“這臺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，并結(jié)合檢修計(jì)劃處理。”7月25日，國網(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)評價室技術(shù)人員王潔利用一站式AI平臺對220千伏金沙變電站1號主變壓器開展智能診斷。
新疆電網(wǎng)覆蓋面積大、發(fā)展速度快，對電網(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)檢修等方面開展研究，打造了管理變電設(shè)備的一站式AI平臺，以數(shù)字化手段支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行。該平臺今年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)生故障的時間、原因、處理方法和結(jié)果等一手資料。同時，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平臺全景展示功能，為每一臺設(shè)備精準(zhǔn)“畫像”，推動設(shè)備全壽命周期管理。
“凡是接入平臺的設(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)個人需要定制顯示信息，實(shí)時查看設(shè)備的臺賬數(shù)據(jù)、環(huán)境信息、缺陷信息、工作票信息、帶電檢測數(shù)據(jù)、離線試驗(yàn)趨勢圖、停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)等內(nèi)容。
設(shè)備的“畫像”為制訂設(shè)備差異化檢修策略打下了基礎(chǔ)。一站式AI平臺依據(jù)設(shè)備各方面信息，結(jié)合短期、中期、長期預(yù)警內(nèi)容，制訂有針對性的運(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)備故障分析報告。為此，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)將故障分析報告中的文字、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)越來越豐富，模型會迭代更新，研判的準(zhǔn)確性也會越來越高。”她說。
智能預(yù)警設(shè)備異常狀況
攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)依托國網(wǎng)新疆電力數(shù)據(jù)中臺獲取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平臺可以在線監(jiān)測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平臺重點(diǎn)監(jiān)測管理的設(shè)備。分析絕緣油中溶解氣體含量即油色譜分析是監(jiān)測變壓器狀態(tài)的重要手段，可幫助發(fā)現(xiàn)變壓器溫度過高、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，存在耗時長、無法及時跟蹤變壓器異常狀態(tài)等問題。
2021年7月，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一站式AI平臺絕緣油中溶解氣體含量監(jiān)測模塊，接入新疆電網(wǎng)全部220千伏及以上變壓器油色譜監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對油色譜監(jiān)測數(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，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。
一站式AI平臺上線運(yùn)行以來，已向新疆電網(wǎng)263臺變電設(shè)備的運(yùn)維單位發(fā)出預(yù)警，對70臺存在油色譜異常的變壓器開展監(jiān)測分析并給出運(yùn)維建議。
量化評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)時監(jiān)測設(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。但感知裝置會由于運(yùn)行時間久或惡劣天氣等發(fā)生故障，因此對感知裝置進(jìn)行健康評估十分必要。
“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。我們在如何精準(zhǔn)評價感知裝置狀態(tài)方面摸索了很久。”陳剛說。
為準(zhǔn)確評估感知裝置狀態(tài)，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)提出對感知裝置三種狀態(tài)進(jìn)行量化處理，基于滑動窗口技術(shù)實(shí)時判別異常數(shù)據(jù)模式，利用故障樹與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的故障概率模型實(shí)現(xiàn)對感知裝置故障類型、故障原因、故障元件的推斷，通過綜合模糊評價矩陣模型完成對感知裝置狀態(tài)的量化評估。
經(jīng)過數(shù)月的模擬測試，一站式AI平臺上線了感知評價中心模塊，實(shí)現(xiàn)了感知裝置數(shù)據(jù)異常模式識別、故障識別和可靠性評估三個功能，不僅可以對感知裝置進(jìn)行健康診斷，還可以自動生成裝置可靠性分析報告。
一站式AI平臺感知評價中心對感知裝置狀態(tài)的評估準(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。
