人工智能在輸電線路安全運(yùn)行中的應(yīng)用

張流敏

摘 要：結(jié)合當(dāng)下發(fā)展現(xiàn)狀分析，智能電網(wǎng)逐漸成為電力領(lǐng)域主要研究方向和電力系統(tǒng)主要發(fā)展目標(biāo)。通過新時(shí)期智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢研究能夠發(fā)現(xiàn)，人工智能技術(shù)逐漸普及應(yīng)用到輸電線路的狀態(tài)維修和在線監(jiān)測當(dāng)中，而人工智能技術(shù)也為中國電力企業(yè)發(fā)展提供全新渠道。

關(guān)鍵詞：人工智能;輸電線路;安全運(yùn)行;應(yīng)用

1技術(shù)路徑

針對輸配電裝備運(yùn)維難點(diǎn)和電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)特征，通過研究多源信息采集與處理技術(shù)，依托不同平臺，借助數(shù)據(jù)融合法全方位獲取輸電線路運(yùn)行過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如設(shè)備狀態(tài)、實(shí)時(shí)狀態(tài)、電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)等，從而對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)行規(guī)范化使用，實(shí)現(xiàn)視頻、圖像、文本等多源電網(wǎng)數(shù)據(jù)的源端融合。并以上述技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)的輸配電裝備智能化遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)，根據(jù)輸配電裝備運(yùn)維需要，深入挖掘、分析裝備運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成智能運(yùn)維報(bào)告。

2人工智能在輸電線路運(yùn)行管理中的有效應(yīng)用

2.1監(jiān)測專家系統(tǒng)

ES屬于人工智能領(lǐng)域最為活躍的研究課題，其擁有靈活性、透明性和啟發(fā)性等特征。輸電線路相關(guān)在線監(jiān)測通過積極設(shè)計(jì)研發(fā)專家系統(tǒng)，主要利用監(jiān)測采集到的數(shù)據(jù)信息判斷輸電線路問題形成原因，具體結(jié)構(gòu)包括人機(jī)接口、推理機(jī)制、解釋機(jī)制、數(shù)據(jù)庫、知識庫五部分。輸電線路中的在線監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感監(jiān)測方法得到數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建ES動態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫。推理機(jī)制主要是以正向推理為主，知識庫是以ES核心，監(jiān)測系統(tǒng)具體表達(dá)主要是以產(chǎn)生式規(guī)則為主，將知識當(dāng)成一般條件-結(jié)論形式，按照現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)域知識來獲取知識。監(jiān)測系統(tǒng)創(chuàng)建模塊化機(jī)構(gòu)的知識庫，不同模塊之間處于互相獨(dú)立狀態(tài)，通過協(xié)調(diào)器對各個(gè)模塊實(shí)施有效的協(xié)調(diào)控制。在監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行中，需要率先啟動輸電線路中的遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊，得到現(xiàn)場可視化圖像，并開啟安全運(yùn)行模塊、舞動監(jiān)測模塊、覆冰監(jiān)測模塊、避雷器模塊，聯(lián)系不同模塊分析結(jié)果，實(shí)施綜合分析，全面判斷。在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以針對輸電線路進(jìn)行早期故障診斷，為現(xiàn)場維修人員提供有效參考。

2.2輸電線路在線監(jiān)測

在人工智能應(yīng)用領(lǐng)域中，專家系統(tǒng)是重要的組成部分。對于電力系統(tǒng)而言，開發(fā)輸電線路在線監(jiān)測專家系統(tǒng)是極為必要的，其目的在于通過分析監(jiān)測系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，推斷出輸電線路可能存在的故障點(diǎn)及所發(fā)故障的原因，包含知識庫、數(shù)據(jù)庫、解釋機(jī)制、推理機(jī)以及人機(jī)接口五個(gè)部分。監(jiān)測系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)信號的手段主要有遠(yuǎn)程可視、線路安全運(yùn)行、避雷器等。將所收集的數(shù)據(jù)信息分別構(gòu)建成靜態(tài)數(shù)據(jù)庫和動態(tài)數(shù)據(jù)庫，當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，遠(yuǎn)程可視監(jiān)控模塊將率先啟動，并將現(xiàn)場情況轉(zhuǎn)化為可視圖像，避雷器、安全運(yùn)行模塊相繼啟動，系統(tǒng)將會根據(jù)各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，啟動綜合分析模塊，從而對結(jié)果進(jìn)行全面的判斷，其結(jié)果可以作為輸電線路早期故障的重要診斷依據(jù)，具有一定的參考意義。

2.3絕緣子監(jiān)測

絕緣子屬于一種絕緣控件，能夠支持導(dǎo)線絕緣體。而在絕緣子受到工業(yè)污穢以及自然環(huán)境污穢影響下，便會在瓷表層形成一種污穢層，受到污染后的絕緣子在電壓影響下，受到外部特定條件影響，便會出現(xiàn)沿面污穢閃絡(luò)問題。污染問題還會直接威脅輸電線路的安全運(yùn)行。由此能夠看出絕緣子質(zhì)量對于線路安全運(yùn)行具有重要作用，需要使絕緣子保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度以及良好的絕緣性能。泄漏電流值能夠準(zhǔn)確反映出絕緣子表層污穢程度，而泄漏電流更加適合在線測量。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(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)施合理診斷，形成警告預(yù)示。

2.4遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測

輸電線路遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由客戶端監(jiān)控軟件、圖像編輯器、流媒體服務(wù)器等部分組成，其核心技術(shù)是數(shù)據(jù)采集、壓縮解碼、無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)。系統(tǒng)可以對輸電線路周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠隨時(shí)獲取輸電線路的運(yùn)行情況，強(qiáng)化對輸電線路的管理。圖像編碼器將所采集的數(shù)據(jù)信號通過壓縮編碼碼技術(shù)進(jìn)行處理，借助無線通信技術(shù)將處理后數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器中，管理員只需要登錄監(jiān)控軟件，將視頻流進(jìn)行解碼，就可獲取高質(zhì)量的現(xiàn)場圖像，并進(jìn)行瀏覽、監(jiān)控，最后通過AI技術(shù)對相關(guān)信息進(jìn)行處理。

2.5輸電線路人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于人工智能技術(shù)中的重要分支，屬于模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)的重要數(shù)學(xué)模型，擁有較強(qiáng)的推理能力和學(xué)習(xí)能力，可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)內(nèi)的各種非線性關(guān)系。而以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的故障診斷和以ES原理為基礎(chǔ)的故障診斷主要差異是無需知識庫建立、知識表達(dá)和知識獲取工作，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于信息處理系統(tǒng)，擁有聯(lián)想記憶、自適應(yīng)、并行分布處理等優(yōu)勢。其融入了反向傳播網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擁有模式分類功能，能夠針對故障診斷中部分模糊問題實(shí)施有效處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)僅僅借助領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑暮Ａ楷F(xiàn)場信息，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)以及學(xué)習(xí)算法實(shí)施樣本訓(xùn)練，從而構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下的故障診斷樣本集，是智能型工具。

3結(jié)論

綜上所述，人工智能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，無法脫離各種基礎(chǔ)硬件支撐，同時(shí)軟件統(tǒng)稱還是人工智能核心技術(shù)。在近幾年發(fā)展中，人工智能相關(guān)技術(shù)在輸電線路故障診斷和狀態(tài)檢測中的開發(fā)應(yīng)用，進(jìn)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(xiàn)：

[1]傅晨宇，韓亮，王定松.基于人工智能遠(yuǎn)程交互的立體巡檢技術(shù)研究[J].電力安全技術(shù)，2020，22（09）：48-52.

[2]劉城欣.結(jié)合人工智能技術(shù)的輸電線路路徑規(guī)劃方法研究[D].華中科技大學(xué)，2020.

[3]陳雙輝，張飛飛.人工智能技術(shù)與電力行業(yè)深度融合[J].上海信息化，2020（05）：38-40.

[4]蒲天驕，喬驥，韓笑，張國賓，王新迎.人工智能技術(shù)在電力設(shè)備運(yùn)維檢修中的研究及應(yīng)用[J].高電壓技術(shù)，2020，46（02）：369-383.