水电站运行技术问答「人工智能评价」

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2020年12月，福建某变电站A相变压器出现异常。由于运行声音呈现明显异常特征，相关部门部署科大讯飞电力听诊系统采集相关数据并分析。讯飞电力听诊系统算法分析判定，A相变压器运行声纹特征与B相、C相相比确实呈现明显不一致特征，听诊系统能准确的识别异常并形成预警信息。同电科院相关专家讨论分析，该异常为变压器内铁芯夹件接触不良导致铁芯接地故障，形成接地环流，并发出异常声音。

讯飞电力听诊系统结合该专家经验，将此类声音标注为“铁芯接地故障”，后续即具备同类故障的识别和报警能力。这是讯飞电力听诊系统运用人机耦合手段提升电气设备声纹监测准确率的重要方式。

算法分析变压器A相声纹特征存在明显异常特征

目前，讯飞电力听诊系统已在国网安徽、国网浙江、国网福建、国网重庆等多地变电站完成部署，涵盖110kV、220kV、500kV、800kV、1100kV等不同电压等级，实现前端采集—云端识别判定—应用端全链条展示，稳定运行超过30000小时。除前述铁芯接地故障外，该系统还可对变压器直流偏磁异常、有载分接开关异常、刀闸放电、机械松动等故障进行捕获，故障识别准确率在98%以上。

在1100kV安徽古泉换流站，科大讯飞与安徽电科院的行业专家深入交流，共同完成特高压换流站首套设备声音监测系统的部署，助力国网特高压工程的智能化运维。

讯飞电力听诊系统现场部署图

讯飞电力听诊系统是一套“云 端”的分布式实时声音监测预警系统。通过在变压器等电力设备附近部署麦克风阵列，实时采集设备声音。云端对声音进行算法分析，建立设备声纹模型，对异常声纹发出预警。

讯飞电力听诊系统产品架构图

依托科大讯飞在声纹采集、声纹分析20余载的应用实践，讯飞电力听诊系统掌握多项核心关键技术。该系统采用讯飞自研的工业级拾音器硬件，可实现非接触式部署安装，无需改造设备，无需中断设备运行；开创基于正样本实现异常检测的算法模型，以生成误差衡量偏离稳态的程度实现异常预警；同时研发能量协调度、声纹短时平稳性等与机理结合的辅助算法提升监测效果。

讯飞电力听诊系统有着广泛的应用前景。以变压器为例，数据显示，变压器故障异常主要包括机械故障（绕组变形、铁芯松动等）、放电故障（内部放电、套管表面污秽放电）、直流偏磁故障、分接开关故障和其他故障，其中近三成的缺陷与声音有关。电力设备在发生故障后，其产生的故障声信号特征与正常状态下的声信号有明显差异。

讯飞电力听诊系统通过实时监听设备运行声纹，可在设备巡检空窗期实时掌握设备健康状况，并预警设备故障，进一步保障大电网安全可靠运行。

适用场景：变压器、开关柜、电抗器、风车等

此外，基于自研且已成熟应用的面向局部放电故障检测场景下的手持式讯飞声学成像仪的扎实基础，科大讯飞正在研发固定式多麦克风阵列监测终端，通过声源定位算法和声学成像技术，进一步实现对变电站内设备声音（包括可听声和高频声）的全域可视化在线监测，将设备异常声音从“听得懂”智变到“看得见”。

讯飞电力听诊系统软件界面

（配备固定式多麦克风阵列监测终端）

基于电力听诊系统，科大讯飞已初步建立起电力设备声纹样本库和模型库，并形成国内较为完善的电力设备声纹数据管理体系，助力国网“两库一平台”建设。在国家电网推进电力新基建的号角下，讯飞电力听诊系统将以快速打造人工智能应用标杆为目标，加快人工智能技术在电力设备运维场景的推广应用，助力电力和能源互联网关键技术发展进步。

*“讯飞电力听诊系统故障识别准确率在98%以上”数据来源：讯飞电力听诊系统后台运营检测数据。