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广东佛山借力数字电网 开启电网智能运维新纪元

国际电力网  来源:广州日报  作者:陈昕宇、王浩宇、赵艳  日期:2018-10-30
  10月26日,在第四届中国(广东)国际“互联网+”博览会举办期间,2018中国无人机产业发展高峰论坛召开,与会专家就“无人机+行业应用”展开讨论,并达成共识。
 
  在电力行业,无人机也已不是新鲜事物。南方电网广东佛山供电局自2014年开始向无人机研发应用发力,最终引领电力行业小型多旋翼无人机应用热潮,并在全国率先实现无人机自主飞行精细化巡检。
 
  近年来,借助“云大物移智”等新科技手段,南方电网广东佛山供电局在构建数字电网电网智能运维方面取得一系列成果。佛山供电局相关技术研发负责人表示,“将人工智能应用于运检工作,使设备具有感知智能、计算智能和认知智能,将大幅度提升电网智能化程度以及其安全性、可靠性和经济性。”

  曾经电网运行维护基本靠“双腿”
 
  “我听师父黄炳桂说过,在上世纪八十年代,电力系统里面流传着一句打油诗,‘巡线有三宝,笔、水壶、安全帽’,有时去一些偏远的山区,巡线员还要带着锅和米,到了饭点便生火做饭。”佛山供电局输电管理所电缆班副班长、“佛电空军”创始成员梁健明告诉笔者,“这么多年来,我们输电的专家、前辈们也在不断地探索新技术,积淀了很好的技术创新氛围。从2014年起步到现在,无人机已成为巡线的‘第四宝’,以前是传统的‘人巡’,现在则转变到了‘机巡+人巡’协同巡维模式,效率、质量都得到了极大的提高。”
 
  2014年,立足于无人机的实用性研发和应用,佛山供电局成立输电线路无人机运维团队——“佛电空军”,在费用高昂、呼声高涨的大型无人机应用热潮中,立足岗位实际,独辟蹊径,将无人机定义为输电人一件普通的手工具,自主开展造价低廉的小型多旋翼无人机研究,并通过苦练驾驶技术,实现长时间超视距飞行,最终成为引领电力行业小型多旋翼无人机应用的风向标。
 
  2017年底,“佛电空军”在全国率先实现无人机自主飞行精细化巡检;今年7—9月,先后完成主、配网输电线路和变电站内无人机自主飞行精细化巡检,在全国率先实现输电、变电、配电三大专业领域无人机自动驾驶的全覆盖……
 
  高起点谋划粤港澳大湾区电力保障
 
  佛山要积极融入粤港澳大湾区发展战略,位于粤港澳大湾区核心区域的金融高新技术服务区地位举足轻重。作为整个粤港澳大湾区辐射亚太地区的现代金融产业后援服务基地,按常规负荷预测结果,广东金融高新区2020年的负荷密度与上海大陆家嘴区域的负荷密度基本一致。
 
  因此,这一区域的供电保障就是高起点。早在三山电缆隧道建设之初,佛山供电局就筹划在隧道内建设一条轨道,设置专门的巡查机器人和消防机器人。
 
  在佛山供电局输电管理所的电缆隧道监控室里,工作人员通过大屏幕,就能看到深入地下十余米的三山电缆隧道的实时监控录像。这些实时录像就由遍布在隧道内的摄像头提供。在隧道内,还有一批特殊的巡视机器人,运用360度旋转摄像头和红外测温仪仔细地监测着设备运行情况。“如果没有机器人,人力巡查完整个隧道要两个多小时,”梁健明称。
 
  相比传统巡检模式,机器人最大的优势是效率高、巡视周期短,大大提高了设备的安全,而且减少了人员下隧道作业的风险。

  依托大数据建数字电网
 
  在今年的“2018大数据产业峰会”上,工业和信息化部党组成员、总工程师张峰提出了“深化行业融合应用。利用大数据改造提升传统产业,特别是促进工业互联网、工业大数据、工业云协同发展,加快大数据技术产品在各行业、各领域的应用,形成供需对接良性互动的产业发展格局”的意见。
 
  佛山供电局输电管理所线路一班、智能运维团队成员张纪宾透露,无人机的运用不但提高了输电组日常巡检的效率,更关键的是,他们发现运用无人机能够快速收集到佛山电网大数据,让庞大的佛山电网系统变得更加“透明”。
 
  “我们佛山电网的总长度有四百多公里,而线路周边的树木和建筑的变化会对电网产生影响,因此掌握输电线路周边的环境信息就成了当务之急。”张纪宾介绍,在这种情况下,他们采用无人机来搜集整个电网周边的数据,这些庞杂的数据包括了输电电网路周边植物的高度。建筑物的大小等信息,最终这些大数据经过汇总分析,就可以生成一张佛山电网环境的大地图。
 
  而在获取大数据后,供电人员将可以通过云计算的模式来判定电网周边环境的变化。“比如一棵大树,它目前可能不会影响到上方的输电线,但是随着它的生长。未来它很有可能因为长得过高而影响输电系统,我们掌握了这种情况就可以提前预防。”张纪宾说。通过计算植被增长的速度,他们可以提前预测电网周围环境的变化,并及时进行干预。

  开启智能运维新纪元
 
  统计数据显示,在输电线路跳闸事件中,过半数的原因是吊车、挖掘机等施工机械对线路的外力破坏所造成的。为及时发现线路附近的潜在危险点,佛山供电局输电管理所在重点线路部署了百余套在线监测设备,以便及时掌握线路附近的环境情况。
 
  “如果靠人工浏览图片判断是否存在施工机械等危险点,工作量极其庞大,效率也比较低下。”佛山供电局输电管理所智能运维团队新成员徐振磊介绍,“我们应用云技术,以一定的时间间隔采集监控照片,并将图片上传云端,接入系统数据库。同时,我们引入人工智能技术,对卷集神经网络训练模型进行长达一个多月的反复训练,该模型识别精确度超过90%,目前可以智能识别出输电线路照片中存在的吊车、挖掘机等容易对输电线路产生危害的施工机械。在识别出隐患后通过企业微信及时上报,极大提高了工作效率。”
 
  据悉,系统数据库每天汇入约1000张照片,截至目前数据库收集图片已超50万张。“我们通过现有的监控系统收集了大量图像数据,再通过输电线路外部隐患识别的研究实现智能化识别隐患的目的,这为今后的智能运检做好了技术储备。”徐振磊介绍。
 
  去年7月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,人工智能上升到国家战略层面。人工智能技术在感知、计算、认知等方面处理能力强,有助于改变电力传统运检模式,促进电力系统的积极变革。佛山供电局输电管理所紧随技术发展趋势,适时而动,成立智能运维青年创客团队,以“业务驱动,问题导向”为原则,向人工智能领域持续发力,积极推动输电运检智能化,探索运检新模式。
 
  据了解,该团队在智能技术研究尤其在激光雷达建模构建数字电网方面,已经有不少成果。今年5月,智能运维团队在全国首次运用无人机和车载激光雷达实现了高电压等级、长线路路径、高海拔、大档距输电线路激光雷达建模、缺陷隐患识别、工况分析