声纹识别技术快速识别电网故障

前不久，合肥高新区的中国声谷举办了一场特殊的语音识别领域竞赛。来自全国26家省级电力公司的电网算法高手正在这里进行一场主题为“电力设备声音解密”的比赛，赛题是如何更好地利用声纹技术诊断电网设备运行情况，主办方希望通过这次比赛筛选出识别准确率最高、识别效率最快的优秀算法。

“安徽电网是西电东送的‘大动脉’，我们一直在应用声纹技术改善对电网的监测能力，提高供电可靠性，为居民、企业用电提供‘新保险’。”赛事工作组成员、国网安徽电力工作人员黄伟民向记者详细介绍了比赛的目的。

“我和电力设备打交道十余年了，其实它们不是冰冷的机器，它们和人一样有温度，有反馈。就像老中医听诊一样，有经验的老师傅可以通过运行声音判断出设备‘五脏六腑’的情况。我们现在所做的工作就是给每一台设备配置一个24小时不休息的‘老中医’。”国网安徽电科院工作人员杨海涛介绍说，“我们通过前端麦克风传感器，不间断地监听设备的声响，再通过后端的数据分析中心，及时出具体检报告，实现了设备诊断的全程自动化。”

杨海涛介绍，建设安全高效的新型电力系统，就要对关键电力设备做到全面监测，声纹识别作为一种非接触式、高灵敏度的感知手段，具有明显优势。

电网设备大多运行在高电压、强磁场环境下。一个特高压变电站站内设备数量达到1000多个，各类设备的声波传播到同一空间里，信号之间存在复杂的耦合关系，同时混杂着外部风声、雨声等干扰，在声音的大海中找到设备最本真的声音是一项技术活。

“我们自主研发了电网宽频声纹传感器，它的灵敏度、指向性、重复性、频率响应等指标都通过了第三方检验，满足现场应用的要求。”声纹技术负责人、国网安徽电科院工作人员张晨晨说，“我们的样本库里有上万个故障样本，通过机器学习，算法模型得到了充分的训练，训练的过程就像大海捞针的过程，熟能生巧，现在我们的识别速率达到了毫秒级，准确率也达到了90%。”

张晨晨告诉记者，随着声纹技术的快速发展，基于声纹的各类衍生应用，如调令识别、线路检测、电缆沟巡视、设备状态评估等也正大显身手，在电网生产运行中渐趋流行。

在国网安徽声纹监测预警分析中心，工作人员胡啸宇正在对全省的声纹监测数据进行分析，这个平台接入了将近100个设备声纹测点数据，工作人员足不出户就可以完成对电站各级设备声音的巡查，系统一旦发现数据出现异常，就可“抽丝剥茧”对故障精准排查。

在安徽马鞍山雨山区的220千伏刘村变电站，巡检工作人员汪隆臻熟练地操作着无人机巡检。这台无人机集成搭载了360度的声纹组件，可以远距离识别变电站绝缘子的局部放电。

“通过声纹无人机的辅助巡检，我们对电力设备的运行状态心里就更有底了。”汪隆臻说。

近日，国内电力声纹领域的专业研讨会在合肥高新区中国声谷召开。“看到越来越多的企业、专家加入到声纹技术的研究队伍中来，我们对声纹技术在电网乃至整个工业领域的应用充满期待。”科大讯飞能源业务总经理李心说，从最初的声纹技术用于电网设备监测开始，仅仅用了5年时间，涌现出近百家从事声纹识别领域的企业，代表性的拳头产品有几十个。

“最早的需求往往来自我们电网生产一线，技术的源头大多来自于大学和科研院所，我们与华北电力大学、中国电科院形成产学研用团队，贯通了整个创新链。”张晨晨表示。（记者 吴长锋）