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人工智能在输电线路安全运行中的应用

陈建泽

广西电网有限责任公司贵港供电局,广西贵港,537100

摘要: 随着我国电力行业的不断发展,输电架空线路逐渐成为城镇电网建设的重要组成部分,担负的电力供应的主要责任。因此,探讨安全性原则下输电架空线路运维管理的要点,确保输电架空线路能够安全、稳定的运行,对于新时期背景下,我国电力行业的发展具有重要意义。非金属性短路、金属性短路、相间短路、单相接地是影响输电架空线路安全性的主要问题,在安全性原则的指导下,电力管理部门应通过输电线路合理化布局、输电线路合理化优化设计、电网施工规范化管理、输电线路系统化管理等措施确保输电架空线路的安全和稳定运转。
关键词: 人工智能;输电线路;安全运行;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157028
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1输电架空线路的安全隐患

1.1非金属短路故障引起的安全隐患

架空输电线路非金属短路是指输电线路中两个不同电位点通过过渡电阻而不是直接连接而引起的短路现象。架空输电线路发生非金属短路时,短路位置的电阻大于0。与金属短路相比,短路电流较小,但持续时间较长。因此,它将使架空输电线路具有持续的安全风险,造成更严重的危害。

1.2金属短路故障造成的隐患

架空输电线路金属短路是指导线间直接接触或不同电位金属导线直接连接而引起的短路现象。架空输电线路金属短路时,短路位置电阻为0,导致短路电流过大。此时,整个传输线将自动断开并停止动力传输。金属短路不仅会影响架空输电线路的正常供电,导致区域停电,而且会因电流瞬时增加而损坏电力设备,甚至会导致火灾、爆炸等安全事故,对电力设施附近居民的生命财产安全造成严重危害。可见,金属短路故障会给架空输电线路带来巨大的安全隐患。

1.3相对相短路故障带来安全隐患

相对相短路是一种严重的短路故障,它对架空输电线路“相对相短路”是指由三相交流电源组成的三相交流电源,会给架空输电线路带来巨大的安全隐患。目前,“三相四线交流电源”是我国主要的供电方式,即电路中存在三条带电线路和一根零线,“相间短路”是三条带电导线直接连接而造成的无负荷短路现象。根据所涉及带电线路的数量,“相对相短路”可分为两相短路和三相短路两种。当发生相间短路时,短路电路瞬间增大到最大,接触面最小的地方很容易产生电火花。连接导线的烧灼熔化,会导致电气设备损坏、火灾、电气爆炸,人员伤亡严重。

2人工智能技术在电力系统输电线路安全运行中的应用

2.1多源异构数据信息采集与处理技术

基于多视图的数据融合方法研究。研究了基于支持值变换的多视图特征反融合方法,建立了输配电设备运行数据的语义空间,提出了一种基于联合非负矩阵分解的鲁棒多视图特征语义融合方法,实现了输配电设备运行数据的源端融合。

2.2基于聚类分析的多源异构数据挖掘技术

针对输变电设备实时状态、数据采集通道广、数据量大的特点,研究了基于聚类分析的多源异构数据挖掘技术。

跨平台多源异构数据清洗技术。针对输电线路设备状态信息多源、异构、数量大、属性多样的特点,研究了基于统计、聚类、关联分析和时间序列分析原理的多源异构数据清洗技术。

跨平台多源异构数据规范化技术。本文以平均绝对偏差标准化为基础,研究了输配电设备带电检测、在线监测、例行试验、检修、电网运行、环境气象等相关数据的标准化方法。研究了一种统一的多维状态信息建模方法,包括静态属性、准实时状态属性和实时状态属性。

2.3基于大数据分析的输变电设备状态评估技术

建立了基于DS分析法的输变电设备状态评估模型,研究了基于状态信息实时数据流预警技术的输变电设备异常状态快速检测方法。

2.4基于人工智能的输配电装备运维策略

对设备状态信息之间存在的关系进行深入研究,建立设备运行数据与状态间的关联模型。研究基于“事故学习-事件驱动”型的时空状态模型。采用云模型给出采集数据缺乏情况下的可切换时变设备停运模型。研究基于机器学习的适应不同设备类型、不同电压等级、不同运行年限、不同运行环境、不同运行季节等输变电装备评估模型。

3人工智能监测系统的开发与应用

3.1输电线路在线监测

在人工智能的应用领域,专家系统是一个重要的组成部分。对于电力系统来说,开发输电线路在线监测专家系统是非常必要的。其目的是通过对监测系统采集到的数据进行分析,推断出输电线路可能发生的故障点和原因。它包括五个部分:知识库、数据库、解释机制、推理机和人机界面。获取监控系统数据信号的主要手段有远程可视化、线路安全运行、避雷器等,当监控系统运行时,首先启动远程可视化监控模块,将现场情况转化为可视化图像。避雷器和安全操作模块将相继启动。系统将根据各模块的数据分析结果启动综合分析模块,分析结果可作为输电线路早期故障诊断的重要依据,具有一定的参考意义。

3.2数据信号的无线传输

随着无线通信技术的不断发展,可以实现大范围的信号覆盖。在电力系统输电线路检测热点安装传感器,采集监测数据信号,以无限通信网络为载体,实现输电线路运行温度、舞动幅度、避雷器等实时数据的远程传输,无线通信技术将可视化的图像和数据信息传回监控中心,完成监控系统的同步传输,利用人工智能故障诊断技术构建综合信息监控平台,对输电线路的安全运行进行智能监控。

3.3远程视频监控

传输线远程视频监控系统主要由客户端监控软件、图像编辑器、流媒体服务器等部分组成。其核心技术是数据采集、压缩解码、无线网络数据传输等技术。该系统可以实时监测输电线路周围的环境,随时获取输电线路的运行情况,加强对输电线路的管理。图像编码器通过压缩编码技术对采集到的数据信号进行处理,并借助无线通信技术将处理后的数据信号传输给流媒体服务器。管理员只需登录监控软件,对视频流进行解码,即可获得高质量的现场图像,并进行浏览和监控,最后通过人工智能技术对相关信息进行处理。

3.4输电线路的系统管理

在安全运维管理理念的指导下,加强输电线路系统管理是提高架空输电线路运行维护效益,保证架空输电线路安全稳定的重要措施(1)把线路健康状况作为线路基础管理项目的主要内容,通过对架空输电线路运行状态的系统化、规范化管理,从线路的重要性和线路的环境因素两个方面,为输电线路的安全稳定运行打下良好的基础,本文对线路的重要性、故障的严重性、线路故障的概率、覆冰情况、雷电活动、设备的社会环境等进行了统计分析,并对架空输电线路的运行维护要求进行了综合评价,线路运行维护工作的重点、重点内容和具体策略(3)加强架空输电线路的检查管理,认真做好定期检查、故障检查和专项检查,准确掌握架空输电线路的实施和运行情况,及时排除运行故障和安全隐患,实现输电线路安全稳定运行。

结论

为了保证电力行业的稳定运行,分析了人工智能技术在电力系统输电线路安全运行中的应用。主要包括多源异构数据信息采集处理技术、基于聚类分析的多源异构数据挖掘技术、基于大数据分析的输配电设备状态评价技术等,以及基于人工智能的输变电设备运行维护策略。

参考文献:

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