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“人工智能+”落地,电网应用场景上新

当前,我国深入实施“人工智能+”行动,推动人工智能与经济社会各行业各领域广泛深度融合。“十四五”期间,我国在能源、制造、通信等16个重点行业打造了800多个应用场景,助力人工智能从实验室走向规模化应用。国家电网有限公司深化“人工智能+”专项行动,全面推动人工智能与电网业务融合应用,更好保障电网安全稳定运行,为经济社会高质量发展提供可靠电力支撑。

当前,新一轮科技革命和产业变革加速突破,人工智能成为推动数字化转型、重塑全球产业竞争格局的关键引擎。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出,全面实施“人工智能+”行动,以人工智能引领科研范式变革,加强人工智能同产业发展、文化建设、民生保障、社会治理相结合,抢占人工智能产业应用制高点,全方位赋能千行百业。

在能源电力领域,以大模型为代表的新一代人工智能技术的融合应用,持续推动电力行业智能化转型升级。

近年来,国家电网有限公司积极探索人工智能与能源电力融合创新,制订“人工智能+”总体规划设计,建成发布光明电力大模型并实现全网部署应用,构建行业高质量数据集,完成人工智能平台升级部署,支撑全网样本归集、模型训练和推理应用,实施人工智能规模化应用专项行动,围绕电网运行、设备运维、营销服务、企业管理等领域,体系化推进配网智能诊断、供电方案智能生成、无人机智能巡检、智能客户服务、智能辅助评标等核心场景落地应用,有效提升电网智能化水平。

走进国网直流技术中心监控大厅,新一代直流集中监视系统高效运行。工作人员轻触操作屏,系统界面自动弹出±800千伏淮安换流站的换流变压器状态评估报告。这份曾需要专业人员用2小时汇总分析的文件,如今可由该系统实时生成,屏幕上标注着设备潜在隐患点。

新一代直流集中监视系统应用人工智能、数字孪生等技术,汇集在运换流站全量实时数据,集成核心设备状态管控、故障在线诊断、直流输电集中监视综合分析等核心子系统,实现了数据从分散应用向集中赋能、故障处置从人工分析向智能诊断、设备管理从被动维护向主动预警。例如,核心设备状态管控系统聚焦换流变压器等直流核心设备,通过建立多维度参数的智能评估模型,结合深度学习算法,实现设备健康状态、潜在缺陷的超前精准预测,使关键设备异常识别准确率达95%以上,提升“事前预警”能力。

光明电力大模型是电力知识最全、参数规模最大、专业能力最强的行业大模型。在电网运维领域,光明电力大模型可对主设备进行“智慧体检”,自动生成精准的设备“体检报告”。

换流变压器是电能转换输送的核心设备之一,其零部件有1000多个,一旦出现内部缺陷,要快速、准确研判缺陷类型并精准定位,难度极大。

在位于山东省青州市的±800千伏广固换流站,工作人员应用首个基于光明电力大模型的特高压换流变健康智能评估系统,可以将24台换流变压器的健康评估时间从7天缩短至分钟级。

山东是经济大省,也是用电大省。特高压直流工程是“外电入鲁”的主要通道,其核心设备每年需要开展多轮健康评估。光明电力大模型上线后,国网山东省电力公司迅速完成本地化部署,将特高压换流变压器作为大模型首个试点应用场景,依托±800千伏广固换流站特高压设备智能运检工作,开发设备状态评估智能体,提升评估效率,丰富研判维度。

目前,特高压换流变健康智能评估系统已具备13项换流变常见“疾病”的诊断能力,能自动读取8类154个量测点的实时和历史数据,经过深度仿生思考生成评估报告,并给出详细处置建议,实现了设备健康智能评估的快速性、准确性、完整性,有效提升了特高压换流站设备监测的可靠性。

“我们将温度、振动、红外图像等8个维度的设备监测数据分为文本、图像和时序3类,建立监测数据关联关系,并利用光明电力大模型的多模态融合能力,构建具有统一理解标准的整体模型,支撑智能体综合判断。”国网山东省电力公司超高压公司直流运检员王青朋告诉记者。

无人机巡检输电线路,重点缺陷识别发现率超90%

输电线路是电力输送的“动脉”,其安全稳定运行直接决定着整个电网的可靠性。高效开展线路巡检、及时排查缺陷隐患,是防范线路故障的关键前提。然而,大量输电线路常跨越高海拔山区、崇山峻岭等复杂区域,传统人工巡检不仅工作量大、效率低,还面临极高的安全风险。

无人机巡检技术的规模化应用,为这一难题提供了有效解决方案。以湖北为例,湖北是华中腹地、“九省通衢”,湖北电网既是三峡电站外送起点、西电东送核心通道,也是南北互供枢纽和全国联网中心,现有超高压和特高压线路1.89万千米,对线路运行可靠性要求极高。加之当地风灾、冰冻等灾害突出,通道环境复杂,进一步加剧了输电线路安全运行压力。

国网湖北省电力有限公司深化输电“集中监控+立体巡检”模式,创新应用无人机快巡技术,基于图文多模态大模型算法,实现对线下大棚等7类通道环境的精准识别,结合可视化轮巡,全面构建起输电线路全时立体巡检体系,精准掌握线路及通道运行状态。

无人机巡检提升了作业效率,也激活了电网创新的更大潜力。国家电网公司围绕输电线路缺陷识别技术开展攻关,建成样本量达135万张的无人机巡检图像缺陷样本库,研发无人机巡检图像缺陷智能识别算法,实现了对45类输电线路重点缺陷的快速自动识别。目前,无人机巡检图像缺陷智能识别算法已在国家电网公司所属27家省级电力公司得到规模化应用,年均识别无人机巡检图像超过1亿张,部分重点缺陷识别发现率超过90%,严重危急缺陷发现率提高3~5倍,有效提升输电线路运维质效。

国网江苏省电力有限公司在此基础上持续突破,融合语义和图像等多模态信息,依托光明电力大模型平台开展大小模型融合演进策略研究,通过传统小模型快速定位缺陷、大模型研判缺陷等级的方式,探索输电线路无人机巡检缺陷智能识别技术新方向。

该技术包含3大核心技术突破:一是创新运用轻量化知识蒸馏模型,使检测速度提升超5倍,整体缺陷识别率稳定在85%;二是借助无人机独特的视觉注意力机制,对小尺寸金具缺陷实现精准定位,识别准确率突破89%;三是打造自学习训练系统,形成算法闭环优化体系,推动人工智能模型持续迭代进化。

目前,该技术已在江苏电网实现大规模应用,每年完成超10万千米线路巡检任务,缺陷检出率较以往大幅提升,累计节省人工研判成本超千万元。

智能巡检技术深化应用,全时域、全方位巡检变电站

高空中,无人机从机巢自主起飞,精准扫描避雷针、绝缘子串等设备;地面上,机器狗灵活穿梭于设备区,探查设备低处隐患,固定摄像头全天候实时监测设备运行状态……在浙江绍兴500千伏兰亭变电站,“空天地”一体智能巡检系统有条不紊地检查站内设备。

该系统集成高空层无人机、地面层四足机器人、固定层视频监控3种智巡技术,结合人工智能算法,融合多源数据,解决了传统智能巡检在点位覆盖、图像偏移、算法识别准确性和系统易用性等方面存在的问题,实现全站设备全时域覆盖、全数据融合、全流程闭环。

人工巡检一个变电站平均需2人协同,耗时4小时以上才能完成。应用智能巡检系统后,工作人员只要在后台点击鼠标下达巡检任务,该系统能自主完成全面巡检、例行巡检、专项巡检、特殊巡检等多种巡检任务,还能自动生成报告,综合巡检效率提升约60%,缺陷识别率达95%。

近年来,国家电网公司持续深化变电站智能巡检技术研究,应用人工智能技术实现表计读数、设备状态识别、设备外观缺陷识别、智能联动等功能,提升变电设备巡检质效。

今年的政府工作报告首次提及培育具身智能产业、大力发展智能机器人。在政策支持下,具身智能作为人工智能领域的前沿方向,正从技术验证迈向实际应用,并深度融入各类实体场景。

在变电站智能巡检领域,机器人已经成为电网运维的“眼睛”,监测着设备运行数据。然而,如何让机器人从“观察者”转变为“执行者”,是“人工智能+电力”的探索方向之一。

走进山东淄博实训变电站,一台四足机器人矫健地绕过密集的设备,稳步登上台阶,精准停在10千伏陶瓷线62开关柜前。短暂确认后,机器人背上6轴机械臂灵活探出,稳稳握住开关把手,按照指令完成分合闸操作。

“这台机器人能在台阶、狭窄通道等复杂环境中灵活穿梭,熟练地执行点按、旋钮等精细动作,可靠完成开关分合闸、手车摇进摇出等倒闸操作任务。”淄博供电公司变电运维中心主任孙磊说。

机器人的“手臂”是核心技术所在。该机器人搭载的机械臂拥有7个自由度和3千克的负载能力,定位精度达0.1毫米。同时,它具备“触觉”感知系统,能像经验丰富的运维人员一样敏锐感知操作力度,实现柔顺力控——既确保操作到位,又避免因用力过猛损坏设备。

配网带电作业机器人精准操作,作业效率提升40%

今年4月16日,《国家电网有限公司关于印发加快推进配网带电作业机器人产业化工作若干举措的通知》印发,提出加快带电作业机器人实用化应用,持续提高作业频次、提升带电作业水平。

11月17日,在重庆市江津区鼎山大道10千伏几办线12号杆T接办景支线12号杆作业现场,随着带电作业人员操作遥控器,配网带电作业机器人绝缘斗臂升起,悬停在刀闸上引线最佳工作位置。工作人员下达操作步骤指令,机器人便按照预定程序开始作业,带电拆除刀闸上引线。经过10多分钟的作业,机器人顺利消除该处安全隐患。

传统的配网带电作业是一项安全风险极高的特种作业,作业人员需穿戴厚重的装备接触高压带电体,对环境、技能水平要求高。利用机器人辅助或者代替人进行作业,可以进一步保障作业人员人身安全、减轻劳动强度,并且机器人受环境影响小、动作执行精准统一,作业效率提升超40%。

目前,配网带电作业机器人已在国家电网公司各单位开展规模化推广应用,实际带电线路开展机器人现场作业9.3万余次,实现带电接、断引流线,更换跌落式避雷器,加装接地环,更换针式绝缘子等41种场景作业,在提升作业安全水平的同时提高作业效率。

10月31日,在天津市滨海新区10千伏海农线路上,新一代国产双臂配网带电作业机器人圆满完成旁路作业检修任务。该机器人在完成带电接引线、安装故障指示器等简单作业的基础上,可以开展带电更换柱上开关等三、四类复杂作业,实现了从简单操作到复杂作业的拓展升级。

国网天津市电力公司与相关企业联合研发的新一代国产双臂配网带电作业机器人在多项关键指标取得突破。同常规双臂机器人相比,其防尘防水能力进一步提升,能更好地适应多尘、潮湿等更恶劣的作业环境;负载能力由10千克提升至18千克,提升幅度达80%;在性能增强的同时,机器人的体积缩减了20%,结构更加紧凑灵活;单次作业支持的末端工具数量由2个增至4个,进一步提升了在复杂现场环境下的综合作业能力与效率。

“十五五”期间,人工智能在电力行业发挥的作用将更加突出。随着人工智能技术的深化应用,电网智能化水平持续提升,在电网建设、运行和面向用户提供服务的场景中,人工智能“助手”将承担更多任务,让电力供应更加安全可靠。

原文链接:http://1guigang.com/industrialchain/transformer/96515.html,转载请注明出处~~~
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