电力系统中的智能变压器技术研究

人工智能技术在电力系统中的应用

随着经济和科技水平的快速发展，人工智能技术的成熟给电力系统的发展带来了巨大的变化，尤其在电气设备监测和电力物联网等方面最为突出。通过使人工智能技术与电力系统的安全运行相结合，相比较人为操作，不仅大幅度提高了工作人员的效率，而且使供电的可靠性和安全性得到了更高的保障。传统运行模式下的电网目前正在逐步转型为智能化电网，越来越多的电力设备通过与AI技术相结合，可形成一套高效运作的电力物联网系统，使其发挥出高智能、高准确、高效率的特点。具体方面，还需要结合当前AI技术的发展方向和应用成果进行更多的研究与探索。

标签：人工智能;电力物联网;智能电网

引言

随着社会经济的快速发展，人工智能技术已经逐渐渗入到社会的各个行业当中，越来越多的人们对人工智能技术开始抱有客观和理性的认识。如今的AI技术已经进入到快速发展时期，智能化的应用范围越来越广，目前我国各个方面对电力能源的需求越来越大，但是供电的质量和可靠性仍未达到相应的指标，这促使传统电网必须向更加可靠和安全的方向发展。在电网容量日益增大与电压等级不断提高的发展趋势中，自动保护装置也亟待向更加智能化的方向进行创新和发展。随着人工智能技术的快速兴起，智能电网的研究与应用开始进入到电力工业发展的潮流阶段，人工智能技术为电力系统的智慧化运行提供了重要的技术支撑，将现代AI技术成果的智能化、快速化和准确化与电网的故障修复、电力自动化调度以及自动保护装置结合起来，既可以保证电网运行的安全性和可靠性，又可以实时评估和分析电网中重要设备的运行参数，减少工作人员在巡检过程的复杂程度。

1人工智能的优点

1.1并行性

人工智能技术具有很强的并行性。这是因为在人工智能系统内部中存在着许多相对比较简单的处理单元，尽管这些小单元很简单，但其处理能力却非常高。另外，这些小单元通过相互组合的方法，能够参与或完成并行活动，其信息处理效率及能力异常惊人。

1.2记忆性

人工智能图像识别技术在电力系统中的应用

作者：白旭 宋祉明 李成刚

来源：《中国新技术新产品》2020年第17期

摘; 要：该文主要从人工智能图像识别技术的应用概况角度出发，阐述了人工智能图像识别技术在电力系统中的应用设计，叙述了人工智能图像识别技术的应用内容，论述了基于计算机视觉的图像处理识别平台的应用情况，并对应用难点及解决措施进行探究，从而为人工智能图像识别技术在电力系统中的实践提供参考。

关键词：人工智能;识别技术;电力系统

中图分类号：TP18; ; ; ; ; 文献标志码：A

0 引言

基于人工智能的图像分析识别技术在电力系统中的实践应用时，主要研究和分析了如何通过二次屏柜进行智能监控，有效设计指示灯、开关、压板、仪表盘等不同监控对象的图像识别分析算法，有效规划系统结构设计及安装部署，依照数据管理及显示平台等多个层面，优化整个系统的运行成本以及稳定性。

1 人工智能图像识别技术在电力系统中的应用设计

1.1 人工智能图像识别技术应用概况

首先，电力系统中的所有监测视频均通过以太网传输至智能算法在线分析服务器进行识别、分析及上传数据。其识别对象涵盖大部分的二次屏柜内部对象，包括指示灯面板、开关状态、压板状态和仪表数字等。其次，开发数据管理及展示平台，将汇集的信息数据及监控画面显示至监控屏幕，供工作人员进行异常状态的监测、往期数据查询和报表查看等。最后，开发相应的App，便于工作人员随时查验现场情况[1]。

1.2 人工智能图像识别技术在电力系统中的应用设计分析

首先是人工智能图像识别技术在电力系统中的应用硬件设计，其要对分布式智能图像采集单元硬件进行设计，图像辅助监控系统的硬件主要由分布式视频采集单元、以太网传输媒介、网络交换机、网络路由器及监控管理服务器等设备组成。采集的图像分别传输至图像识别服务器及采集管理服务器。其次是软件的应用设计，主要是对集控信息系统软件进行设计，该采集单元的软件主要由以下4个部分组成。1）CMOS图像传感器驱动与参数配置。2）以太网驱动及协议栈。3）图像预处理与图像编码，裁取图像有效区域，在不影响图像识别精度的前提下，通过有损图像压缩编码，大幅度减少数据冗余，便于后续传输与存储。4）数据监控服务器协议设计，如何高效、低成本的管理分布式智能图像采集终端是该项目的难点之一[2]。

新型智能电力配电系统的研究与设计

随着社会的不断进步和科技的不断创新，新型智能电力配电系统的研究与设计已经成为一个热门的话题。为了更好地满足人们对电力的需求，提高用电的效率，更好地解决能源和环保问题，科技工作者们开始研究智能电力配电系统，探索出一种可以更好地适应现代社会需求的电力配送解决方案。

一、新型智能电力配电系统的定义及意义

新型智能电力配电系统是指利用先进的技术手段和智能化设备，将能源以一种更好的方式输送到消费者手中的一种电力配电系统。该系统可自动化和智能化的实现对用电设备的监测、控制、反馈和故障诊断等操作，从而实现能耗的节约和用电的高效，更好地满足人们在生活、工作和生产等方面的电能需求。

新型智能电力配电系统的出现意义重大。一方面，它可以大幅减少能源的浪费，提高能效，从而更好地保护环境和节约资源。另一方面，它还可以更好地满足人们日常生活、工作和生产等用电需求，降低由于电力负荷过重带来的停电、短路等问题，为社会的发展提供更为稳定和安全的基础设施。

二、新型智能电力配电系统的原理

新型智能电力配电系统的原理主要是基于计算机网络技术、传感器、智能控制器等现代技术手段进行建设，实现对电力输配过程的实时监测和控制。该系统采用智能化配电装置和集中控制器作为核心部件，实现对网络化配电系统的自动控制和数据采集，从而实现对系统中各个环节的数据实时监测、处理和分析。

三、新型智能电力配电系统的优势

与传统的电力配电系统比较，新型智能电力配电系统具有以下几个优势：

1. 有效提高能源利用效率，降低运行和管理成本，为用户节约能源支出。

2. 通过自动化精准控制，可以避免电力短路、火灾等事故的发生，提高了人们对电力安全的信心。

3. 可以自动监控大型变电站和输电线路的状态，及时检测出故障并通过智能控制器进行调整，提高了系统的可靠性和稳定性。

4. 通过数据的采集、处理和分析，可以实现对用电设备的远程监测和优化控制，提高了设备的寿命和效率。

电力变压器智能化技术的若干方面思考

科学技术的发展极大的推动了社会的进步，就电力行业而言，现阶段人们对电网系统的要求越来越高，电网系统的智能化是顺应时代发展的结果。电网系统智能化的基础就是电网设备的智能化，所谓电网智能设备指的就是为电网中的高压设备配置一定的智能组件，从而使得整个电网系统向着信息化和自动化的方向发展。智能组件的存在为整个电网系统的检修带来了一定的机遇，为了顺利开展电网检修工作，相关人员首先需要获取一定的电网状态数据，如何获取有效的数据是非常值得探讨的问题。其次，相关人员还需要对电网系统的运行状态进行评估，如何实现科学合理的评估也是必须关注的问题。利用智能组件解决上述两个问题是可行的，笔者以电力变压器智能化为研究对象，首先利用传感器来收集变压器和电抗器的各种实时信号，然后通过智能专家系统来分析和处理收集到的信号，及时发现变压器中的潜伏故障，进而及时解决问题，保证整个电网系统可以安全稳定的运行。

1、总体功能设计

本系统中的智能组件是电力变压器高压设备的重要组成部分，所谓智能组件指的就是多种智能化电子装置的集合，智能组件可以实现的功能是十分强大的，具体来讲包括对系统中变量的测定，对系统潜在故障的检测，对整个系统的控制等等。

在本系统中，连接变压器高压设备和智能组件的装置主要有两种，分别是传感器和控制器。当系统正常运行时，智能组件发挥的主要作用包括：第一，对系统运行的状态进行测定；第二，对表征系统运行状态的数据进行储存；第三，对储存的系统状态数据进行一定的处理；第四，实现对分接开关的自动化操作；第五，实现对变压器冷却装置的自动化控制。智能组件需要和上一级的系统进行联系，连接纽带是IEC61850通信协议。

智能组件发挥作用主要借助的是各种类型的IED，就整个智能组件而言，最为关键的就是主IED。主IED不但可以保证智能组件实现对表征系统运行状态的数据的存储和分析，还可以保证智能组件实现对变压器冷却装置的自动化控制以及对对分接开关的自动化操作。 下面主要介绍一下本文中的变压器智能组件如何实现对系统运行状态数据的传送，如何实现对系统运行状态的分析以及如何实现对系统的整体控制：