基于“人工智能”的变电站智能运检管控系统

2019年2月
基于“人工智能”的变电站智能运检管控系统鲍现松，吴晖，胡红霞（安徽南瑞继远电网技术有限公司，安徽省合肥市230088）
【摘要】通过对变电运检当前面临的问题分析，提出建设基于人工智能的变电站智能运检管控系统，整合变电站现场一次、二次、辅助系统的运检全业务数据，实现数据的采集、识别、处理，达到“自动巡视、自动识别、智能预警、智能决策”的高效运检的目标。

【关键词】智能运检；人工智能；智能预警；智能决策；管控平台一体化
【中图分类号】TM63【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）02-0179-02
引言
变电站智能运检管控系统是一套软硬一体的平台产品,可实现从数据采集、识别到分析、应用的一体化管理。

本文从变电运检当前面临的问题分析,提出建设管控系统的必要性和原则,并介绍了各个子系统接入方案。

1变电运检当前面临的问题
大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、三维BIM 等一系列技术日新月异,“互联网+”、“工业4.0”等概念相继提出并实践,工业生产模式正在发生重大变革。

但与此相比,当前变电站和变电运检模式明显滞后于技术发展。

变电设备运维、检修日常工作仍沿袭20年前传统,大量工作仍采用人工就地操作、手动抄录、现场频繁往返等形式,变电站建设的各类在线监测、辅助监控、巡检机器人等业务系统数据相对独立,综合应用程度不高,“孤岛”问题明显,新技术的优势未能得到充分利用和有效发挥。

2变电站智能运检管控系统建设方案2.1业务功能需求分析
2.1.1设备巡视
现状:变电站的设备巡视按“五通”要求,分为例行巡视、全面巡视、专业巡视、熄灯巡视和特殊巡视,主要靠人工定期到站内记录方式进行。

分析:站内自动巡视以巡检机器人为核心,辅助以视频监控、红外热成像测温、在线监测系统等多源数据,互为补充,可实现对站内的大多数设备巡视点的覆盖,辅助以图像识别等分析手段,可实现日常巡视(例行巡视、全面巡视、熄灯巡视、特殊巡视)的替代。

2.1.2带电检测
(1)红外普测
现状:红外普测是变电站运维人员一项周期性带电检测工作,目前主要采用手持式测温仪现场对一、二次设备进行热成像检测。

分析:管控系统在红外成像测温方面具备机器人巡视、在线红外热成像测温两种方式,可采用预设测温点,管控系统周期性自动巡视,生成红外普测记录表,并可提供分析曲线,提供趋势预警。

(2)开关柜地电波检测
现状:开关柜地电波检测是变电设备周期性局放检测的一种,目前主要采用暂态地电波局部放电检测仪,现场对开关柜设备进行测量,记录检测数据。

分析:目前室内挂轨式机器人已经具备搭载地电波检测仪,进行开关柜地电波检测功能,可实现在线检测和记录,并结合采样值和数据分析提供专项检测报告。

2.1.3缺陷管理
现状:变电设备缺陷管理包括缺陷的发现、建档、上报、处理、验收等全过程的闭环管理。

目前缺陷主要通过巡视、操作、检修、试验等工作中人工发现、记录、报检修。

分析:缺陷的发现,管控系统通过变电站全业务数据采集,一方面各类监测系统可以实现监测设备状态的告警,另一方面可通过采样值、图像识别、温度曲线等多元数据分析智能预警,实现部分缺陷的主动发现;缺陷处理流程管理,通过缺陷的“主动预警+人工填报”的方式,形成管控系统设备缺陷库,将缺陷分级分类,生成缺陷时效信息和统计分析报表,并将缺陷的处理、验收纳入系统线上流程,形成闭环管理,减轻运维人员缺陷管理工作负荷。

2.2系统定位
“变电站智能运检管控系统”的定位是一套变电站站端系统,是智能运检体系的组成部分,系统作为智能运检管控平台(省级)的站端延伸,为统推系统提供信息支撑,系统规划有与省市级“智能运检管控平台”接口。

2.3系统架构
变电站站内采用“一个平台、多项应用”模式,一个平台是搭建站端统一的“变电站智能运检管控系统”,为运检人员提供变电站全业务信息与智能应用;多项应用是基于变电站现有各类业务系统,通过规范数据接口,进行数据整合,支撑平台多业务应用,系统架构示意图如图1所示。

2.4数据接口
“变电站智能运检管控系统”设计部署在变电站芋区网络,采用站内集控方式,站控层四遥数据以IEC61850规约为核心,具有良好的开放性,系统提供前置接入模块兼容各类协议扩展,以国网视频接口B协议,实现音视频流数据的接入;过程层原则上沿用原有系统结构;运维班客户端采用WEB服务方式实现交互。

3系统业务应用
3.1自动巡视、自动识别
自动巡视:管控系统以机器人巡视为核心,辅助在线高清视频巡视、红外热成像测温巡视等手段,实现变电设备巡视点覆盖。

机器人巡视主要采用任务形式,按预设巡视路径获取巡视点图片、热成像数据;在线高清视频、红外热成像测温巡视
图1管控
系统架构示意图
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则分别支持实时视频图像、热成像测温数据,二者在实时性和巡视点位方面互为补充。

自动识别:针对巡视采集的可见光图片、热成像图谱等原始信息,结合人工智能技术,自动识别设备状态、表计读数、分合指示牌位置、温度值等信息,同时结合在线视频分析,支持安全帽检测、作业区域检测等作业行为识别以及火焰烟雾检测等环境信息识别。

3.2智能预警、智能决策
智能预警:管控系统基于变电站全业务“数据池”,综合利用大数据分析技术,在海量视频、图像、在线监测数据以及巡视、检修、缺陷记录数据进行多维数据挖掘、分析,结合智能预警模型,可实现运行异常、设备异常、作业行为、运行环境的智能预警功能。

智能决策:智能决策通过各类设备故障特征和处理策略,建立故障判断库、故障决策库、故障案例库,依托智能分析和决策模型,实现预警信息多源数据与智能决策库快速匹配,自动判断可能的故障类型,主动推送处理措施和策略,进而提升故障处理及时性和有效性,减少故障处理时间。

3.3三维可视化
管控系统可采用基于激光点云数据的变电站全景三维模型,叠加设备信息、运行信息、监测信息、辅助信息等业务实时数据,实现三维与实时数据可视化的融合,构建符合变电运维人员习惯的三维全景变电站展示平台。

通过三维可视化展示平台可以直观的查询设备属性、当前状态、实时视频等信息,同时可以实现三维告警联动、测距、检修作业推演等扩展功能。

4结论
变电站智能运检管控系统是智能运检体系的重要组成,系统实现了功能应用模块化,运检信息全面化,运维工作自动化,预警决策智能化,提升了运维人员工作效率和运维业务自动化水平,从运维辅助智能化、设备监测智能化、环境监测智能化、现场作业智能化等方面提升了运检工作智能化水平。

参考文献
[1]刘平,王照灵,许邦鑫.变电站智能三维运检平台开发与应用.低碳
技术,2017,33(4):131~132.
[2]陈士龙,陈浩.基于物联网的智能变电站在线监测系统研究.电子技
术,2018,32(18):116.
[3]冯新凯,刘远龙,等.智能辅助监控平台建设与应用.智能电网, 2015,37(10):121~124.
收稿日期：2019-1-14
试论复杂大电网下电力调度数据网的安全管理模式黄云龙1，侯雪冬2，李长辉2
（1.国网北京市电力公司怀柔供电公司，北京101400；2.国网北京市电力公司检修分公司，北京100069）
【摘要】随着电力改革的不断推进、科学技术的快速发展，复杂大电网形势带来的一系列挑战日渐严峻，基于此，本文简单分析了复杂大电网下电力调度数据网面临的安全管理问题，并深入探讨了复杂大电网下电力调度数据网的安全管理模式，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

【关键词】复杂大电网；电力调度数据网；安全管理
【中图分类号】TM73【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）02-0180-02
前言
近年来我国电力调度数据网的建设及应用不断深化,网络复杂度也随着其规模的增大、承载数量的增多出现了显著提高,但在复杂大电网的影响下,电力调度数据网的安全仍面临着多方面的威胁,如缺乏高水平的网络安全管理模式与数据网安全测试方法、安全设备配置不够等,而为了尽可能消除这类威胁,正是本文围绕复杂大电网下电力调度数据网安全管理模式开展具体研究的原因所在。

1复杂大电网下电力调度数据网面临的安全管理问题
1.1问题分析
为构建科学、完善、实用的电力调度数据网安全管理模式,复杂大电网催生的一系列安全管理问题必须得到重视,如网络安全管理模式执行性与针对性较差、数据网安全测试方法会直接影响网络业务、缺乏高水平的综合监控和测量工具、缺乏数据网网络自动化评估工具、安全设备配置不够等。

以数据网安全测试方法为例,现有测试手段均基于在线网络进行,但由于电力调度数据网业务应用场景往往对安全性的要求较高,这就使得相关测试手段无法较好满足安全管理需要,对业务无损伤的仿真手段和技术也因此成为了业界关注的焦点[1]。

1.2安全防护措施
在长期以来的实践中,我国电力行业早已形成一套可行性较高的电力调度数据网安全防护措施,这类防护措施可为本文研究提供重要借鉴,主要措施如下:①功角相量采集系统。

该系统不与其他外部网络相连,因此其防护重点在于数据集中处理工作站的安全管理工作,同时需加强对移动存储介质、笔记本电脑接入的安全管理,恶意代码侵入的避免同样需要得到重视。

②网络远动系统。

由于网局数据传输采用104规约,且数据传输需要通过专用通道进行,因此该系统的防护重点在于预防其他业务系统与运行人员的监视主机相联系,同时还需要提高相关人员的安全意识。

③电量计费远传系统。

这类系统一般采用485串口,且电量采集器的连接网口不同,如
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