无人值守变电站的正常运行,离不开一套精准、可靠的监测系统,而分布式局放监测,就像是无人值守变电站的“神经末梢”,负责感知每一个关键设备的运行状态,及时传递故障信号。但在实际场景中,变电站内存在大量电磁干扰、环境噪声,这些“杂音”会混入局放信号中,导致监测系统误报、漏报,不仅增加运维人员的无效工作量,还可能因误报忽略真正的隐患,影响变电站安全运行。如何通过AI滤除噪声、只报真警,成为分布式局放监测在无人值守变电站应用中的关键。
首先我们要明白,变电站内的噪声主要来自哪里?主要分为两类:一类是电磁干扰噪声,比如变压器、开关柜运行时产生的电磁信号,以及周边电力线路的电磁辐射;另一类是环境噪声,比如风吹、设备振动、雨滴撞击等产生的信号。这些噪声与局放信号叠加在一起,就像是在清晰的声音中混入了杂音,让系统难以分辨哪些是真正的局放信号,哪些是干扰噪声。
传统的噪声过滤方式,多采用简单的阈值筛选,只能过滤掉明显的强噪声,对于与局放信号频率相近、强度相当的弱噪声,很难有效过滤,导致误报率居高不下,部分场景误报率甚至超过30%。而AI技术的应用,彻底解决了这一难题——通过AI算法对信号进行深度分析,精准区分局放信号与噪声信号,实现“噪声过滤、真警识别”,让监测系统只传递真正的故障预警。
分布式局放监测结合AI滤除噪声、只报真警的核心逻辑,是“信号采集特征提取AI区分真警推送”。首先,通过分布式监测终端,采集变电站内各关键设备的信号,这些信号中包含局放信号和各类噪声;其次,通过AI算法提取信号的特征,比如局放信号的脉冲幅值、相位分布、频次等,与噪声信号的特征进行精准区分;再次,利用训练好的AI模型,对提取的信号特征进行判断,过滤掉噪声信号,保留真正的局放信号;最后,当检测到真实的局放异常时,系统自动发出预警,避免误报、漏报。
陕西人合昇科技在无人值守变电站的局放监测中,积累了丰富的AI噪声过滤经验,其为陕北某500kV无人值守变电站打造的分布式局放监测系统,就成功实现了“只报真警”,大幅提升了监测可靠性。该变电站设备密集、电磁环境复杂,此前采用传统监测系统,每天误报次数多达数十次,运维人员频繁往返现场排查,不仅耗时耗力,还曾因误报忽略了一次真正的局放隐患。
人合昇针对该变电站的电磁环境特点,对AI噪声过滤算法进行了专项优化,打造了适配该场景的分布式局放监测系统。系统通过分布式终端采集信号后,首先采用小波变换算法进行初步降噪,过滤掉明显的环境噪声;随后,利用自主研发的AI特征识别模型,提取局放信号与电磁干扰噪声的差异化特征,比如局放信号的脉冲持续时间、相位分布规律,与电磁干扰噪声的随机特性进行精准区分,能有效过滤掉98%以上的干扰噪声。
同时,系统还引入了“多维度验证”机制,结合设备的温度、振动等数据,对识别出的局放信号进行二次验证,确保预警的准确性。比如,当系统检测到疑似局放信号时,会同步查看该设备的温度数据,若温度也出现异常,则判定为真警,立即推送预警;若温度正常,则进一步分析信号特征,排除噪声干扰。
该系统投用后,误报率从原来的30%以上降至2%以下,每天仅出现12次误报,甚至有时连续数天无任何误报。运维人员无需再频繁排查无效预警,只需专注于真警处置,运维效率提升80%以上。此外,系统还成功预警了3起轻微局放隐患,运维人员及时处置,避免了隐患扩大,保障了无人值守变电站的安全稳定运行。
人合昇的实践经验表明,AI滤除噪声、只报真警,并非简单的算法叠加,还需结合变电站的实际电磁环境,针对性优化算法参数,同时结合多维度数据进行验证,才能提升过滤精度。对于无人值守变电站而言,只有实现“只报真警”,才能让分布式局放监测真正发挥“神经末梢”的作用,为无人值守模式提供可靠支撑,保障变电站安全、稳定运行。
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