒng)設備的局限性在哪，智能設備的優(yōu)越性是什么，如何將智能設備與傳統(tǒng)電子設備有機結合，結合后對于監(jiān)控系統(tǒng)會產(chǎn)生什么樣的影響等。當前國內個別抽水蓄能電站廠商已經(jīng)取得了一定進展，因此在了解網(wǎng)絡結構和通信協(xié)議的前提下，從當前需求出發(fā)，密切關注智能化技術的發(fā)展狀況，才能將抽水蓄能電站設備智能化的研究繼續(xù)向前推進。

2.2重點工作

設備智能化的發(fā)展不是一蹴而就的，是一個循序漸進的過程，抽水蓄能電站的工作重點在于關注主要機電設備如：發(fā)電電動機、水泵水輪機、GIS設備的智能化發(fā)展，將邊緣計算技術和物聯(lián)網(wǎng)技術融合在設備和系統(tǒng)中。打造具有測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動化的智能設備或系統(tǒng)。

2.3典型框架

國家電網(wǎng)有限公司關于物聯(lián)網(wǎng)建設的提出，邊緣計算被提升到戰(zhàn)略地位，并且在抽水蓄能電站的設備智能化體系中的作用日益顯著，邊緣計算擁有顯著的自身優(yōu)越性，首先是靠近數(shù)據(jù)源，使得數(shù)據(jù)的獲取更加快速和便捷，具有時效性，其次是延時短，具備快速的反應能力，最后一點是為數(shù)據(jù)的安全性提供了保證，邊緣計算技術是為了滿足“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的需求而出現(xiàn)的，因此，邊緣計算技術也是“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的核心技術。

3、抽水蓄能電站設備智能化的發(fā)展趨勢探究

隨著人工智能技術的不斷成熟，打破傳統(tǒng)機電設備的設計禁錮，將抽水蓄能電站中融合自動化智能技術是一顯著趨勢。智能設備因其自身的優(yōu)越性，能夠更加快捷、準確的處理相關命令。具體分析之后，總結出抽水蓄能電站智能化設備的未來發(fā)展趨勢大致分為以下幾點：

3.1可觀測性

抽水蓄能電站通過計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對設備系統(tǒng)的實時監(jiān)測，并且對整個生產(chǎn)全過程各環(huán)節(jié)起到監(jiān)控作用。從時間和空間上對信息進行采集與整理，為抽水蓄能電站的生產(chǎn)、經(jīng)營提供可靠的信息和數(shù)控。

3.2自我診斷

可以通過智能設備的實時監(jiān)控，對即將發(fā)生的故障進行及時的監(jiān)測，并且結合設備的歷史運行和故障記錄，運用邏輯推理等方式進行精確分析，實現(xiàn)抽水蓄能電站設備啟動之前的自我診斷。

3.3自適應性

可以采用數(shù)字化、虛擬現(xiàn)實等技術，創(chuàng)建數(shù)字化電站，將抽水蓄能電站抽象、復雜的數(shù)據(jù)通過直觀的、易于理解的形式表達出來，以適應抽水蓄能電站的運營及管理需求。

3.4分析與決策

能夠綜合網(wǎng)絡通信、大數(shù)據(jù)等技術，通過信息的采集、數(shù)據(jù)的分析、檢測以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系等，對抽水蓄能電站的全貌進行整體的把握，進行全局的觀測和分析，評估識別生產(chǎn)、檢修和管理決策是否具有可行性。

結語：

社會的向前發(fā)展和科技的進步，使得抽水蓄能電站設備智能化成為可能，并且是未來的一大發(fā)展趨勢。相關單位和研究機構也將充分利用當前條件，將設備的智能化水平提升到最高，對于建設管理單位而言，業(yè)務量和業(yè)務范圍的提升也將促使需要更多的智能設備來滿足需求，在這樣的背景之下，我國的抽水蓄能電站的發(fā)展將會越來越走向成熟。

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