人工智能在輸電線路安全運行中的應(yīng)用

楊學(xué)航　張旭召

摘? 要：隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，社會各界對電力的需求越來越大，人們對輸電線路的安全越來越重視。隨著輸電線路在電網(wǎng)中地位的日益提高，對輸電線路的安全運行至關(guān)重要。造成輸電線路故障的因素很多，除了線路本體的運行狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)，以及周圍的環(huán)境狀態(tài)，如溫度和濕度，都會影響線路，導(dǎo)致線路異常運行。近年來，由于電力技術(shù)的快速發(fā)展，形成了一個復(fù)雜而緊湊的電網(wǎng)。傳統(tǒng)的運行維護方法已經(jīng)難以有效解決輸電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜情況，運維方法抗干擾性能較差，在運行維護中存在較大的誤差?；诖耍疚木腿斯ぶ悄茉谳旊娋€路安全運行中的應(yīng)用進行詳細探究。

關(guān)鍵詞：人工智能;輸電線路;安全運行;應(yīng)用

引言

在當前階段，電力系統(tǒng)非常復(fù)雜，涉及許多設(shè)備組件和操作系統(tǒng)。外部環(huán)境對設(shè)備有直接影響，導(dǎo)致系統(tǒng)故障的出現(xiàn)。一旦處理不及時，就會造成嚴重事故，中斷電力系統(tǒng)的運行。為了提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，有必要不斷提高輸電線路的實際運行性能，通過輸電線路的安全運行，盡可能減少故障的發(fā)生。人工智能技術(shù)的合理使用，可以將人工智能技術(shù)直接應(yīng)用到輸電線路運行維護之中，在提升電氣自動化水平的同時，打造出全面感知、高效處理的電力系統(tǒng)，保障輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

1 人工智能

人工智能技術(shù)是一門能夠模擬、研究和擴展，能夠勝任人腦復(fù)雜工作的智能機械綜合系統(tǒng)學(xué)科。它涉及的范圍很廣，包括機器人、語言和圖像識別、專家系統(tǒng)等。20世紀50年代，人工智能的概念被提出。經(jīng)過幾十年的發(fā)展和演變，人工智能技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用顯示出了更大的優(yōu)勢。當人們首次應(yīng)用人工智能時，他們主要利用其強大的計算推理能力。經(jīng)過不斷的實踐和探索，人工智能的優(yōu)勢已經(jīng)凸顯，人工智能技術(shù)的相關(guān)理論也已經(jīng)形成。此后，人工智能技術(shù)進入了快速發(fā)展階段，并被賦予了強大的搜索能力，極大地提高了人工智能的穩(wěn)定性，提高了人工智能技術(shù)在實際應(yīng)用中的工作效率和控制精度?，F(xiàn)階段，人工智能技術(shù)正在逐步實現(xiàn)與計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)的深度融合發(fā)展，對于進一步提升人工智能在海量數(shù)據(jù)信息處理方面的優(yōu)勢發(fā)揮了重要推動作用，使人工智能能夠提供更加快速精準的數(shù)據(jù)信息，并且為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了重要技術(shù)支持。

2 輸電線路運維系統(tǒng)應(yīng)用的重要性

在當前的輸電線路運行維護中，運行維護人員一般攜帶相應(yīng)的檢測設(shè)備對輸電線路中的線路設(shè)備進行維修。但是，采用這種線路運維模式，故障定位時間長，運維效率不高，也會給運維人員帶來一定的安全風(fēng)險。因此，可以用傳輸線代替運維系統(tǒng)，通過設(shè)置在傳輸線上的運維監(jiān)控終端實時監(jiān)控傳輸線上的情況，從而采集傳輸線上不同區(qū)域的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過無線通信技術(shù)進行傳輸。此外，輸電線路發(fā)電運維裝置的應(yīng)用可以實現(xiàn)對輸電線路環(huán)境溫濕度、有毒氣體、可燃氣體、火災(zāi)、水位等信息的實時在線監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)某個指標出現(xiàn)異常，可以及時發(fā)出告警，輸電線路的運維人員即可快速采取措施，在最大程度上降低輸電線路發(fā)生故障的概率。同時該輸電線路代運維裝置的運行功耗較低，具備視頻分析功能，可以有效實現(xiàn)輸電線路的智能巡檢，減輕人員巡檢勞動強度。

3 人工智能在輸電線路安全運行中的應(yīng)用

3.1 終端布局

由于輸電線路實際長度較長，為了對輸電線路的全過程進行監(jiān)控，需要設(shè)置更多的監(jiān)控終端。如何優(yōu)化多個輸電線路監(jiān)測終端設(shè)備的布局，是建設(shè)輸電線路發(fā)電運維系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。人工智能遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的算法基礎(chǔ)是神經(jīng)科學(xué)。它可以模擬人腦的思維方式，對數(shù)據(jù)信息進行綜合處理和分析。它廣泛應(yīng)用于優(yōu)化計算領(lǐng)域。當使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化計算時，只有經(jīng)過反復(fù)迭代計算才能得到最終的優(yōu)化計算結(jié)果。同時，應(yīng)設(shè)置合理的收斂指標，以確保在迭代計算過程中，不會出現(xiàn)過多的迭代，也不會因為迭代次數(shù)少而得到的解不是最優(yōu)解。采用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對輸電線路監(jiān)測終端進行優(yōu)化后，一般每15米設(shè)置一個監(jiān)測終端點，可以滿足監(jiān)測應(yīng)用的要求，不會出現(xiàn)冗余。同時這樣還能夠充分發(fā)揮協(xié)調(diào)器節(jié)點的作用，在實際應(yīng)用中也取得了較好的效果。如果所設(shè)置的監(jiān)測終端節(jié)點過多，則會增加輸電線路代運維系統(tǒng)的投資成本，故通過優(yōu)化監(jiān)控終端，也能夠取得較高的經(jīng)濟效益。

3.2 絕緣子控制

絕緣子屬于絕緣控制裝置，可支撐導(dǎo)體絕緣體。在工業(yè)污染和自然環(huán)境污染的影響下，陶瓷表面會形成一層污染層。在電壓和外部特定條件的影響下，污穢絕緣子會產(chǎn)生沿表面的污閃問題。污染還將直接威脅輸電線路的安全運行。由此可見，絕緣子質(zhì)量對線路的安全運行起著重要作用，絕緣子需要保持足夠的機械強度和良好的絕緣性能。泄漏電流值能準確反映絕緣子表面的污染程度，泄漏電流更適合在線測量。在絕緣子泄漏電流監(jiān)測裝置誕生后，通過于絕緣子表層設(shè)置電流傳感裝置，能夠針對泄漏電流大小進行實時監(jiān)測。借助無線通信網(wǎng)絡(luò)把監(jiān)測數(shù)據(jù)順利傳輸至監(jiān)控中心，通過AI結(jié)合泄漏電流數(shù)據(jù)，對絕緣子表層污穢程度實施合理診斷，形成警告預(yù)示。

3.3 接地保護

不同電力系統(tǒng)的接線方式存在一些差異。實際傳輸處理應(yīng)結(jié)合當前電力系統(tǒng)運行的差異，實現(xiàn)兩類劃分。如果電流較大，直接采用大電流接地處理方式。在實際運行中，當線路存在故障時，可選擇人工智能技術(shù)進行故障識別，及時處理，直接切斷線路。如果實際電流較小，可選擇小電流接地方式。在操作環(huán)節(jié)，基于人工智能技術(shù)，滿足信號保護的要求。故障發(fā)生后，要求在第一時間發(fā)出報警信號，也能滿足電力系統(tǒng)連續(xù)運行狀態(tài)的有效維護。在保護系統(tǒng)中，大電流接地系統(tǒng)包括執(zhí)行系統(tǒng)，但邏輯層屬于小電流接地系統(tǒng)。正常的運行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)中不會有零序電壓出現(xiàn)，其分布點屬于三相電壓。在接入電壓表之后，有獨立電壓顯示出來。這一階段，電力系統(tǒng)的實際運行出現(xiàn)了異常，如其中的某一項處于接地的狀態(tài)，電力系統(tǒng)就有零序電壓的表現(xiàn)?；谛‰娏骼^電保護系統(tǒng)直接發(fā)出警告信息，故障處理人員只需做好電壓讀數(shù)觀察，就可以實現(xiàn)故障的判斷。

3.4 線路運行

通過合理研發(fā)輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以提高輸電線路的狀態(tài)維護效果，在塔桿和線路中合理設(shè)置各種傳感裝置，便于對輸電線路的運行狀態(tài)和運行狀態(tài)進行綜合監(jiān)測。輸電線路通過在線監(jiān)測的方法從傳感器能夠?qū)崟r獲取監(jiān)測信號，隨時利用無線網(wǎng)絡(luò)把信號傳輸至監(jiān)控中心，通過人工智能診斷輸電線路狀態(tài)、性能以及所存在的各種潛伏性故障。

3.5 智能電網(wǎng)

繼續(xù)推進線路自動化改造，提高輸電自動化線路的覆蓋率和實用性。構(gòu)建具有故障自愈能力的自動化智能電網(wǎng)，快速發(fā)現(xiàn)缺陷和隱患，快速隔離故障，提高供電可靠性。同時打造智能電網(wǎng)可視化信息管理平臺，充分利用集成營銷、輸電、調(diào)度、規(guī)劃等多業(yè)務(wù)信息，深入挖掘電網(wǎng)多維度數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

綜上所述，輸電線路是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其運行的可靠性將直接影響用電安全。人工智能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展離不開各種基礎(chǔ)硬件的支持，軟件統(tǒng)稱也是人工智能的核心技術(shù)。近年來，人工智能相關(guān)技術(shù)在輸電線路故障診斷和狀態(tài)檢測中的發(fā)展和應(yīng)用，進一步提升了輸電線路可靠性和安全性，減少了事故發(fā)生的概率，為輸電線路在線檢測發(fā)展提供全新途徑。

參考文獻：

[1] 彭峰，但濤，俞清，等.基于人工智能的電纜溝代運維系統(tǒng)開發(fā)[J].通訊世界，2020，27（1）：242-243.

[2] 梅傲松.探索人工智能AI在變電運維中的應(yīng)用[J].名城繪，2019（8）：1-4.

[3] 胡麗娟，刁贏龍，劉科研，等.基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運行可靠性分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2017，41（1）：265-271.