电力系统中智能化技术应用的探讨＊

韩磊，张秀峰，戚霞君，曹晟哲，冯治



电力系统中智能化技术应用的探讨＊

韩磊，张秀峰，戚霞君，曹晟哲，冯治

（国网浙江省电力公司舟山供电公司，浙江 舟山 316000）

现如今，伴随着经济的发展，人们对电力的需求越来越高，搭建安全、可靠、高效的电力系统刻不容缓，而智能化技术的运用正快速推动这一进程。主要分析了智能化技术在电力系统故障、控制及设计中的应用，具体涉及到数据采集、数值分析及系统管理等方面，并通过现有技术整合开发一款电力专用手机，用于电力系统故障诊断。智能化技术已经渗透到电力系统的诸多领域，结合智能化技术的特点、优势及实例，通过对智能化技术在电力系统中的应用的探讨，希望对该领域的研究工作提供一定的参考。

电力系统；智能化技术；故障；物联网

人类历史上先后发生了三次工业革命，我们分别称之为蒸汽时代、电气时代和信息时代，每一次变革都给我们的生活带来了翻天覆地的变化。自2013年德国汉诺威工业博览会提出“工业4.0”到现在，智能化技术不断延伸到我们日常生产生活的各个领域，其发展与运用也成为该领域现代化水平的标志。电力企业作为资产密集型的重要企业，把电力系统与智能化技术相结合，不断优化与规范电力系统的运营、检修等诸多管理与生产活动，是我们急需研究的方向。

1 智能化技术概述

智能化技术自诞生以来，就被运用于机械、电力、医疗等各个行业，从设计开发到维护保养，智能化技术都发挥着不可或缺的作用。智能化技术基于计算机技术，在网络、大数据、物联网等环境下，机器能够接受并自动识别语言、文字、图像等外部信息，分析判断从而解决一些复杂的问题，达到机器能动的模拟人类行为的效果[1]。如今，智能化电力系统融合了计算机技术、网络技术、控制技术等当代前沿科技产物，应用了传感器、通讯设备等先进仪器，从而有效保证了电力供应的安全可靠，以及资源配置的合理高效。与传统电力系统相比，智能电力系统具有如下特点。

1.1 数据信息全面、准确

传统电力系统的数据多采用纸质记录，此方法由于纸张破损不易保存，容易造成数据丢失。而智能化电力系统将数据录入数据库，并与云端服务器相连接，可以实时更新数据。

1.2 覆盖面广

传统电力系统受地方发展与地理环境等因素的制约，其网络结构呈辐射状。随着科技进步与生活水平的提高，智能化电力系统呈网状，几乎覆盖所有区域。

1.3 管控能力强

与传统电力系统的人工管控相比，智能化电力系统具有一定的自愈能力，能够自我检查与调控设备线路中存在的部分问题，并且支持人工远程调控，具有较高的可靠性。

2 智能化技术的应用

2.1 智能化技术在电力系统故障中的应用

电力系统是一个复杂的有机整体，它包括发电厂、输配电线路、变电所及各种用电设备等。在电力运输过程中，从发电厂到最终负载端中间环节众多，不可避免地会出现一些故障，其原因有电力设备的损坏、人员操作的失误等，都会导致电力资源的流失。因此，对电力系统及时检修，在故障发生前消除隐患，或在故障发生后及时弥补很有必要。在这一过程中，智能化技术的运用使得电力体统具有一定的自我检测与恢复的能力。比如变压设备故障是电力系统中常见的一种故障，通过安装检测设备，对变压设备的泄漏气体探测，可以排查故障位置[2]。另外，实时监测变压设备的温度，可以预防由于过载、短路等造成的设备故障，系统依据不同的故障原因做出相应的措施，从而达到自我恢复的目的。

2.2 智能化技术在电力系统控制中的应用

为提高电力系统的工作效率，保证人力、物力、财力的合理分配，把智能化技术应用于电力系统控制中，从而依据实际工况，及时调整电力系统的工作状态，实现电力的合理调度。其中，在电力系统中运用较多的智能化技术主要有智能控制技术、神经网络和模糊逻辑[3]。智能控制技术的出现，一方面，改善了电能质量，提高了电力系统的自我修复能力，使其故障率降低；另一方面，当发生较严重的故障时，电力系统能够及时反馈故障信息，从而维修人员能够及时抢修，减低因故障带来的损失。神经网络系统仿照动植物的神经网络行为特征，提高了电力系统的信息处理、自我管理及组织能力。模糊逻辑控制技术更多用于电气设备，有助于设备自动化的集成与功能耦合。

2.3 智能化技术在电力系统设计中的应用

电力系统的设计包含电力负荷的预估、电量平衡、网络结构的选择等，既要满足地方供电需求，又要尽量降低能耗，保证运营经济性与设备可靠性。其设计过程复杂，要求设计人员具备较高的专业知识和丰富的经验[4]。传统的设计方法采用试验法，这种方法效率低、易出错，且随着电力系统愈发复杂，此方法已经不能完成繁琐的计算。因此，我们把计算机技术与电气工程结合起来，开发适合于电力领域的软件，比如eplan、inventor、CAD等。随着智能化技术的不断升级，辅助设计软件的不断优化，电力系统设计的效率大大提高，时间与人力得到最大限度节省。

3 智能化技术在电力系统中的具体应用

在电力系统中，运用智能化技术可以实现以下功能：数据采集[5]、数据分析及故障处理、系统管理。

3.1 数据采集

在传统电力系统数据采集的过程中，多采用人工作业，不仅设备体积庞大不易携带，而且受地理环境的制约、工作人员技能水平差异较大等因素的影响，所测数据精度较低。因此，现代智能化电力系统多采用多个检测设备集成化联合作业，设备携带方便，所测数据可靠性较高，且偏远地区可安装实时检测装置，实现远程控制，有效降低数据采集成本。此外，在一些依赖人工检测的情况下，由于高压带电设备存在一定的安全隐患，因此多采用非接触式测量。

3.2 数据分析及故障处理

通过运用智能化技术的数据分析，系统将采集的数据以图片或表格的形式直观表现出来，并且可以在线进行参数设定与修改。当检测数值超过设定的安全阈值时，系统将及时划分故障等级，并发出安全警报、标记故障位置，从而实现对电力系统的有效监控。

3.3 系统管理

为保证电力系统的正常运营，对系统的监管刻不容缓，其主要包括设备监控和人员管理两方面的内容。对于资源密集、易发、常发故障的区域，智能化系统将依据大数据对这些区域进行标记，并加强监测管理。比如一些设备使用寿命有限，系统将预估其故障时间，并在此之前对该设备进行检修与更换，在降低故障失事率同时，将设备利用率最大化。此外，智能化技术的引入加强了人机互动，熟练的操作技能和规范的工作流程也是影响系统安全的因素之一。智能化技术还可以实现工作日志与报表的自动生成，不仅有利于数据的保存，还可以避免数据被篡改，从而实现对人员的监管。

3.4 具体实施案例

综合上述智能化技术在电力系统中的运用，开发一款电力专用手机。该手机除了拥有一般智能机所具有的功能，还搭载了电力工作系统，具体包括：在线验证模块、数据采集模块、数据生成与处理模块、报警模块、校时模块、GPS定位模块、在线监督与储存模块、数据上传模块。

电力专用手机具体功能与使用流程如下：①电力工作人员通过在线验证模块扫描二维码登录电力工作系统，此模块可以防止其他无关人员使用该设备，预防信息数据被泄露。②工作人员将手机对准被测电力设备，通过数据采集模块对该设备的温度、周围环境温湿度、距离以及原像进行采集，该模块分别集成了红外摄像机、红外激光测距仪、摄像机和湿度传感器等设备的功能。红外摄像机获取电力设备及周围环境的温度、红外激光测距仪获取测量点与被测设备之间的距离；摄像机获取被测设备原像数据；湿度传感器获取周围环境湿度数据。所获取的信息通过数据生成与处理模块进行数据处理与图像转换，并在显示器上显示。此外，工作人员可以通过在显示器上点选或框选，获取被检测设备的最高温度和局部温度分布图；在此过程中，工作人员可以进行多次测量，以确保检测结果的准确性。③工作人员将对检测结果确认，数据生成与处理模块将自动生成工作报告，节省人工记录的时间，提高工作效率，同时对检测结果进行校核。当测试数据超过设定的安全阈值，报警模块发出报警信号，触发扬声器发出声音提示。当测试数据均处于设定的安全阈值内，GPS定位模块获取当前位置信息，并将时间信号导入校时模块，由网络校时服务器更新当前时间，所获取的时间、位置信息与检测结果一起导入在线监督与储存模块。④在线监督与储存模块位置及时间信息进行校核，当工作人员在非工作时间或非工作区域内，数据及工作报告将无法上传，从而防止人为伪造检测记录的情况以逃避巡检工作。当时间及位置信息均校核通过，在线监督与储存模块对工作报告、测试图片信息、时间位置信息备份储存，并导入数据上传模块。⑤数据上传模块将工作报告、测试图片信息、时间位置信息上传至云端服务器，便于信息的调取与查询。

4 结束语

现如今，智能化技术已经成为电力系统中不可或缺的一部分。为保证电力行业的可持续发展，保证电力企业的稳步前进，保证电力系统的安全可靠，需要合理有效地利用好智能化技术。本文就智能化技术在电力系统中的应用，结合实例阐述了智能化技术的优势与作用。此外，智能手机在电力系统中的运用正是当代智能化与网络化的一种体现，充分利用这种技术对于电力行业的发展具有重要意义。

［1］胡晓月.基于电力系统电气工程自动化的智能化应用分析［J］.山东工业技术，2016（18）：114.

［2］王明伟.基于电力系统电气工程自动化的智能化应用分析［J］.中外企业家，2015（24）：89-90.

［3］禹朝森.探讨电力系统电气工程自动化中的智能化技术的运用［J］.电子世界，2016（19）：47.

［4］李庆娘.基于电力系统电气工程自动化的智能化应用分析［J］.信息与电脑（理论版），2013（2）：93-94.

［5］崔颖.基于电力系统电气工程自动化的智能化的应用［J］.科技创新导报，2015，12（9）：56.

2095－6835（2018）24－0111－02

TM76

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.24.111

韩磊（1988—），男，学士，助理工程师，研究方向为输电线路。

＊本研究得到国家电网有限公司“手机双视系统智能化检测作业装置的研究与应用”群创项目资助

〔编辑：严丽琴〕