人工智能技术的变电运维软件设计与研究

国网甘肃省电力公司 任毅华

北京科东电力控制系统有限责任公司南昌仿真工程中心 万志远

深圳市深鹏达电网科技有限公司 吕 东

变电站设备的运行和维护是变电站操作员的主要任务之一。开展设备巡检，可以解决设备隐患，降低运行维护成本，也是变电站的主要工作。利用现有资源，对变电设备进行合理运维，对企业经济的发展至关重要。随着社会的进步，人们对电力需求大幅增加。电网公司的运行成本与经济效益也在逐渐受到影响，运维时间长短对变电设备的影响逐渐凸显。传统变电运维通过巡检人员的检查，完成运维，以人工为主，运维时间较长，导致变电设备的用电矛盾日益加重并恶化。当用电故障发生时，巡检工作量急剧增加，对变电设备的运维更加艰难，运维工作效率逐渐降低。

为此，本文利用人工智能技术将变电运维软件进行精益化，将人工运维转变为人工智能软件运维，缩短运维时间，保证变电设备的正常运行。就当今的电力环境来讲，变电设备差异化运维尚处于起步阶段，人工智能技术的推广和发展将提高变电设备的运维效率，保障设备长期稳定运行，对电力企业的发展具有现实意义。

1.1 建立变电运维功能模块

变电运维软件设计中，功能模块的设计至关重要，本文在此项设计中，以实时性为主，将运维软件的位置信息和移动轨迹实时展现，保证设备运维的精准性。本文将变电设备的运行情况及其在监控室内操作环境进行限定，在软件的操作界面上标记出主要运维区域与次要运维区域，通过变电设备在软件操作界面的位置信息，对变电设备的行驶轨迹进行快速精准地把握。此外，变电设备周围的电场强度是运维主要的监测指标。当变电设备处于故障状态时，在软件的功能模块界面进行警示，对现场检修人员的安全性作出了保障。本文设计的变电运维功能模块将运维软件的行驶轨迹与作业地点记录在册，并存储于数据库中，通过管理人员对历史运维的检查，历史数据可以对变电设备的运维状态进行了解，为设备保护提供便捷条件，进而缩短设备运维时间。

1.2 基于人工智能技术的变电运维管理方法

人工智能技术是一种以信息互联网技术为核心的智能技术。在变电站设备正常运行期间，无论是变电管理模式中的控制层还是流程管理层，都需要对运行信息进行采集与交换，通过电力运行和维护过程中产生的数据信息，构建信息化人工智能技术的管理方法，实施智能电网的运营。

变电领域存在众多的运行数据，在人工智能技术的应用下，对变电站进行运营维护，可以保证管理下的设备运行数据得到实时监测，将变电运维的管理工作实行的更加全面。将人工智能技术与设备运行管理相结合，对变电站设备的运行状态进行实时跟踪。一旦设备在运行期间出现故障，将借助人工智能技术，自动发送维修请求，实现智能运维，可以有效提高变电设备管理的效率。

在使用人工智能技术进行运维管理之前，变电站设备管理工作通常都是由变电站维修管理人员进行管理，一般都是设备出现运行故障造成一定损失之后，对变电站运行造成影响才会追根溯源找到变电设备故障原因，这种管理模式在技术上存在一定的局限性，为变电站日常维护增加一定困难。采用人工智能技术应用到变电运维管理中后，设备的运行数据会实时发送到控制中心，设备运行状态始终能够得到智能监测，实现智能化的运维和管理。

1.3 设计变电运维软件监测数据库

目前，几乎所有的软件开发都离不开数据库的设计，在一定程度上决定了软件的监测性能，因此数据库的设计重中之重。本文以Oracle数据库为标准，保证数据库设计的安全性与稳定性。在安装和熟悉的操作界面方向上，监测性能更佳。在Windows 平台上，Oracle数据库是一个平衡点，考虑到数据库的数据存储容量，本文采用MySQL进行数据存储。并利用C与C++语言开发，保证数据库的兼容性。此外，本文通过Java、C#、VB等工作接口，实现历史数据的实时查询。具体数据库如表1所示。

如表1所示，通过Id、TaskName、TaskNum、WorkMode、Status、Timestamp等字段的设计，保证可以保证变电设备的运维环境在正常情况下，由此得出hat_worker_relation表如表2所示。

表1 task数据库表

如表2所示，为本文设计的变电设备运行数据库，通过数据库的设计，可以最大化地保证变电设备的运维条件与运维环境，保证运维时间可以适应电力发展环境。

表2 hat_worker_relation表

为了验证本文设计软件是否具有真实性，本文对此软件进行实验，实验过程及结果如下所示。

2.1 实验过程

在实验前，本文对变电运维事故类型进行分析，事故类型如表3所示。

表3 事故类型

如表3所示，一般情况下，事故类型与变压器、线路、母线等设备有关，在各个变电器设备内部与外部会出现瞬时或永久性事故，对设备造成较大的影响。将以上变电设备通电后，进行实验，实验结果如下。

2.2 实验结果

在变电设备的各项条件一致的情况下，将传统变电运维软件与本文设计的变电运维软件的运维时间作对比，结果如表4所示。

表4 两种软件运维时间对比表

如表4所示，传统变电运维主要依靠人工进行，运维时间通常超过10h，运维时间较长，对变电设备的伤害极大，无法适应当前电力发展环境；
而本文设计的变电运维软件是在人工智能技术的基础上进行的，其运维时间始终保持在4h以内，运维时间较短，可以在不伤害变电设备的前提下，完成设备的运行与维护，可以适应当前电力发展环境，符合本文研究目的。

结束语：运行与维护是变电设备的安全保障，变电设备的运维时间关系到变电设备的使用寿命。在电力迅猛发展的大环境下，变电设备运维是重中之重，对电网企业的经济发展至关重要。传统变电运维以人工为主，无法适应当前社会的快节奏生活，随着人工智能技术的研发，本文将其应用于变电运维软件中，可以缩短运维时间，最大程度地保证变电设备的使用寿命，为电力发展创造条件。

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