变电运行中的安全风险识别与预控体系构建

变电运行中的安全风险识别与预控体系构建

李海霞

海南电网有限责任公司海口变电运检分公司 海南海口571600

摘要：

变电运行安全风险管控对电力系统安全稳定运行具有重要意义。通过分析变电站运行过程中设备缺陷、操作失误和外部影响等风险源，建立了基于大数据分析和人工智能的风险识别方法，结合设备状态监测、环境感知和人员行为分析，构建了多维度预警预控体系，实践表明，该体系能有效提升风险预判准确率，降低事故发生概率，为变电站安全管理提供科学依据和技术支撑，对提高电网运行可靠性具有重要实践价值。

关键词：变电运行；风险识别；预控体系；安全管理；状态监测

引言：

随着电网规模不断扩大、设备数量持续增加，变电运行中的安全风险呈现出复杂性和多样性特征，传统的被动式、经验式管理模式已难以满足现代化电网安全运行需求，利用新一代信息技术，建立主动预防、系统管控的风险防范机制，实现风险早期识别和有效预控，是当前亟需解决的重要课题，基于此，深入研究变电运行风险识别方法，构建科学完备的预控体系具有重要意义。

一、变电运行安全风险源分析

（一）设备本体风险源

变电站核心设备包括主变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、避雷器等关键设备，在长期运行过程中存在绝缘老化、机械磨损、接触电阻升高等潜在风险。主变压器运行中易出现局部放电、铁芯发热、绕组变形、套管破损等问题，高压开关设备可能发生操作机构故障、SF6气体泄漏、触头烧损等异常，二次设备方面，保护装置存在误动、拒动风险，监控系统面临数据传输中断、显示异常等隐患，电缆分接箱、端子排等辅助设备同样存在接地不良、连接松动等安全隐患，设备本体风险具有潜伏性、渐变性特点，需要通过状态监测手段及时发现和处理。

（二）外部环境风险源

变电站运行环境中的自然因素和人为因素构成重要风险源，自然环境方面主要包括雷电、大风、暴雨、冰雪、地震等极端天气和自然灾害的影响，这些因素可能导致设备损坏、绝缘击穿、杆塔倾倒等事故。人为环境因素涉及施工作业、交通运输、社会治安等方面，施工车辆碰撞、违章动土、外部破坏等行为都可能威胁变电站安全运行，电磁环境干扰、粉尘污染、鸟害、小动物侵入等因素也会对设备造成不利影响，环境风险具有突发性、不确定性特征，需要建立完善的监测预警机制，采取针对性防范措施，确保变电站安全稳定运行[1]。

二、风险识别与评估方法

（一）多源数据融合的风险识别技术

变电站风险识别采用多源异构数据融合技术，整合设备在线监测、离线检测、运行参数、历史故障等多维数据，通过深度学习算法对振动信号、红外图谱、局部放电、油色谱等监测数据进行特征提取和模式识别，实现对设备潜在故障的早期发现，在数据采集层面部署智能传感器网络，采用光纤测温、特高频局放、油中溶解气体等先进检测手段，构建全方位数据采集体系。数据处理方面，运用卷积神经网络处理图像数据，使用长短期记忆网络分析时序数据，采用支持向量机进行故障特征分类，建立知识图谱，将专家经验数字化，结合设备健康状态评估模型，形成智能化风险识别方案，通过边缘计算技术实现数据就地处理利用5G网络进行数据高速传输，在云平台完成深度分析和综合研判最终输出风险识别结果。

表1： 数据处理算法性能指标表

（二）风险等级评估模型

基于贝叶斯网络和模糊综合评价方法构建风险等级评估模型，实现对识别风险的定量分析和分级管理。评估指标体系包含设备状态、环境影响、管理水平等多个维度，采用层次分析法确定各指标权重，针对不同类型设备建立评估子模型，如主变压器评估重点考虑绝缘状况、负载水平、冷却效果等因素，开关设备评估侧重机械特性、绝缘强度、操作可靠性等方面，通过蒙特卡洛仿真方法分析各风险因素的耦合关系和演化规律建立风险概率预测模型。结合设备重要性、影响范围、故障后果等要素，将风险等级划分为危急、严重、中等、轻微四个等级并制定相应控制措施，模型采用自适应算法，能够根据新增数据不断优化评估准确性，实现动态评估和智能预警，建立风险评估预警阈值，当评估结果超过预设阈值时，自动触发预警机制，确保及时发现和处置高风险隐患。在评估过程中引入神经网络算法对历史数据进行深度挖掘，建立设备状态劣化趋势预测模型，提前识别潜在风险，通过引入专家系统将运维人员积累的经验知识转化为评估规则，提升模型的实用性和可靠性，评估结果采用可视化方式呈现，直观展示风险分布情况和变化趋势，为运维决策提供数据支撑，评估模型还具备自诊断功能，定期评估模型性能，优化评估参数，确保评估结果的准确性和时效性[2]。

三、预控体系架构设计

（一）分层分级预控机制

变电运行预控体系采用"设备层-站级层-网络层"三级架构，实现风险分层分级管控。设备层部署智能预控单元，通过嵌入式系统对设备运行状态实施实时监控设定保护限值，建立一级防护屏障，监测参数包括温度、振动、压力、电气量等关键指标，采用边缘计算技术进行数据预处理和初步分析，站级层构建预控管理平台，整合各类监测数据和控制信息，运用数字孪生技术建立变电站虚拟模型，实现设备状态可视化展示和动态分析。基于深度学习算法开发预测性维护模型，对设备劣化趋势进行评估预测，提前部署维护策略，网络层通过智能调度系统统筹协调各变电站资源，建立预控联动机制，实现跨站协同和统一管理，运用大数据分析技术挖掘历史运行规律，优化预控策略，提升系统整体防控能力，各层级之间通过高速通信网络实现数据互联互通，确保预控指令快速准确执行。

（二）闭环管理与持续改进

预控体系运行基于PDCA循环理念，构建计划、实施、检查、改进的闭环管理机制，在计划环节根据风险评估结果制定差异化预控方案，明确管控重点和具体措施，建立预控指标体系，设定管控目标，细化任务分工。实施阶段通过智能化手段落实预控措施，运用物联网技术实现远程监控和智能巡检，建立标准化作业流程，检查环节采用在线监测与人工核查相结合方式，评估预控效果，识别管理薄弱环节，通过大数据分析平台对预控数据进行挖掘分析评价预控措施有效性，发现改进空间，改进阶段针对发现问题优化预控策略，完善管理制度，提升预控效能，同时建立预控知识库，总结成功经验，固化管理成果。通过管理流程再造、技术升级改造、人员能力提升等措施不断完善预控体系，建立预控效果评价机制，定期开展绩效考核，形成持续改进动力，通过闭环管理确保预控措施落实到位实现风险管控水平稳步提升，预控体系还需要具备自我学习和优化能力，通过人工智能技术提升预控决策智能化水平实现预控体系的动态优化和持续演进[3]。

结束语：

变电运行安全风险识别与预控体系的构建是一项系统工程，需要运用科学方法，采用先进技术，建立健全风险管理机制，通过风险源分析、识别评估和预控措施实施形成了完整的风险管控闭环，在实际应用中，该体系显著提升了风险防控能力，为确保变电运行安全可靠奠定了基础，未来将进一步优化预控模型，提高智能化水平，持续增强风险管控效能。

参考文献

[1]冯志斌.电力系统变电运行安全分析[J].科技风,2020,(03):171.

[2]植祺荣.强化变电运行安全风险管理的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017,(13):2.

[3]周永锋.浅谈强化变电运行安全风险管理的策略[J].科技创新与应用,2016,(04):197.