人工智能技術(shù)的變電運(yùn)維軟件設(shè)計(jì)與研究

國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司 任毅華

北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司南昌仿真工程中心 萬(wàn)志遠(yuǎn)

深圳市深鵬達(dá)電網(wǎng)科技有限公司 呂 東

變電站設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)是變電站操作員的主要任務(wù)之一。開(kāi)展設(shè)備巡檢，可以解決設(shè)備隱患，降低運(yùn)行維護(hù)成本，也是變電站的主要工作。利用現(xiàn)有資源，對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行合理運(yùn)維，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展至關(guān)重要。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)電力需求大幅增加。電網(wǎng)公司的運(yùn)行成本與經(jīng)濟(jì)效益也在逐漸受到影響，運(yùn)維時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)變電設(shè)備的影響逐漸凸顯。傳統(tǒng)變電運(yùn)維通過(guò)巡檢人員的檢查，完成運(yùn)維，以人工為主，運(yùn)維時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致變電設(shè)備的用電矛盾日益加重并惡化。當(dāng)用電故障發(fā)生時(shí)，巡檢工作量急劇增加，對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)維更加艱難，運(yùn)維工作效率逐漸降低。

為此，本文利用人工智能技術(shù)將變電運(yùn)維軟件進(jìn)行精益化，將人工運(yùn)維轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぶ悄苘浖\(yùn)維，縮短運(yùn)維時(shí)間，保證變電設(shè)備的正常運(yùn)行。就當(dāng)今的電力環(huán)境來(lái)講，變電設(shè)備差異化運(yùn)維尚處于起步階段，人工智能技術(shù)的推廣和發(fā)展將提高變電設(shè)備的運(yùn)維效率，保障設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電力企業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 基于人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)變電運(yùn)維軟件

1.1 建立變電運(yùn)維功能模塊

變電運(yùn)維軟件設(shè)計(jì)中，功能模塊的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，本文在此項(xiàng)設(shè)計(jì)中，以實(shí)時(shí)性為主，將運(yùn)維軟件的位置信息和移動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)展現(xiàn)，保證設(shè)備運(yùn)維的精準(zhǔn)性。本文將變電設(shè)備的運(yùn)行情況及其在監(jiān)控室內(nèi)操作環(huán)境進(jìn)行限定，在軟件的操作界面上標(biāo)記出主要運(yùn)維區(qū)域與次要運(yùn)維區(qū)域，通過(guò)變電設(shè)備在軟件操作界面的位置信息，對(duì)變電設(shè)備的行駛軌跡進(jìn)行快速精準(zhǔn)地把握。此外，變電設(shè)備周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度是運(yùn)維主要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。當(dāng)變電設(shè)備處于故障狀態(tài)時(shí)，在軟件的功能模塊界面進(jìn)行警示，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢修人員的安全性作出了保障。本文設(shè)計(jì)的變電運(yùn)維功能模塊將運(yùn)維軟件的行駛軌跡與作業(yè)地點(diǎn)記錄在冊(cè)，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)管理人員對(duì)歷史運(yùn)維的檢查，歷史數(shù)據(jù)可以對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)維狀態(tài)進(jìn)行了解，為設(shè)備保護(hù)提供便捷條件，進(jìn)而縮短設(shè)備運(yùn)維時(shí)間。

1.2 基于人工智能技術(shù)的變電運(yùn)維管理方法

人工智能技術(shù)是一種以信息互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的智能技術(shù)。在變電站設(shè)備正常運(yùn)行期間，無(wú)論是變電管理模式中的控制層還是流程管理層，都需要對(duì)運(yùn)行信息進(jìn)行采集與交換，通過(guò)電力運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建信息化人工智能技術(shù)的管理方法，實(shí)施智能電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)。

變電領(lǐng)域存在眾多的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在人工智能技術(shù)的應(yīng)用下，對(duì)變電站進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)，可以保證管理下的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)得到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將變電運(yùn)維的管理工作實(shí)行的更加全面。將人工智能技術(shù)與設(shè)備運(yùn)行管理相結(jié)合，對(duì)變電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。一旦設(shè)備在運(yùn)行期間出現(xiàn)故障，將借助人工智能技術(shù)，自動(dòng)發(fā)送維修請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維，可以有效提高變電設(shè)備管理的效率。

在使用人工智能技術(shù)進(jìn)行運(yùn)維管理之前，變電站設(shè)備管理工作通常都是由變電站維修管理人員進(jìn)行管理，一般都是設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障造成一定損失之后，對(duì)變電站運(yùn)行造成影響才會(huì)追根溯源找到變電設(shè)備故障原因，這種管理模式在技術(shù)上存在一定的局限性，為變電站日常維護(hù)增加一定困難。采用人工智能技術(shù)應(yīng)用到變電運(yùn)維管理中后，設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)送到控制中心，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)始終能夠得到智能監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能化的運(yùn)維和管理。

1.3 設(shè)計(jì)變電運(yùn)維軟件監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)

目前，幾乎所有的軟件開(kāi)發(fā)都離不開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，在一定程度上決定了軟件的監(jiān)測(cè)性能，因此數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)重中之重。本文以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫(kù)為標(biāo)準(zhǔn)，保證數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的安全性與穩(wěn)定性。在安裝和熟悉的操作界面方向上，監(jiān)測(cè)性能更佳。在Windows 平臺(tái)上，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)平衡點(diǎn)，考慮到數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，本文采用MySQL進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。并利用C與C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的兼容性。此外，本文通過(guò)Java、C#、VB等工作接口，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢。具體數(shù)據(jù)庫(kù)如表1所示。

如表1所示，通過(guò)Id、TaskName、TaskNum、WorkMode、Status、Timestamp等字段的設(shè)計(jì)，保證可以保證變電設(shè)備的運(yùn)維環(huán)境在正常情況下，由此得出hat_worker_relation表如表2所示。

表1 task數(shù)據(jù)庫(kù)表

如表2所示，為本文設(shè)計(jì)的變電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，可以最大化地保證變電設(shè)備的運(yùn)維條件與運(yùn)維環(huán)境，保證運(yùn)維時(shí)間可以適應(yīng)電力發(fā)展環(huán)境。

表2 hat_worker_relation表

2 實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)軟件是否具有真實(shí)性，本文對(duì)此軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如下所示。

2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

在實(shí)驗(yàn)前，本文對(duì)變電運(yùn)維事故類型進(jìn)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(shè)備有關(guān)，在各個(gè)變電器設(shè)備內(nèi)部與外部會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)或永久性事故，對(duì)設(shè)備造成較大的影響。將以上變電設(shè)備通電后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在變電設(shè)備的各項(xiàng)條件一致的情況下，將傳統(tǒng)變電運(yùn)維軟件與本文設(shè)計(jì)的變電運(yùn)維軟件的運(yùn)維時(shí)間作對(duì)比，結(jié)果如表4所示。

表4 兩種軟件運(yùn)維時(shí)間對(duì)比表

如表4所示，傳統(tǒng)變電運(yùn)維主要依靠人工進(jìn)行，運(yùn)維時(shí)間通常超過(guò)10h，運(yùn)維時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)變電設(shè)備的傷害極大，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前電力發(fā)展環(huán)境；而本文設(shè)計(jì)的變電運(yùn)維軟件是在人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其運(yùn)維時(shí)間始終保持在4h以內(nèi)，運(yùn)維時(shí)間較短，可以在不傷害變電設(shè)備的前提下，完成設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)，可以適應(yīng)當(dāng)前電力發(fā)展環(huán)境，符合本文研究目的。

結(jié)束語(yǔ)：運(yùn)行與維護(hù)是變電設(shè)備的安全保障，變電設(shè)備的運(yùn)維時(shí)間關(guān)系到變電設(shè)備的使用壽命。在電力迅猛發(fā)展的大環(huán)境下，變電設(shè)備運(yùn)維是重中之重，對(duì)電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。傳統(tǒng)變電運(yùn)維以人工為主，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的快節(jié)奏生活，隨著人工智能技術(shù)的研發(fā)，本文將其應(yīng)用于變電運(yùn)維軟件中，可以縮短運(yùn)維時(shí)間，最大程度地保證變電設(shè)備的使用壽命，為電力發(fā)展創(chuàng)造條件。