赵乘萱
国网河北省电力有限公司检修分公司 河北石家庄050000
摘要：输电线路在电力系统运行中所占据的地位是不容忽视的，其作为电力能源输送的载体，强化输电线路安全运行能够有助于电力服务水平的提高。人工智能在输电线路安全运行中的应用推动了线路运维现代化、智能化发展。下面文章就对人工智能在输电线路安全运行中的应用展开探讨。
关键词：人工智能；输电线路；线路安全；安全运行
引言
随着大量新能源、新兴负荷接入,能源电力领域正在不断发生变化,电网实时平衡面临挑战,电网也逐步演变为源、荷、储、人等多重因素随机、时空不确定的新型网络。传统的运维方式在监控、问题发现、告警以及故障处理等环节均存在明显不足,需要大量依赖人的经验,不但工作效率低下,而且在数据采集、异常诊断分析、告警事件以及故障处理效率等方面都有待提高。于是,人工智能技术成为电力运维破题发展的重要工具。
1人工智能相关概述
随着电力系统规模的不断扩大，各类传感器的广泛部署以及电力信息化水平的迅速提升，能量管理系统、设备管理系统以及各类信息平台等积累了大量多源异构的电力设备数据，随着输变电设备及其数据量的爆炸式增长，传统方法在评估准确度、诊断效率、知识更新等方面逐渐显现出一些不足；另一方面，海量数据为大数据、数据挖掘、人工智能等技术的发展和应用提供了数据基础。深度学习、知识图谱等新兴人工智能算法的理论突破以及以GPU、TPU为代表的高计算力技术的发展，为人工智能在输变电设备运维检修的落地应用提供了技术支撑。人工智能技术作为当前最具颠覆性的前沿技术，正在形成一套新的数据科学方法论，并深刻影响和改变着整个世界包括交通、金融、医疗、工业、法律、电子商务等各个领域的商业模式乃至行业形态。目前，各国纷纷制定人工智能发展战略以抢占新一轮科技革命的制高点，我国也已经将新一代人工智能技术上升为国家战略。在此背景下，推进人工智能技术在输变电设备状态评估、故障诊断、健康管理等业务中的创新应用，是提升电网运维检修智能化、集约化水平，促进设备状态运维检修向全面、精准、高效方向迈进的重要技术手段。
2人工智能在输电线路安全运行中的应用
2.1输电线路智能化运维
目前我国输电线路的智能维护主要是安装GPS系统,但是由于资金和人员不足,GPS系统主要安装在故障高发路段,用于重点路段的信息收集,实时监控的功能没有充分发挥出来。另外,少数地区由于自然环境的限制,往往采用无人机进行巡检。无人机巡检系统主要通过WebSevice接收无人机的状态信息、实时位置、航迹,能够在三维场景下精准、直观掌握无人机飞行情况。飞行检测数据包括激光雷达飞行数据、可见光扫描数据、杆塔本体巡视数据、红外检测数据,定期用安全存储设备上传到平台。但是无人机巡检容易受到气候和天气的影响,效率较低。因此,可以在输电线路中安装GPS巡检仪,将其与GPS导航结合使用,代替工作人员实地巡检,不仅可减少工作人员的工作量,降低巡视中的危险,还能使企业减少员工数量,降低经营成本,提高利润,而且能最大限度发挥巡检仪的作用,避免资源浪费。
2.2无人机智能巡检
智能化是电力无人机巡检的发展趋势,现阶段可分为两个部分:用于减轻后期数据处理工作量的巡检图像数据处理智能化和用于减少无人机巡检对专业工作人员依赖的无人机全自主智能巡检.二者并非相互独立,一方面,与汽车自动驾驶类似,目前无人机自主导航研究大量使用机器视觉进行辅助,与巡检图像数据处理存在一定的交叉;另一方面,良好的全自主巡检系统可以保证巡检过程中流程的标准化,避免人为因素造成巡检质量参差不齐,规范巡检数据采集,降低后期数据处理难度.从技术上来讲,完全的自主巡检(即在陌生的环境中,仅依赖少量的先验知识自主完成巡检任务)所涉及的技术面更广,约束条件更多(如无人机计算能力、载荷等),难度更高,是现阶段无人机巡检智能化发展的终极目标.要实现无人机巡检智能化,需要解决数据智能处理、无人机自主导航和续航三个核心问题.
2.3构建完善的输电线路智能化处理信息平台
输电线路运行维护实行智能化管理,首先要建立输电线路信息处理平台,因为输电线路智能化管理需要大量的数据信息,并需要对信息进行收集、分析和传输。因此,需要构建完善的输电线路智能化处理信息平台,利用平台可以使整个电力系统中各岗位人员对线路的各项信息及时的掌握,并将自身的信息分享给其他人,进而实现资源的合理化配置,有助于输电线路的运行维护进行管理。此外,创建信息化平台还可以促进电力从业人员的专业技能和素质的发展,为今后电力体系全面实行智能化管理创建良好的基础。
2.4线路舞动智能监测
输电线路在工作过程中常会受到外界风力的影响，且这个过程持续时间长，通常会造成线路较大幅度的舞动，严重影响着线路中导线、杆塔及金具的强度。线路舞动不仅是对线路及线路设备工作性能的严峻考验，也可能直接导致线路闪络或跳闸，引发重大的停电事故，影响人们的工作和生活。现阶段针对线路舞动的研究已取得了一定的成果，主要包括基于加速度传感器、RFID传感器标签及张力测量等多种监测手段。以张力测量监测系统为例，该系统通过拉力传感器直接测量线路所承受的张力，通过多路开关将得到的拉力值转化为电压信号，得到的电压模拟信号再经信号放大器和模数转换器转化为数字信号，传输至监测子站的前端处理器，最后由子站的数据传输模块直接传递至后台，工作人员即可在终端查看线路实时状态，大大提高了线路的智能化水平。
2.5激光探测智能预警装置
立体激光扫描装置由水平激光扫描装置、垂直激光扫描装置及高速球形摄像机等部件组成，可根据现场实际情况灵活配置。装置基于激光反射原理，通过云台将高频脉冲激光束虚拟成激光幕墙，通过垂直、水平的激光幕墙，形成立体的警戒空间，实时对线路走廊进行监控。一般在线路侧及线路下方安全距离Nm处，分别部署垂直、水平扫描激光防护装置，与高压防触碰智能预警装置互为备份、冗余。当施工车辆进入激光防扫描警戒区域时，装置进行声光报警，提醒现场包括驾驶员在内的所有人员，并向后台发送报警图片。后台对图片进行智能识别后，根据结果给相关责任人员推送报警信息，现场监护人应及时制止施工车辆继续作业，防止事故发生。
2.6完善输电线路的监控设施
将互联网、大数据与输电线路的建设相结合,实现对输电线路的实时监控,是目前我国电力系统的一项重要措施。当前我国在线监控设备处于起步阶段,在信息收集和处理方面效率较低,无法实现信息共享。对于输电线路监控设施的运行弊端,可以从以下几方面进行完善。第一，网络接口标准化:使输电线路内部各个网络平台可以相互兼容,从而实现信息共享。第二，监控设备集约化:增加科技投入,缩减设备的体积,减轻工作人员的工作量,加大设备的覆盖率。第三，在输电线路故障经常发生的地点安装可视监控,可以更加直观地进行故障诊断,提高诊断效率。
结语
综上所述，在电力系统中输电线路具有重要的作用,因此输电线路运行维护管理质量十分重要,其决定着电网供电是否安全稳定,从而保障我国经济的快速发展。随着电力系统的不断改革,供电网络技术越来越朝着智能化方向发展,利用先进的技术和设备提升输电线路运行维护技术水平和管理方式，能够实现输电线路的稳定运行，特别是智能技术的应用还需要强化智能化管理与信息平台建设。
参考文献
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