智能变电站状态监测技术及应用(3)

3 电力设备智能状态监测专家系统

专家系统(Expert Systems)是人工智能中的一个重要分支，是关于问题求解的一种智能软件。它是一种在相关领域中具有专家水平能力的智能程序系统。它能利用领域内专家多年积累的经验与知识，模拟人类专家的思维过程， 求解需要专家才能解决的困难问题。专家系统通过知识进行推理，在问题所在的领域内推导出满意的答案，即“专家系统=知识+推理”，这区别于常规计算机程序“程序=数据结构+算法”的一般模式，以达到“智能监测、智能判断、智能管理、智能验证”的目的。变电站故障诊断专家系统主要是根据电气设备如断路器、变压器、避雷器和容性互感器等一次设备进行开发和研究。专家系统主要包括：数学模型和专家评估模型两大块。数学模型是指利用改进的数学模型， 把历史数据库中的监测数据进行推理分析， 诊断出运行电力设备的健康状况。专家评估模型是指利用知识库和推理机诊断运行电力设备的故障情况， 也可以采用人机交互诊断混合推理策略， 对运行电力设备提出维护方案。变电设备专家诊断系统作为状态监测的核心技术和最终目标，需要依托监测技术和计算机技术，目前仍处于研究发展阶段。

4 智能变电站综合告警系统

智能状态监测系统按照站内信息高度集成共享的原则，一次设备状态监测平台的信息量，除了常规的四遥信息外，还融入了大量设备的状态信息、动态PMU 信息等。信息的高度融合与共享，对现有的变电站监测系统， 如果按照传统的报警信息分类和组织模式，当变电站发生事故时，监控报警信息窗中将充斥着成百上千的提示、预告信息及事故信息，出现滚屏刷屏现象，监控值班员眼花缭乱，无所适从，很难抓住重点，很容易遗漏重要告警信号，延误处理使变电站运行值班人员无法在短时间内准确判断事故原因，不利于事故的及时处理。智能变电站实现了基于IEC 61850 技术实现了变电站全景数据的高度整合， 但如何实现基于变电站告警信息的综合分析和变电站运行异常处理专家系统， 为变电站值班人员进行事故处理提供辅助决策， 是提高变电站运行和管理水平以及智能化程度的重要标志之一。

智能状态监测系统融合了报警信息综合展示、变电站异常信号分析与处理辅助决策系统， 构建对变电站运行设备状态的监视功能， 并将变电站所有故障信号进行分类管理，建立多重故障推理模型，从而实现事故异常的辅助决策。5 电力变压器故障诊断专家系统诊断实例变压器异常现象往往是从变压器外表暴露出来的，如听到异常声音、闻到异常气味、瓦斯继电器动作报警、油温升高等，所有这些故障现象均是由变压器内部故障波及到外部的结果[5]。测试实例： 某主变气相色谱分析的结果如表1所示。

查询变压器局部放电监测数据， 发现有轻微的局放信号发生。根据变压器油中溶解气体的含量变化，在主变故障诊断专家系统中输入表征故障现象，进行初步判断。综合局部放电信息，再结合其他运行和试验数据，分析验证输出故障原因。专家系统初步给出故障原因为金属异物悬浮放电、开关接触不良放电、将军帽悬浮电位放电和油流放电等。故障后对主变压器吊芯检查，发现套管均压球松动，产生悬浮放电故障。

6 结束语

变电设备智能状态监测技术还处于发展起步阶段，根据其现状及特点，提出以下建议：

(1) 将成熟的监测技术引入电网一次设备，提高智能一次设备的监测有效性和准确性。智能一次设备已成为明确的发展方向，只有进一步提高智能一次设备实用性，才能保证其良性发展。

(2) 促进智能一次设备状态监测技术与传统二次技术的融合，真正实现测、计、控、检、保五大功能与一体，其信息共享畅通、功能融合良好、运行操作可靠。

(3) 进一步开发智能一次设备的综合分析系统，实现状态评价、寿命预估、故障诊断的高级应用功能。使得智能组件的设备状态综合评价结果与专业技术人员的评价结果基本一致， 智能化水平明显提升。

(4) 加强智能设备入网的检测、检定工作。智能设备尚处于发展阶段，产品不成熟，只有建立健全入网检测、检定工作，将该工作体系化、常态化、标准化、专业化，才能保证产品质量，切实提高一次设备智能化水平。

参考文献：

[1] 冯军. 智能变电站原理及测试技术[M]. 北京：中国电力出版社，2011.

[2] 王风雷. 电力设备状态监测新技术应用案例精选[M]. 北京：中国电力出版社，2009.

[3] 严璋. 电气绝缘在线监测技术[M]. 北京：中国电力出版社，1995.

[4] 王乃庆. 绝缘在线监测技术的实用性、经济性和可靠性[J].电网技术，1995，23(8)：65-67.

[5] 吴立增. 变压器状态评估方法的研究[D]. 保定：华北电力大学博士学位论文， 2005.

作者简介：金逸(1978)，男，江苏南京人，工程师，从事电力调度、科技管理工作;刘伟(1980)，男，江苏盐城人，工程师，从事高电压绝缘、智能电网技术研究工作;査显光(1985)，男，安徽池州人，工程师，从事高电压试验、状态监测技术研究工作;费益军(1978)，男，江苏无锡人，高级工程师，从事高电压绝缘、状态监测技术研究工作。