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廣東電網完成人工智能技術支撐頂層設計,建成南方電網首個智能技術應用示范區,讓電網“更聰明”

廣東電網公司中山供電局生產監控指揮中心是南方電網首個智能技術應用示范區的“大腦”,電網設備狀態、生產運行情況都可輕松掌控。

500千伏文山變電站繼保室巡檢機器人“蜘蛛俠”配合運維人員核對壓板

編者按:

  10月31日下午,中共中央政治局就人工智能發展現狀和趨勢舉行第九次集體學習,中共中央總書記習近平強調,加強人工智能和產業發展融合,為高質量發展提供新動能。

  人工智能時代,新技術、新產品、新產業正在電力行業嶄露頭角。智能巡檢機器人、智能客戶畫像、無人機智能巡視等不再陌生,人工智能正在滲透到每一個工作場景。未來,電網企業應該如何綜合利用人工智能技術,使得電網變得“更聰明”?廣東電網公司給出了自己的思考與行動。

  近日,為落實國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》和南方電網人工智能與業務發展深度融合專項規劃,廣東電網公司率先印發了《廣東電網有限責任公司人工智能技術支撐工作方案》(以下簡稱《方案》),明確了該公司在人工智能技術應用方面的總體建設藍圖,完成了人工智能與業務發展深度融合的技術架構頂層設計,為該公司建設“數字企業、智慧企業”提供了有力支撐,為企業高質量發展提供強力引擎。

  10月下旬,南方電網首個智能技術應用示范區在廣東電網中山供電局建成,智能技術應用示范區包括1個生產監控指揮中心、2個智能運檢變電站、10條輸電線路、2個智能配電房以及部分臺區,通過將“云大物移智”等新技術與電網融合,打造“設備狀況一目了然、生產操作一鍵可達、風險管控一線貫穿、決策指揮一體作戰”的智能運維新模式,達到提升勞動生產率、降低作業風險、提高運維工作質量的目的。

  A

  打破人工智能應用的“信息孤島”

  構建頂層設計:一套標準一個平臺

  近年來,廣東電網公司在人工智能領域的探索可謂“百花齊放”,各業務領域正在積極推進人工智能應用工作,在智能電網、智能巡檢機器人、無人機巡視、電動汽車智能服務、智能客服、智能倉儲等方面已取得了引人矚目的成果,其中還有全國首創、全網首創的智能應用。

  與此同時,不同業務領域的智能應用相互孤立,暴露出不集成、不協同、難共享的關鍵問題。多數應用處于探索起步階段,存在技術路線及技術標準不統一、智能化能力建設分散和重復、算法能力重復訓練、智能化建設成果及能力無法開放共享等問題。

  針對這種情況,廣東電網公司率先提出了“建立一套人工智能技術標準,打造一個人工智能平臺,持續深化業務域智能化應用”的工作思路,避免由于分散建設和數據獨立導致的信息孤島現象以及重復建設導致的資源浪費現象,充分發揮公司人工智能能力建設及應用的體系化、規模化、集約化、規范化優勢。

  “首先要構建我們自己的‘花盆’和‘土壤’,其次要把‘遍地開花’的智能應用集中到一個‘花盆’里,為其提供良好的‘土壤’環境,然后從里面培養出更多不同類型的‘花’。”廣東電網公司信息部主任陳軍介紹。該方案解答了人工智能技術在企業如何落地應用以及在哪些場景應用落地的問題,并明確了各階段的建設目標以及工作內容。

  接下來,廣東電網公司將圍繞新一代人工智能技術在電網企業的融合應用場景,開展關鍵技術研究,形成公司人工智能應用技術體系和安全可靠的技術規范,同時開展人工智能技術選型,制定統一技術路線,構建人工智能平臺,為實現統一“栽培”、統一“移植”、統一“澆灌”提供技術支撐,加快推進人工智能融合向縱深發展,通過技術創新,引領甚至推動公司體制機制創新。

  B

  讓電網的“大腦”更發達

  算法實現開放共享和推廣復用

  如果說物聯網打造的是企業的神經系統,強調數據的感知能力,那么人工智能打造的則是企業的大腦,強調洞察能力以及自動預判、自動決策能力。“如何通過人工智能技術,讓全網設備更加高效地代替傳統人工做出判斷決策,加快機器替代,提升勞動生產率”是搭建人工智能平臺的初衷。企業需要統籌各業務領域最好的算法,將其沉淀、固化到統一的人工智能平臺,才能加快推進人工智能與數字服務、智能電網和智慧運營的深度融合與現場應用,這其中,“共享”是尤為關鍵的一步。

  記者了解到,廣東電網公司將通過建立統一的人工智能平臺,對公司內部的人工智能計算資源進行統籌管理,為全省的人工智能應用、機器自主學習提供充足的計算能力保障;集成主流人工智能學習框架,為全省的人工智能模型開發和訓練提供必要的工具及環境;對各業務領域建設的優秀人工智能算法模型進行統籌管理,實現優秀算法模型在全省范圍內的開放共享、推廣復用。

  “舉個例子,輸電線路的缺陷種類有很多,有導線斷股、均壓環破損、絕緣子破損等。每一類缺陷,原則上都需要開發一個人工智能模型算法來進行自動識別。”廣東電網公司信息部規劃科科長裴求根向記者介紹,基于人工智能平臺,每一個單位都可以開發訓練自己的缺陷識別人工智能模型,例如A單位開發了一個絕緣子破損識別的模型,B單位開發了一個均壓環破損識別的模型,那么可以將這些成熟的算法模型部署于人工智能平臺,參照應用商店的模式對此類算法模型按業務應用場景進行分類管理,其他有需要的單位就可以直接調用這些算法模型來進行場景化的應用建設,而不需要重復開發。同時,還可以對這些算法模型的調用次數、準確率等指標進行監控,從中識別出優秀的算法模型。

  如何確保人工智能平臺“督促”電網設備不斷地自主學習?人工智能的三要素是算法能力、計算能力、數據能力,廣東電網公司初步建立的統一云平臺和大數據平臺為人工智能平臺提供了數據來源和計算能力,為平臺建設扎下了堅實的基礎。

  據悉,為貫徹國家“建設網絡強國、數字中國、智慧社會”戰略部署和公司“數字南網、智慧南網”的戰略要求,廣東電網公司于今年6月在南方電網范圍內率先印發了《“云大物移智”融合應用頂層設計報告》和《“云大物移智”融合應用總體工作方案》,從組織架構、運作機制、基礎支撐方面明確了該公司“云大物移智”融合應用業務藍圖和“12345”實施路線圖,目前已經基本建成了大數據平臺、云平臺、移動應用平臺,而人工智能平臺計劃在2019年上半年初步完成建設。

  C

  海量電網大數據整合 把散落的珍珠串起來

  大屏幕上展示電網關鍵數據,坐在屏幕前就能實現對線路和站點的遠程調度和指揮;變電站里的機器人代替員工進行巡視與操作,數據采集準確而全面;鐵塔上安裝的攝像頭,24小時不間斷記錄著周邊的一切,任何影響和破壞電力設施的因素都能被捕捉……

  10月下旬,在廣東中山建成的南方電網首個智能技術應用示范區里,上述的一切已經發生。通過將“云大物移智”等新技術與電網融合,中山供電局整合處理應用大數據更為得心應手,人員巡視操作工作銳減,而工作效率和質量卻提升了。

  智能技術的應用,讓電網的運行維護變得更聰明。

  在新落成的中山供電局生產監控指揮中心內,U型大屏幕和圓弧型指揮臺組合成一個科技感十足的“駕駛艙”。屏幕上跳躍展示著電網運行的各類數據,如電網規模與負荷、設備存在的缺陷等。指揮臺上的操控者們對照著這些數據,能第一時間發現電網運行維護中可能存在的風險。一旦問題出現,經排查鎖定故障點范圍后,屏幕上將調出實時的現場畫面,作出分析研判處理。

  “通過海量電網大數據的整合分享,來實現遠程調度和指揮。”中山供電局生產設備管理部助理專責李彥明一邊介紹,一邊讓同事調出一座變電站內的畫面,所有情況一目了然。

  工作人員還模擬起突發事件的應急情況。此時,屏幕上投射出臺風影像,以及臺風中各電力設施的運行狀況——哪些設備受損,受損情況如何都有直接的顯示。面臨困難時,人類的恐懼往往因未知而起,對困難越了解一分,恐懼感也隨之降低一分。

  “這個項目做了什么?簡單概括,就是把散落的珍珠給串起來。”中山供電局副總工程師兼生產設備管理部主任林韶文打了個比方。發展在線監測、配網自動化等技術多年,擁有良好硬件基礎的中山,在項目實施前并不乏搜集各類信息的渠道,少的只是“將所有信息都裝在一起的籠子”,這便是建立生產監控中心的初衷。“生產環節不是獨立的,是一條鏈子,要想一項工作完成得又快又好,就要打破生產各環節間的壁壘。”

  正因明白了這一點,供電局決定實施項目前,高層領導已經實現了思維的轉變。“這一關是最難的,到后面只是技術性的問題了。”項目的實施與親歷者李彥明,對這一點體會更深。在項目實施初期,一些崗位的同事并不能理解新模式,他為此沒少費口舌,用軟磨硬泡逐漸完成思維轉型。

  更進一步,這種新模式還能將數據整合至整個電網企業的產業鏈。“實際上,我們的系統不光只是有生產領域的數據,已經把前端的計劃和末端的市場服務都打通了。”林韶文說。對于電網企業而言,千方百計提升服務水平,減少客戶停電時間是根本性指標,“不能單一考慮生產一方面,服務也不能丟。”

  因此,中山供電局自去年起進行智能分布式配電自動化系統布局,主城區智能分布式配電自動化系統全覆蓋,各鎮區的智能化改造穩步推進,電纜網故障實現毫秒級快速復電,極大地提高供電可靠性。

  D

  巡視巡檢工作機器代人 提升效率與質量

  從實施效果上看,示范區內轉變最為明顯的是光明變電站。

  這個服役近20年的220千伏的老站,如舊瓶裝了新酒。

  機器人開始每天穿梭在站里,按照巡視標準檢查設備運行狀況。較人工作業而言,機器人的強大之處在于其“全面而準確”。“一旦把系統設定好,掃一次,我們需要的所有信息都能采集到;不像人,得帶著不同工具,掃一項記一項。”中山供電局變電管理一所變電運行專責李福鵬介紹。

  高壓室大門已經安上了報警提示器,能自動識別靠近的人員權限。記者準備進入大門采訪時,剛一靠近就聽到了“發現未授權人員”的報警提示,只有在工作人員的帶領下或者身份經過授權之后才能進門。進入后,李福鵬領著記者到視頻監控系統后臺,那里的監控已經清晰地記錄我們在站內的行蹤。

  “任何到站的人和物,都逃不掉監控的范圍,而且直接給后臺人員明確的判斷。”李福鵬介紹,站內的智能化改造已進入尾聲,在不久的將來,大門口的保安崗亭就要撤掉,“無論車輛還是人員進出,都是智能化操作。”

  在中山供電局看來,這種“舊站新用”的智能化改造的模式,極具復制與推廣價值。“使用了將近20年的老站都能改,其他年限短一點就更不成問題了。”林韶文說,這也是供電局考慮將光明站納入示范區的因素之一。

  對于新建的室內變電站而言,示范區給出的范本則是南方電網公司首座500千伏室內GIS變電站——500千伏文山變電站。完備的智能設備全覆蓋,讓站點成為南方電網公司智能化運維示范變電站的試點。

  站內巡視靠機器人,站外的鐵塔和線路的巡視靠的則是無人機。高智能的無人機也同機器人一樣,只要設定好程序,一鍵起飛,無需后續任何操作,在搜集信息后返回駐地。

  中山供電局輸電管理所還在輸電鐵塔上布下攝像頭,鏡頭能360度旋轉及前后拉伸,配合圖像識別技術,但凡有影響鐵塔和線路的情況進入鏡頭內,后臺系統就會接收到告警信息。

  輸電管理所生技分部主管陳清江查看系統發現,10月5日就有一起系統報警記錄。當天上午9時許,一輛吊車在220千伏仁浪甲線23號鐵塔下方施工,系統值班員發現情況后立馬通知人員到場監督處理,有效防范了外力破壞電力設施的情況發生。

  “攝像頭就是線路的‘天眼’,安上它,很多事故都能避免了。”陳清江說。

  科技的革新與進步,改變了人類的生產生活方式。對于電網而言,新技術的應用極大地減少了在巡視、操作等日常崗位的人員投入,根據中山供電局的測算,在改造全部完成后,光明變電站運行人員數量可減少六至七成,日常實現無人巡視、無人操作。節省下來的人力資源并不閑著,轉而投身到設備檢修等更加需要專業技術與經驗的工種。

  在電網運維更為智能化的今天,人類大腦的智能還有更大的用武之地。

 

——文章來源轉自中國南方電網