2021年河北省保定市揭榜挂帅榜单任务——《基于人工智能与知识图谱的变电关键设备故障检测技术研究》项目

为深入贯彻党的十九届五中全会、省委九届十次全会和保定市第十二次党代会精神，以落实“激情奋进‘十四五’、再造一个新保定”为主线，着力提升我市科技攻关能力和创新水平，积极探索改革科技计划项目组织管理方式，市政府决定开展“揭榜挂帅”工作，现将2021年河北省保定市揭榜挂帅榜单任务——《基于人工智能与知识图谱的变电关键设备故障检测技术研究》项目说明申报有关事项通知如下：

近年来，随着现代电网向智能化、数字化、智能化不断发展，越来越多的消纳了清洁、高效、多样的灵活性资源，如新能源发电、分布式电源、新型电力设备等，智能电子设备具有具有高时变高复杂的特点，其大量引入给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战。其中，变电关键设备是保障电网安全可靠运行的重要连接节点，针对变电装备运维难点和电力系统数据特征，通过研究多源信息采集与处理技术，依托不同平台，借助数据融合与人工智能技术全方位获取变电关键设备运行过程中的各项数据，如设备状态、实时状态、电网运行指标等，从而对多源异构数据进行处理，并进行规范化使用，实现视频、图像、文本等多源电网数据的源端融合。

为响应保定市“十四五”期间提出的大力发展输变电智能电网设备，推动能源数字化发展的倡议，充分发挥华北电力大学科研平台与高水平人才优势，将碳达峰、碳中和作为项目发展布局的核心要求，并以此为导向和标尺，推动变电智能设备状态监测与故障诊断关键技术的攻关。

本项目主要研究内容如下：

（1）研究变电关键设备海量多源异构数据预处理方法以及变电关键设备局部放电信号小样本数据集特征增强方法；攻克复杂电磁环境中设备监测信号低损耗、低畸变、低算力需求下的自适应干扰抑制难题；研发变电关键设备多源异构数据可视化降维算法。

（2）建立热、电、力多场耦合仿真模型，研究不同现场环境参数下变电主设备局部放电多元传感信号传播规律；基于多带宽阵列传感技术研发高灵敏度的变电关键设备低功耗多源传感器；研究变电关键设备局部放电多源传感器优化布置方案。

（3）研究变电关键设备局部放电缺陷记录文本库知识图谱构建技术；研发基于深度学习的变电关键设备局放故障精准辨识算法，建立知识-数据联合驱动的变电关键设备故障智能诊断与健康管理模块；开发适用于变电侧现场复杂电磁环境的设备状态检测与故障诊断系统，并进行试验验证与现场示范。

应用基于人工智能与知识图谱的输变电关键设备故障检测技术，可以充分利用海量多元异构数据的价值来实现对设备故障的精准辨识与健康管理，可有效提升设备检修效率，提高电网运行的经济效益。具体成果技术指标为变电关键设备典型局放故障识别精度达到85%，主要部件处典型局放故障空间定位精度达到10cm，包含局部放电信号预处理、局放模式识别、局放故障定位以及局放故障诊断等多种功能模块。项目研发的低功耗多源传感器支持宽频电流、超声、特高频等多种传感器信号采集与预处理工作。

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