智能輸電線路對傳統(tǒng)運維效率提升的影響研究

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局輸電管理一所，廣東茂名市，525000）王 偉

關(guān)鍵字 智能輸電線路；運維效率；傳統(tǒng)輸電線路；效率提升

1 我國智能輸電線路發(fā)展情況

1.1 智能建模

智能建模技術(shù)采用三維模型“激光點云”和“逆向參數(shù)化建?！钡燃夹g(shù)，將輸電線路的設(shè)備信息、環(huán)境信息、作業(yè)信息等進(jìn)行總結(jié)，形成輸電線路信息門戶和操作臺。實現(xiàn)數(shù)目預(yù)測生長，河流預(yù)測流向等模擬預(yù)警，使電網(wǎng)分布更加合理化，避開可預(yù)測的危險。全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院將大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云平臺等先進(jìn)科技技術(shù)與電力監(jiān)測預(yù)警響應(yīng)相融合，開發(fā)了電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)、電力智慧應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)和電力應(yīng)急大數(shù)據(jù)指揮決策平臺，對不合理輸電線路進(jìn)行安全預(yù)警，提高輸電線路的設(shè)備風(fēng)險管控力度，應(yīng)急操作響應(yīng)速度。

1.2 無人機(jī)巡檢技術(shù)

目前我國電網(wǎng)規(guī)模已居世界首位，架空輸電線路巡檢是保證我國輸電線路安全運行的關(guān)鍵技術(shù)手段。我國特高壓線路桿塔一般高達(dá)50m以上，人工檢測變得很難準(zhǔn)確識別故障。這就需要一個合理的智能巡檢方法，目前我國架空輸電線路巡檢的重要手段是依靠無人機(jī)，人工操作巡檢，減小了巡檢危險性，遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)代替巡檢人員到惡劣環(huán)境下進(jìn)行巡檢，但此方法依然依靠人為主觀判斷，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，我國開始研制能夠自動判斷線路故障的巡檢無人機(jī)，不過數(shù)據(jù)分析、圖像識別仍然需要極大的分析做支撐，研究人員還正在努力將算法輕量化。

1.3 智能圖像分析

我國國家電網(wǎng)研發(fā)出一套輸電線路巡視圖像智能分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)旊娋€路中的絕緣子爆裂、鳥巢、線夾傾斜等典型故障的識別率高達(dá)94%以上，同時，系統(tǒng)運行效率是傳統(tǒng)人工的3～5倍，技術(shù)性能總體達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，部分技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先，目前該技術(shù)已在全國27個省試點應(yīng)用。

1.4 分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)

分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)只有路由器大小，但能夠接入線路塔周邊的所有感知終端。原本我國故障檢測傳感系統(tǒng)雖然大量應(yīng)用，但系統(tǒng)之間不能互相融合，每個感知終端都需要單獨的匯聚裝置進(jìn)行匯聚，效率較低。而新興的分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)能夠?qū)⑤旊娋€路進(jìn)行在線全景監(jiān)測，大大降低了維護(hù)難度，簡化操作流程，將所有數(shù)據(jù)匯集到一臺主機(jī)進(jìn)行分析評估，一旦出現(xiàn)“異?！薄叭毕荨钡冉Y(jié)果，系統(tǒng)會第一時間告警。根據(jù)廣東電網(wǎng)發(fā)布的相關(guān)文件，廣東省正在加強(qiáng)智能能源工程的發(fā)展，明確指出分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)的重要性，未來會加大對智能輸電線路的投資，爭取全網(wǎng)提升數(shù)字智能化和自動化水平，旨在建設(shè)全國領(lǐng)先的智能輸電線路體系。

1.5 衛(wèi)星寬帶通信技術(shù)

衛(wèi)星寬帶通信也稱多媒體衛(wèi)星通信，指的是通過衛(wèi)星進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像的處理和傳送。目前我國衛(wèi)星通信技術(shù)日漸完善，鏈路通信成本與傳輸距離無關(guān)，衛(wèi)星通信不受地理位置、天氣情況的影響，可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)以及設(shè)備條件較差的農(nóng)村地區(qū)獨立運行?，F(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到智能輸電線路中，可以很好地滿足需要高速交互的業(yè)務(wù)。

2 傳統(tǒng)運維效率提升

2.1 建設(shè)成果顯著提升故障排除速率

智能輸電線路的發(fā)展和投運，使我國實現(xiàn)故障停運率保持0次/百公里，施工人員違章等事故接近于零。充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)在線監(jiān)測線路故障、精準(zhǔn)定位故障所在地，對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化分析，避免人工匯集數(shù)據(jù)費時費力，大量節(jié)省了操作人員時間，使線路故障能夠在第一時間被處理。運維人員可以專注于分析其他工作，進(jìn)一步提升我國智能輸電線路的發(fā)展速度和可靠性。

2.2 建設(shè)成果提升防外破水平

2019年4月3日，廣東省江門市江門大道施工現(xiàn)場召開防范施工外力破壞工作會議，會議介紹了防外破的主要措施，包括提高防范意識、明確責(zé)任人、預(yù)計引入防外破智能監(jiān)測終端應(yīng)用等。該應(yīng)用能夠通過高壓導(dǎo)線感應(yīng)取電，利用高清攝像頭監(jiān)控通道內(nèi)情況，對采集到的圖像進(jìn)行智能識別，該終端能夠在極短時間內(nèi)檢測輸電線路線下施工作業(yè)破壞等故障，利用110dB的聲音報警第一時間通知相關(guān)操作員，極大水平的提高了防止輸電線路外部破壞的水平，充分保障電網(wǎng)的可靠運行。

2.3 動態(tài)增容設(shè)備提升導(dǎo)線容量

近幾年我國用電負(fù)荷逐年攀升，導(dǎo)致一些老舊的電線已經(jīng)不足以負(fù)荷高強(qiáng)度的用電需求，傳統(tǒng)方式只能人為更換大容量導(dǎo)線，但此方法耗時、工程量巨大、對維修人員要求極高并且多數(shù)電線路桿不能滿足需求需要升級，多年以來，雖取得一部分成效，但速度極慢。但通過動態(tài)增容的方式，能將輸送容量提高30%，而此方式僅僅需要安裝動態(tài)增容裝置就能夠?qū)崟r確定輸送限額，提高輸送容量，緩解電力建設(shè)壓力。

2.4 人工操作無人機(jī)提高效率

無人機(jī)如今被廣泛應(yīng)用到各處高架空輸電線路，操作員僅需操控?zé)o人機(jī)對線路進(jìn)行巡檢即可發(fā)現(xiàn)問題，極大提高巡檢效率，對部分漂浮物所引發(fā)的問題，僅需無人機(jī)即可處理，不僅不需要電路停電，還大大節(jié)約了處理時間，僅需15～20min便可恢復(fù)如常。

2.5 機(jī)器人巡檢

機(jī)器人巡檢可以對山體等地形復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行巡檢，人工巡檢復(fù)雜地形有時需要經(jīng)過溝壑、沼澤，甚至還要面臨高反等困難，機(jī)器人巡檢可以解放人工，該機(jī)器人僅需在控制基站下達(dá)指令，它便會開始巡視，基桿塔間僅耗時45min，是人工效率的6倍以上，電力充足時能夠連續(xù)巡視10km，在太陽能基站進(jìn)行補(bǔ)給便可繼續(xù)巡檢，經(jīng)過多次升級，該機(jī)器人已經(jīng)可以將之前30d的巡檢周期縮短至10d，預(yù)計未來兩到三年便可全面進(jìn)行使用。

我國廣東電網(wǎng)能源技術(shù)公司已研發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)式室外輪式巡檢機(jī)器人智能巡檢機(jī)器人系列產(chǎn)品，具有異常溫升檢測、設(shè)備狀態(tài)識別、室外環(huán)境監(jiān)控檢測等功能，可實現(xiàn)全天候、全自主、全方位智能巡檢。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國的智能輸電線路比之傳統(tǒng)輸電線路有很大的優(yōu)勢，不僅大量節(jié)約了人力，培養(yǎng)專業(yè)人才比以往變得更容易，在數(shù)據(jù)處理方面也更加高效，處理精度逐步提高。目前我國相關(guān)電力部門已經(jīng)將工作重心轉(zhuǎn)移到了智能輸電線路建設(shè)中來，我國多個企業(yè)都致力于研究自動化的巡檢系統(tǒng)，比如廣東科凱達(dá)智能機(jī)器人有限公司就致力于發(fā)展世界領(lǐng)先的高壓輸電線路巡檢機(jī)器人，沈陽自動化所邊緣計算課題組也正在構(gòu)建全自主無人機(jī)巡檢系統(tǒng)，國網(wǎng)福建省電力有限公司攜手華為基于Atlas200前端人工智能模塊進(jìn)行開發(fā)，鯤鵬系統(tǒng)、5G技術(shù)也在逐步被運用到智能電網(wǎng)開發(fā)中來，越來越多的技術(shù)支持能夠看出智能輸電線路對運維效力的提升有很大助力，如智能巡檢系統(tǒng)、線路災(zāi)害預(yù)警等技術(shù)的發(fā)展無疑能夠有效提高我國輸電線路的運維效率。