摘要：目前，在变电技术的发展过程中，使用大数据人工智能技术成了大多数人的选择。不过，变电运行技术到人工智能技术的转变不是完美的，有一些问题需要采取有效的措施加以解决。文章就变电运维技术中的智能化技术展开了详细的分析。
关键词：变电站；运维管理；人工智能
1 引言
变电站承担着变换电压等级、汇集电流、分配电能和调整电压的重要作用，其安全运行关系到整个电力系统的安全稳定。保障变电站安全本质上是确保变电站内设备和环境的安全。早期对变电站设备的巡视主要依靠人工，然而随着大电网建设的不断推进，变电站数量飞速增长，传统的人工巡视方式耗时耗力，无法有效应对变电站设备的运维管理需求。计算机技术、传感器技术及网络通信技术的快速发展促使传统变电站逐渐向着高度自动化、数字化、智能化方向发展，在这个过程中不断出现针对变压器、开关等一次主设备的状态监测装置及在线监测系统；同时，针对难以检测的非电气状态量引入了计算机视觉技术，构建起变电站的视频监控系统；另外，近年来巡检机器人的投入进一步改变了变电站的运维管理模式。
2 人工智能技术概述
虽然以深度学习为主的新一代人工智能技术在某些领域取得了突破性进展，但随着应用深度和广度的不断拓展，也面临诸多挑战：1）深度学习方法缺陷明显。它对样本量和计算量有较高要求，其模型构建、参数调试、训练技巧等都缺乏理论指导，并且存在黑箱问题。2）某些领域缺乏基础数据集。如医疗、交通、能源等传统领域虽有数据积累，但数据质量较差，不能满足模型训练的需求。3）计算框架、平台的功能和性能有待改善。人工智能应用场景非常繁多，呈现碎片化、专业化的特点，对计算框架、平台的功能和性能要求逐渐提高。
目前来看，人工智能技术的发展还是围绕着算法、算力和数据3要素进行：1）算法方面。一方面围绕深度学习开展优化以提高性能，包括降低功耗，提升可解释性、泛化能力及迁移能力等，其中，深度学习与传统人工智能方法的结合将成为热点；另一方面，继续探索新型理论和算法。2）算力方面。考虑到业务、数据安全及已有数据平台的固有特点，包括传统领域在内的大型企业将致力于自主研究人工智能的计算框架、平台及芯片。3）数据方面。基础数据集的建设将继续成为热点，包括图像、视频、语音等通用数据集及行业领域的专业数据集，数据标注工具也将智能化。
3 变电运维的现状
现在，变电站是我国电网的关键组成部分，在我国电力行业的可持续发展中起着关键的作用。在24小时值班的变电站中，这种监控方式虽然能及时解决处理突然出现的问题，但对人力资源的最佳分配会产生不利影响。随着经济发展和科学技术水平的提高，变电所监管方式逐渐变成了智能控制模式，不需要为变电站全天24小时安排特殊监管人员，可以使现代化设备对变电站进行整体的控制和分配，还可以通过控制中心接收信息，并将变电运行的指示转交给变电站。控制中心监管与传统的变电站管理模式相比，智能管理模式更适合时代的发展，更适合信息的收集、分析和整理。此外，一个智能的变电站管理模式也可以确保部门之间的相互作用。测量中心、调节中心在科学合理范围内实现控制和模拟自动化，有效提高变电运行的速度和传递效率。
4 变电站运维管理中的人工智能应用
4.1 警报报警功能
在变电站中加入智能化技术，可以在其中建立一套完善的警报系统，从而使变电站在运行中也能实现警报功能。在变电站的设备运行时，分析决策系统的应用可以在最短的时间内对变电站中的数据与信息进行采集和整理，并可以对其中的故障信息进行识别，对无用的信息进行排除，从而使得智能的报警功能更加准确。应用智能化技术可以优化故障分析模式，使工作人员可以在终端控制系统对故障进行分析与判断。
故障相关数据的反馈可以为检修人员提供重要参考，提高检修效率和准确性。
4.2 信息保障体系
在变电运行的过程中，信息网技术是大数据智能化的关键，包括控制面和转换过程层，以及整个智能化操作。在交流电测量领域的信息收集和信息交流有助于网络的智能化技术的使用。在建设智能网络的过程中，必须建立信息网络保护系统。信息技术的应用可以大幅度提高工作的效率以及管理水平。在智能电力系统管理和智能网络领域的交流控制的基础上，需要有一些关键的条件，信息的获取途径和下载方法需要安全稳定。这些条件在目前变电运行操作中使用的智能技术和网络技术比较困难，主要原因是整个变电运行系统的网络信息系统不稳定，不同信息之间缺乏联系。
4.3 遥视系统
遥视系统重点在于对变电站内设备、环境及人员的监控，应用现状呈现点多，面广，但功能局限的特点。首先，点多：以浙江为例，电压等级110kV以上的变电站均已建立变电站视频监控设备，部分已实现全域视频监控。视频图像就地存储，其中电压等级110kV以上变电站的视频信号基本接入至国网统一视频平台，部分接入省变电站辅助一体化监控平台。其次，面广：监控对象可覆盖一次设备、二次设备、控制室、各出入通道等。然而功能局限：目前省变电站辅助一体化监控平台应用的主要功能为摄像头的监视、录像、守望等实时功能，以及与安防、消防、门禁等其他辅助设备智能联动功能，仅实现“千里眼”能力，依然属于传统视频监控系统范畴，对监控视频中有效信息的筛选、分析及判断还需要依靠监控人员，系统的智能化高级功能还未完善。当前的“被动监控”模式只适用于特定地点、时间监控和事后追溯，缺乏主动判别能力。为此，学术界早已引入机器视觉概念，尝试将人工智能技术应用于对监控视频信息的有效提取及智能分析中，从而及时发现事件并进行控制，变“被动”为“主动”。本文将遥视系统的高级功能需求按监控对象划分为设备、环境和人员3个方面，其中大部分都得到了研究人员的关注和研究，并且取得了一定的成果。随着图像处理技术和机器视觉等人工智能技术的进步，这些功能也在得到不断地完善，并逐渐在监控平台中得到实用。
4.4 智能设备与顺序控制
在应用智能化技术时，可以根据合理的顺序对设备的使用与操作进行管理。这种管理方法可以在没有工作人员值班时，自动接收控制中心或调度中心发来的信号和指令，也可以在设备出现故障或者问题时，可以及时切断电源，并做好应急措施。
5 结束语
人工智能技术的突破将促进变电站的智能化发展，开展以专家系统、机器学习、智能优化为代表的人工智能技术在变电站运维数据分析中的应用研究，有利于保障变电站内设备、环境和人员的安全，提高变电站的运维管理水平。目前人工智能在变电站运维管理场景中的应用水平还不高，随着泛在电力物联网建设的推进，将实现对变电设备及其运行环境的更全面监测，人工智能技术有望支撑变电站重要设备状态感知和变电站的三维全景可视化两大应用方向上的智能化水平提升。
参考文献：
[1] 王振,程金芳,钱程.智能电网新时代下的运维模式[J].电气时代,2018(11):16+18.
[2] 陈斌,梁建来,朱从刚.变电运维智能巡视量化管理系统[J].电子世界,2018(21):34-35.
[3] 李海英.智能巡检机器人在变电运维工作中的应用研究[J].技术与市场,2018,25(07):176.
[4] 秦汉玮.变电运维技术中的智能化技术[J].农村电气化,2018(04):44-46.
[5] 胡冬良,丁敬,黄继荣,艾飞,王一博.智能巡检机器人在变电运维工作中的改进及应用[J].浙江电力,2017,36(08):29-34.