“這臺(tái)變壓器的故障類型初步判定為內(nèi)部局部放電，需要縮短檢測(cè)周期，密切關(guān)注絕緣油中乙炔和甲烷等氣體含量變化趨勢(shì)，并結(jié)合檢修計(jì)劃處理。”7月25日，國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學(xué)研究院高電壓設(shè)備研究所狀態(tài)評(píng)價(jià)室技術(shù)人員王潔利用一站式AI平臺(tái)對(duì)220千伏金沙變電站1號(hào)主變壓器開(kāi)展智能診斷。

新疆電網(wǎng)覆蓋面積大、發(fā)展速度快，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備管理提出了較高的要求。2020年12月至2021年5月，新疆電科院組織相關(guān)人員前往山東、四川、湖南等地調(diào)研學(xué)習(xí)，隨后，結(jié)合新疆電網(wǎng)實(shí)際情況組建了一支攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，在變電設(shè)備全壽命周期管理、運(yùn)檢策略制訂、狀態(tài)檢修等方面開(kāi)展研究，打造了管理變電設(shè)備的一站式AI平臺(tái)，以數(shù)字化手段支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行。該平臺(tái)今年6月上線運(yùn)行，目前已經(jīng)接入新疆電網(wǎng)全部220千伏及以上變電站的一次主設(shè)備信息，大幅提高了設(shè)備管理智能化水平。

為變電站設(shè)備精準(zhǔn)“畫(huà)像”

新疆電網(wǎng)共有220千伏及以上變電站179座，變電設(shè)備種類多、數(shù)量多。以往，變電設(shè)備管理系統(tǒng)種類多且集成不足，不利于綜合評(píng)估變電設(shè)備的運(yùn)行情況。

為此，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)與新疆各地市州供電公司對(duì)接，全面收集220千伏及以上變電站一次主設(shè)備的基本信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)以及設(shè)備曾發(fā)生故障的時(shí)間、原因、處理方法和結(jié)果等一手資料。同時(shí)，他們還與設(shè)備廠家聯(lián)系，確認(rèn)設(shè)備的出廠信息、規(guī)格型號(hào)等，將設(shè)備各項(xiàng)數(shù)據(jù)匯集后，實(shí)現(xiàn)了一站式AI平臺(tái)全景展示功能，為每一臺(tái)設(shè)備精準(zhǔn)“畫(huà)像”，推動(dòng)設(shè)備全壽命周期管理。

“凡是接入平臺(tái)的設(shè)備，我們不僅可以看到設(shè)備的出廠、投運(yùn)信息，還可以看到后期運(yùn)行維護(hù)、檢修、試驗(yàn)等各項(xiàng)記錄。”攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)成員石迎彬介紹，運(yùn)維人員可以搜索相應(yīng)設(shè)備查看全景信息，也可以根據(jù)個(gè)人需要定制顯示信息，實(shí)時(shí)查看設(shè)備的臺(tái)賬數(shù)據(jù)、環(huán)境信息、缺陷信息、工作票信息、帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)、離線試驗(yàn)趨勢(shì)圖、停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)等內(nèi)容。

設(shè)備的“畫(huà)像”為制訂設(shè)備差異化檢修策略打下了基礎(chǔ)。一站式AI平臺(tái)依據(jù)設(shè)備各方面信息，結(jié)合短期、中期、長(zhǎng)期預(yù)警內(nèi)容，制訂有針對(duì)性的運(yùn)維與檢修策略，為運(yùn)維人員提供參考，實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康管理與運(yùn)檢工作融合。

王潔介紹，實(shí)現(xiàn)一站式AI平臺(tái)全景展示功能的難點(diǎn)是讓AI模型“讀懂”設(shè)備故障分析報(bào)告。為此，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)將故障分析報(bào)告中的文字、數(shù)據(jù)和圖表分類，再采用編碼的方式將相關(guān)內(nèi)容轉(zhuǎn)化成模型能“讀懂”的“語(yǔ)言”。“設(shè)備出現(xiàn)異常后，AI模型就根據(jù)這些以往的故障分析報(bào)告分析研判，提出處理建議。后期，隨著分析設(shè)備異常的經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富，模型會(huì)迭代更新，研判的準(zhǔn)確性也會(huì)越來(lái)越高。”她說(shuō)。

智能預(yù)警設(shè)備異常狀況

攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)依托國(guó)網(wǎng)新疆電力數(shù)據(jù)中臺(tái)獲取220千伏及以上變電站一次主設(shè)備狀態(tài)感知數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)工廠、算法鏡像、數(shù)據(jù)洞察、模型自學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的深度分析與智能應(yīng)用。

一站式AI平臺(tái)可以在線監(jiān)測(cè)變壓器絕緣油中溶解氣體含量、變壓器套管和電流互感器油壓、避雷器絕緣性能以及氣體絕緣全封閉組合電器斷路器六氟化硫氣體壓力，助力排查變電設(shè)備可能存在的隱患并發(fā)出預(yù)警。

變壓器是變電站的核心設(shè)備，也是一站式AI平臺(tái)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)管理的設(shè)備。分析絕緣油中溶解氣體含量即油色譜分析是監(jiān)測(cè)變壓器狀態(tài)的重要手段，可幫助發(fā)現(xiàn)變壓器溫度過(guò)高、局部放電、火花放電和電弧放電等缺陷。以往，變壓器的油色譜分析主要采用人工分析的方法，存在耗時(shí)長(zhǎng)、無(wú)法及時(shí)跟蹤變壓器異常狀態(tài)等問(wèn)題。

2021年7月，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一站式AI平臺(tái)絕緣油中溶解氣體含量監(jiān)測(cè)模塊，接入新疆電網(wǎng)全部220千伏及以上變壓器油色譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油色譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中管理，在此基礎(chǔ)上分析相關(guān)數(shù)據(jù)并發(fā)布變壓器潛在缺陷的預(yù)警信息。“該模塊還能核實(shí)分析結(jié)果，研判設(shè)備狀態(tài)，提出運(yùn)維建議。診斷完畢后，該模塊可將相關(guān)案例納入案例庫(kù)，以持續(xù)提升故障診斷模型的準(zhǔn)確度。”攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)成員陳剛說(shuō)。

一站式AI平臺(tái)上線運(yùn)行以來(lái)，已向新疆電網(wǎng)263臺(tái)變電設(shè)備的運(yùn)維單位發(fā)出預(yù)警，對(duì)70臺(tái)存在油色譜異常的變壓器開(kāi)展監(jiān)測(cè)分析并給出運(yùn)維建議。

量化評(píng)估變電站感知裝置狀態(tài)

變電站裝設(shè)的感知裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作參數(shù)，幫助發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況。但感知裝置會(huì)由于運(yùn)行時(shí)間久或惡劣天氣等發(fā)生故障，因此對(duì)感知裝置進(jìn)行健康評(píng)估十分必要。

“感知裝置一般存在正常、異常、故障三種狀態(tài)，但幾種狀態(tài)間有一定的模糊性。我們?cè)谌绾尉珳?zhǔn)評(píng)價(jià)感知裝置狀態(tài)方面摸索了很久。”陳剛說(shuō)。

為準(zhǔn)確評(píng)估感知裝置狀態(tài)，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)提出對(duì)感知裝置三種狀態(tài)進(jìn)行量化處理，基于滑動(dòng)窗口技術(shù)實(shí)時(shí)判別異常數(shù)據(jù)模式，利用故障樹(shù)與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的故障概率模型實(shí)現(xiàn)對(duì)感知裝置故障類型、故障原因、故障元件的推斷，通過(guò)綜合模糊評(píng)價(jià)矩陣模型完成對(duì)感知裝置狀態(tài)的量化評(píng)估。

經(jīng)過(guò)數(shù)月的模擬測(cè)試，一站式AI平臺(tái)上線了感知評(píng)價(jià)中心模塊，實(shí)現(xiàn)了感知裝置數(shù)據(jù)異常模式識(shí)別、故障識(shí)別和可靠性評(píng)估三個(gè)功能，不僅可以對(duì)感知裝置進(jìn)行健康診斷，還可以自動(dòng)生成裝置可靠性分析報(bào)告。

一站式AI平臺(tái)感知評(píng)價(jià)中心對(duì)感知裝置狀態(tài)的評(píng)估準(zhǔn)確率達(dá)95%以上，增強(qiáng)了變電設(shè)備全狀態(tài)感知力與管控力。