1.黄沈峰2.贺思雨 3.聂壤 4.邵金海 5.翁同骏
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摘要
关键词：输变电工程设计；智能化；转型
随着人工智能技术发展成熟，人工智能技术在各行各业中的应用逐渐加深。人工智能技术推动着当前社会经济发展，使各个领域从数字化跨向智能化，大大提升了效率与经济效益。在输变电工程设计方面也不例外，随着人工智能技术的深入应用，输变电工程设计的效率与质量都得到极大的提升。
一、输变电工程设计发展现状
（一）输变电工程设计含义
输变电工程设计在电力工程设计中十分重要，其包括输电线路设计和变电站设计两大部分。输电线路设计是对输电线路的相关内容进行设计，包含选择线路，确定线路起讫点位值，设定线路的输电容量、导线截面和回路数等。而变电站设计主要是对变电站位置、电气设备、主接线方案等进行设计与选择。无论是输电线路设计还是变电站设计都要求高专业知识与技术能力，并要求进行科学合理细致严谨的设计，以保证电网安全稳定运行。
（二）国内输变电工程设计发展历史
国内输变电工程设计的发展历程可以分为三个阶段：图版设计---计算机辅助设计---三维设计。随着相关设计技术的提高，输变电工程设计水平得到了巨大的提高，电压等级也不断提升，从过去的超高压输变电工程设计发展成当前的特高压输变电工程，输送电容量较过去翻了几番。但高输送电容量的背后对变电站的设计、换流站接线等技术要求更高，对输变电设备要求更加精密庞大，而且设计的裕度也更小，工程规模更大投入更多。
在图版设计阶段，输变电工程设计水平的高低有赖于设计人员的知识与经验。而随着工程规模扩大，依靠设计经验难以有效解决大规模工程设计必然遇到的技术局限性与复杂性。在计算机技术逐渐成熟后，利用计算机辅助输变电工程设计成为常态，设计的速度与精准度得到了明显的提升。而人工智能技术的发展将计算机辅助输变电工程设计又提升了一个台阶，把图版设计阶段及计算机辅助设计阶段所产生的难题都加以解决，并且有效地降低了工程设计成本。
二、人工智能化在输变电工程设计中的场景应用
（一）解读原始资料，规范工程设计
在输变电工程设计中，人工智能技术能够有效应用在图像识别、语义分析、解析便店长设计原始资料等方面，从而高效收集到隐藏在原始资料中的各项关键信息，为输变电工程设计打好数据信息基础，例如从原始资料中经过人工智能技术分析得到变电站工程的科学合理规模，应该选择的设备类型，工程布置方案，变电站站址坐标选择，变电站的负荷条件等。此外，应用人工智能技术还能规范工程设计的约束条件，指导工程设计过程并在工程完成后进行设计结果的校验。在变电站工程设计初期的可行性研究报告也离不开人工智能技术的应用，通过人工技能技术的应用可以有效减少人力计算的时间和误差，提高整个变电站工程设计可行性报告的准确度与可理解性。
（二）选择和确定变电站设计站址及输电线路路径
变电站站址的确定需要综合考虑众多因素，包括变电站站址与负荷中心距离、站址周边土地规划及农田分布、地形地貌地质、生态环境保护、相关交通运输条件、地方水文气象以及有关拆迁补偿问题等等，科学合理的变电站站址需要充分考虑以上因素，不能牺牲任何一方利益来达到选址要求。而利用人工智能技术中的深度学习图像识别技术可以科学地提取出地理位置的特征，根据取得的道路走向，地形地貌与建筑环境等进行地理环境建模，进而计算变电站选址其他需要评价的指标数据。除此以外，深度学习的图像识别技术还能够提取出地质条件特征，建立起地质环境模型，计算变电站选址中土地性质、地形坡度和土地承载力等数据。在输电线路路径选择方面，图像识别技术也能够发挥出巨大的作用，通过识别技术能够识别出线路周围的环境因素，并综合多种环境因素的基础上自动规划出可行的输电线路路径，提高了变电站设计效率。
（三）辅助物类甄别与地面高程信息处理
优化设计的输变电工程设计需要考虑对维度的地理信息进行设计。例如设计输电线路路径时就要综合考虑线路所经过的环境对居民影响程度、相关自然地理环境情况等，既要考虑线路的稳定性又要保证线路的经济性。而利用人工智能技术中的高精度卫星图片进行物类甄别则可以有效识别出各种地形地貌，尽可能规划出避开建筑物或耕地或河流湖泊等难以克服或影响较大的地貌环境，以保证路线路径规划的科学合理性。还可以利用深度学习图像识别技术结合卫星图片的高程数据信息对图片进行智能物类甄别，以判断出变电站或输电线路路径周围物体高度及种类、线路走向是否规范合理等，从而保证输电走廊的优化设计。加上现代遥感技术和商业遥感图像数据的迅速发展，智能化的输变电工程设计已经成为了不可逆转的发展趋势，利用高清影像数据可以有效识别出输变电工程设计的各种地形地貌地质、建筑物、耕田等多种因素，从而保证了输变电工程设计的效率与质量。
（四）辅助输变电工程造价分析
输变电工程设计中对工程造价的分析也十分重要，准确的工程造价分析可以高效指导工程项目设计及施工。输变电工程设计不仅要科学合理，而且要充分考虑工程设计的成本问题。而成本的控制基于对工程造价分析，造价分析数据来源于工程项目设计，反过来工程造价又可以指导工程项目的设计与实施，尤其是对于工程项目的后续修改与改进十分重要。而人工智能技术的应用可以帮助输变电工程设计进行深入开展造价分析，精准地估算出输变电站工程建设的造价，为后续的施工及成本控制打好基础。当前在输变电站工程设计的造价分析中通常应用基于数据驱动的人工智能算法，例如利用深度学习以及随机矩阵理论等计算工程造价，对工程造价分析的效率及水平都有极大的提高作用。造价分析中应用智能技术较多的是人工智能算法，因为与传统的算法相比，人工智能算法明显能够提升运行效率，而且经过对参数的全面设置，计算的精准度更高，为输变电工程设计模型建设与分析提供更好的数据运算。
（五）辅助输变电工程设计后期评审
一个完整的输变电工程不仅仅只进行工程设计，还包括工程项目施工、工程竣工及后期对输变电工程进行评审。输变电工程设计评审一般包括两大方面：工程造价评审和工程运行效能评审，两者缺一不可。当前输变电工程设计中的后期评审主要是由专家评审会评审。专家会根据其工程项目经验及专业知识技能水平进行定性评价，这种评价方法下，评价结果依赖于专家的经验而造成评审结果存在一定程度的主观性。而人工智能技术中可以通过建立专家库系统，对专家库系统中构建出富有专家经验又具备高专业知识技能水平的决策支持系统，然后根据系统对输变电工程设计进行评审。专家系统的构建可以模拟人类真实专家的决策过程，是传统人工评审所无法比拟的。
结束语
人工智能技术推动着当前社会经济发展，广泛地应用在各行各业中，大大提升了效率与效益。其中输变电工程设计中也广泛应用人工智能技术，通过人工智能技术能够解读原始资料，规范工程设计，选择和确定变电站设计站址及输电线路路径，辅助物类甄别、地面高程信息处理和工程造价分析、后期评审等，从而提升了输变电工程设计的质量与效率。
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