电气一次设备智能化评估模型研究

　　候先锋

　　【摘 要】电气一次设备的智能化在工业和能源领域中扮演着越来越重要的角色。为了更好地评估设备的智能化水平，本研究针对电气一次设备智能化评估的问题进行探讨，旨在构建一个完善的评估模型，以量化评价设备的智能化程度，并对其未来发展方向进行预测和分析。

　　【关键词】电气一次设备；智能化评估；模型建设

　　电气一次设备作为电力系统的基础设施，对电能的分配和保护起着重要的作用。随着信息技术的迅猛发展与应用，电气一次设备逐渐向智能化方向发展。然而，当前对电气一次设备智能化水平的评估仍存在一些问题，如缺乏一套完整的评估模型，使得评估结果难以客观、准确地反映设备的智能化水平。因此，有必要进行深入研究，构建一个全面、可靠的评估模型，以指导电气一次设备的智能化改造和发展。

　　一、电气一次设备智能化评估技术的相关概述

　　（一）电气一次设备智能化评估技术的概念

　　电气一次设备智能化评估技术是指对电气系统中的一次设备，如变压器、断路器、保护装置等进行评估和分析的技术手段，目的是评估设备的智能化水平，并提出相应的改进方案和优化策略，以满足现代电力系统对自动化、智能化等方面的要求。在传统的电力系统中，一次设备主要采用机械和电气传动控制技术，运行状态需要人工监测和手动操作，随着电力系统的发展和智能化的需求，电气设备需要具备更高的自动化、可靠性和智能化水平，以提升电力系统的运行效率和安全性[1]。电气一次设备智能化评估技术主要通过以下方式来评估和分析设备的智能化程度：首先，对设备的硬件结构、组成部件和质量进行评估，包括设备的结构设计、材料选择、紧固件焊接等方面，用于判断设备的可靠性、可维护性和升级改造的可能性。其次，评估设备的功能特性，包括设备的操作方式、保护功能、自动化程度等，以及设备的性能指标，包括响应速度、抗干扰能力、稳定性等方面，以此判断设备是否符合现代电力系统对自动化、智能化运行的要求。此外，还应根据电力系统的智能化程度和发展需求，评估设备是否能够适应自动化、智能化运行的要求，为设备的改进与优化提供方向和策略。在评估的基础上，可以提出相应的改进措施和优化方案，以实现电气设备的智能化升级，提升设备的自动化水平、可靠性和安全性。

　　（二）电气一次设备智能化评估技术的特点

　　电气一次设备智能化评估技术综合考虑了设备的硬件、功能、性能等方面，全面评估设备的智能化水平，通过多项指标的综合评估，可以得出全面准确的评估结果，并提供科学的改进方案。首先，通过建立完备的评估体系和评估方法，确保评估过程的系统性，而评估体系包括硬件评估、功能评估、性能评估等多个方面，评估方法包括实地检查、数据分析、实验仿真等多种手段。其次，评估技术应用的目标是确定设备的智能化程度，并提出改进方案，指导电力系统运营单位制定智能化改造计划，优化设备运行策略，提高电力系统的运行效率和可靠性[2]。此外，电气一次设备智能化评估技术还可以定期评估设备的运行状态，保持设备的智能化水平与时俱进，且随着电力系统发展的需求变化，对一次设备的智能化要求也会不断提升，通过持续评估，可以及时发现设备的短板，并采取措施进行改进和升级。最后，该评估技术融合了一系列实践经验和技术手段，可行性较高，并能提供具体的改进建议，且评估结果和改进方案是针对具体设备和实际情况而制定的，具有一定的可操作性和实际应用价值。总之，电气一次设备智能化评估技术具有综合性、系统化、目标导向、持续性和实用性等特点，通过评估和改进设备的智能化水平，可有效提高电力系统的运行效率和可靠性。

　　二、电气一次设备智能化评估模型的建设策略

　　（一）确定评估指标

　　在建设电气一次设备智能化评估模型时，首先应参考国家和行业标准、规范，如电力设备智能化评估标准、电气系统自动化标准等，并查阅已有的相关研究成果和文献，尤其是有关电气设备智能化评估的学术论文、研究报告等，借鉴和参考已有的评估指标，在节省时间和资源的同时，还可确保评估的全面性和科学性。其次，与相关领域的专家进行咨询和讨论，听取他们的意见和建议，专家可根据自身的经验和知识，提供宝贵的评估指标候选项，并指出一些常被忽视但非常重要的指标。此外，还应综合考虑电力系统的实际需求和智能化目标，确定针对一次设备智能化评估的关键指标，如依据智能化要求，确定设备是否具备远程监控、自动故障诊断、数据交互等功能。最后，需确保评估指标的综合性和全面性，评估指标应覆盖设备的硬件、功能、性能等方面，既能反映设备的智能化水平，又能为方案改进和策略优化提供参考。在确定评估指标时，可综合考虑上述方法和原则，灵活运用不同的方法进行指标的筛选、组合和优化，以建立符合实际情况的评估指标体系，并充分考虑设备类型、行业特点和先进技术的发展动态，与时俱进。

　　（二）构建智能化评估模型

　　首先，应确定评估模型的结构，即评估指标之间的关系以及权重的确定，可采用层次分析法（AHP）、模糊综合评判法、灰色关联度法等方法来构建模型，并根据评估指标之间的相关性和重要程度，构建一个层次结构，将指标分为不同的层次和子层次[3]。同时，使用AHP方法，通过专家访谈或问卷调查等方式，获取不同层次指标之间的权重，用于后续计算和综合评估，并根据专家的经验和知识，对不同指标进行两两比较并确定权重，最终得到层次结构中各个指标的权重。其次，对评估指标的数据进行归一化处理，将不同单位和不同量级的指标统一化，便于后续的计算和比较。归一化方法可采用线性变换、指数函数等方式，确保各个指标的取值范围相近。此外，还应根据模型结构和权重，对归一化后的评估指标进行计算和综合评估，并采用加权求和、加权平均、模糊综合评判等方法，得出设备的智能化水平得分或等级。最后，需对构建的模型进行验证和优化，确保模型的准确性和可靠性，可使用已有数据进行模型的验证，比较模型评估结果与实际情况是否一致，并根据验证结果，优化模型的结构和权重，使其更加符合实际情况。

　　（三）加强数据分析和处理

　　在进行电气一次设备智能化评估数据分析和处理的过程中，可通过设备的测试和监测系统，获取设备的运行数据，包括响应时间、电流电压波形、温度等参数，并到实际现场对设备进行检查，观察设备的硬件结构、操作方式、运行状态等，采集设备的功能特性数据，包括设备的操作方式、保护功能、自动化程度等，用于评估设备的智能化程度和功能完备性。同时，收集设备的性能参数数据，如响应时间、抗干扰能力、稳定性等，用于评估设备的性能指标和智能化运行的适应性。其次，需对收集到的数据进行整理和清洗，包括数据的排序、去除异常数据、补充缺失数据等，确保数据的准确性和完整性，并对不同单位和不同量级的数据进行归一化处理，将其映射到统一的取值范围，便于后续的分析和比较。此外，还应根据评估的目标和问题，选择合适的数据分析方法，如统计分析、相关性分析、回归分析、聚类分析等方法，并结合评估目标和问题，对得到的结果进行适当解释和说明，进一步提出改进方案和优化策略。在数据分析和处理的过程中，应注意数据的可靠性、合理性和保密性，确保分析结果的准确性和可信度，并根据具体情况选择合适的分析方法和工具，确保分析过程的科学性和有效性。

　　（四）优化智能终端设计

　　构建电气一次设备智能化评估模型前，首先应了解用户对智能终端的需求和期望，包括使用场景、功能要求、交互体验等方面，通过用户调研确定设计的方向和重点，确保设计的智能终端符合用户的实际需求。同时，根据用户需求和设备的实际情况，确定智能终端的功能模块和核心功能，包括设备状态监测与诊断、远程控制与调试、数据采集与分析等，灵活选择和设计各个功能模块，并确保其相互配合，以提供全面的智能化服务。

　　其次，在设计智能终端的用户界面时，注重用户体验和操作简便性，界面设计应简洁明了，符合用户的使用习惯，提供直观、友好的交互方式，并考虑不同设备类型和层次的用户，提供灵活可调的界面风格和显示方式。此外，还应优化智能终端与设备之间的数据交互和通信方式，采用合适的通信协议和技术，确保数据的稳定传输和及时响应，并考虑设备的可扩展性和互联互通，支持与其他设备和系统的数据交互和协同工作。在智能终端的设计过程中，需重视设备的安全性和数据的保护，可采用安全认证和加密技术，防止未经授权的访问和数据泄露，并考虑设备的可信度和抗干扰能力，保证其正常运行和稳定性。

　　最后，在设计智能终端时，还需考虑设备的可维护性和升级空间，可采用模块化设计，方便对各个功能模块进行维护和升级，并提供远程诊断和固件升级的功能，减少现场维护的工作量和成本[4]。在智能化评估模型的运行过程中，还需定期收集用户的反馈和意见，了解他们对智能终端的使用体验和功能需求，并根据用户反馈和市场变化，持续改进和优化智能终端的设计，不断提高其智能化水平。

　　（五）加强设备选型和校验工作

　　加强设备选型和校验工作是确保电气一次设备智能化的关键步骤，在进行设备选型之前，需明确评估项目的需求和要求，包括设备的功能要求、性能指标、可靠性要求、安全性要求等，并根据需求明确设备选型的方向和重点，避免花费过多的资源和时间在不必要的选型和校验工作上。在进行设备选型时，将各种因素综合考虑，包括技术指标、性能参数、品牌信誉、售后服务等，并通过收集和比较不同厂家的资料和产品信息，对不同候选设备进行评估和筛选，选择最符合项目需求和准入标准的设备。在设备选型后，进行设备的校验实验，通过实际测试和检验，验证设备的性能指标和功能要求是否符合预期，并根据需要对设备的关键参数进行单独测试和验证，确保设备的性能和质量。其次，需建立和严格执行设备选型和校验的管理流程，明确各个环节的责任和流程要求，制定相应的操作规范和检查标准，并确保设备选型和校验的工作按照标准化、规范化的要求进行，减少错误和遗漏。最后，选型和校验工作并不是一次性的，还需进行持续地监测和改进，定期对已选型的设备进行跟踪和监测，检查设备的可靠性和性能，及时处理设备的故障和问题，并根据实际运行情况，调整、改进选型和校验流程，以提高设备的智能化水平和整体效能。加强设备选型和校验工作需要充分了解项目需求，综合考虑各种因素，并借助专业的实验设备和工具进行实验和验证，同时强化管理流程，确保工作的严谨性和准确性。

　　三、电气一次设备智能化评估模型构建所面临的困境与挑战

　　电气一次设备智能化评估模型的构建，首先需要大量的数据支持，包括设备的技术参数、性能指标、历史运行数据等，但由于数据收集和整理的难度，以及数据来源的不一致性，有时可能会面临数据不完整和不准确的问题，从而影响模型的准确性和可靠性。其次，评估模型的设计需要选择合适的评估指标，并为这些指标分配合理的权重，但在实际应用中，不同的需求和场景可能需要考虑的指标和权重不同，这使得指标选择和权重确定成为一个相对主观的过程，需要综合考虑各方面的因素。再次，智能化评估模型往往需要综合考虑多个目标，如设备性能、可靠性、安全性、经济性等，但这些目标之间可能存在冲突，即改善某一目标可能会对其他目标造成负面影响，在建立评估模型时，需要采用适当的方法来处理和权衡这些目标之间的冲突。此外，智能化评估模型的构建还需充分考虑当前的技术应用状况，技术的变革和更新是不可避免的，新的技术可能会改变设备的性能、功能和智能化水平，因此评估模型需要具备一定的灵活性，能够及时适应新技术的变化。最后，构建智能化评估模型需要相关人员具备一定的专业知识和技能，包括电气工程、数据分析、模型构建等方面，并有专业的人才来负责模型的建立和维护，这对组织和企业来说可能是一个挑战。

　　结语

　　综上所述，本研究在深入分析电气一次设备智能化评估的基础上，构建了一个综合性的评估模型，该模型综合考虑了设备的技术指标、性能参数、可靠性要求、安全性要求等多个因素，并建立了合理的指标体系和权重分配方法。通过该模型，可对电气一次设备的智能化程度进行量化评价，并为设备的改进和优化提供指导，促进电气设备智能化的可持续发展。

　　参考文献：

　　[1] 汪洋, 鄂士平. 基于多目标优化评估模型的变电站一次设备智能化评估[J]. 自动化应用,2020(9):101-102.

　　[2] 郭东楷. 浅析水电站电气一次设备智能化技术[J]. 技术与市场,2020,27(1):109-110.

　　[3] 胡元潮, 阮江军, 杜志叶等. 基于TOPSIS 法的变电站一次设备智能化评估[J]. 电力自动化设备,2012,32(12):22- 27.

　　[4] 杨丽徙, 曾新梅, 刘蓉. 变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J]. 高压电器,2012,48(9):99-103.