人工智能技術(shù)在電網(wǎng)智能化檢修中的應(yīng)用探索

1、 人工智能技術(shù)在電網(wǎng)智能化檢修中的應(yīng)用探索 摘要：近年來(lái)，隨著以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的工業(yè)4.0的興起，電網(wǎng)智能化運(yùn)行成了電網(wǎng)企業(yè)提升運(yùn)營(yíng)能力的重要途徑。然而，隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，設(shè)備數(shù)量日益增加、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜以及員工人數(shù)的短缺，現(xiàn)階段的電力企業(yè)難以保障電網(wǎng)檢修工作的有序、高效、優(yōu)質(zhì)開(kāi)展，電網(wǎng)檢修向智能化邁進(jìn)是迫切且必需的。本文分析了電網(wǎng)檢修的現(xiàn)狀，研究了面向電網(wǎng)檢修的人工智能技術(shù)，提出了人工智能在電網(wǎng)檢修中的應(yīng)用方向，為提升電網(wǎng)檢修智能化水平、保障電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了新的思路。關(guān)鍵詞：人工智能；電網(wǎng)；檢修1 電網(wǎng)智能化檢修現(xiàn)狀早期的電網(wǎng)檢修工作由于技術(shù)手段等各類軟硬件條件的不足，

2、主要以人力檢修為主。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)升級(jí)和新設(shè)備投運(yùn)，電網(wǎng)檢修中逐漸出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等智能檢修設(shè)備，但這些設(shè)備存在技術(shù)要求較高、投入巨大、部分技術(shù)成熟度較低等問(wèn)題，并不能滿足復(fù)雜多樣的電網(wǎng)檢修工作。為此，現(xiàn)階段的電網(wǎng)檢修工作主要以傳統(tǒng)的人工檢修方式和半智能化的檢修方式共存的形式存在，并且人工檢修在電網(wǎng)檢修中仍占據(jù)著主要地位。傳統(tǒng)的人工檢修方式是由檢修人員、調(diào)度員等檢修過(guò)程涉及的人員借助傳統(tǒng)通信設(shè)備通過(guò)手工方式共同完成的，由于電網(wǎng)檢修工作涉及的檢修現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境復(fù)雜，檢修工作量巨大等原因，人工方式成本高、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，并且檢修工作開(kāi)展是否順利主要依賴于檢修人員個(gè)人的技術(shù)能力素養(yǎng)，造成了人工檢修風(fēng)險(xiǎn)

3、度高、效率低。目前，電網(wǎng)智能化檢修方式不成熟的另一個(gè)重要原因就是各系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息壁壘還未完全打通，數(shù)據(jù)應(yīng)用困難，即使現(xiàn)階段有成熟的技術(shù)也難以落實(shí)到實(shí)際的工作中去，無(wú)法有效提高電網(wǎng)檢修工作的智能化水平。2 面向電網(wǎng)檢修的人工智能技術(shù)2.1 圖像識(shí)別技術(shù)隨著數(shù)碼攝像與計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，高清視頻監(jiān)視、紅外熱像、移動(dòng)設(shè)備高清攝像等技術(shù)不斷成熟，使得圖像識(shí)別技術(shù)發(fā)展隨之加快。圖像識(shí)別技術(shù)是指對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，從而識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象。圖像識(shí)別實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：圖像獲?。煌ㄟ^(guò)平滑、變換、增強(qiáng)、濾波等對(duì)圖像預(yù)處理；抽取、選擇圖像特征；訓(xùn)練確定判決規(guī)則的分類器；在特征空間中對(duì)識(shí)別對(duì)象分類

4、。目前，圖像識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于安防、交通、智能檢測(cè)、金融等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。在電網(wǎng)檢修工作過(guò)程中，一方面，巡檢過(guò)程中人員可通過(guò)手持移動(dòng)設(shè)備或智能檢測(cè)設(shè)備采集可見(jiàn)光、紅外、紫外等圖像信息，這些圖像具有體量大、增長(zhǎng)速度快且價(jià)值密度低的數(shù)據(jù)特征，以人工方式篩選和判定，效率低下且準(zhǔn)確度較低；另一方面，在被檢修設(shè)備的識(shí)別確認(rèn)、設(shè)備故障的診斷、操作過(guò)程的監(jiān)控、人員施工的管理等過(guò)程中，傳統(tǒng)方法是通過(guò)施工人員和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員進(jìn)行人為判定，導(dǎo)致設(shè)備部件判定失誤，操作過(guò)程步驟缺失，人員安全措施不到位等情況時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重的將危及檢修人員生命安全和電網(wǎng)供電安全。為此，針對(duì)電網(wǎng)檢修過(guò)程中所涉及的相關(guān)圖像進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)，提取

5、相關(guān)的特征，對(duì)于準(zhǔn)確把握檢修設(shè)備狀態(tài)缺陷，把控檢修流程與人員管理具有重要的技術(shù)價(jià)值。2.2 自然語(yǔ)言處理技術(shù)自然語(yǔ)言處理技術(shù)是人工智能領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向，主要目標(biāo)是研究實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間用自然語(yǔ)言進(jìn)行有效的通信。中文文本的識(shí)別處理流程主要包括：文本預(yù)處理，文本的分段、分句、分詞、停用詞過(guò)濾等；文本表示，即將文本轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別和處理的形式；分類器的選擇、構(gòu)造、訓(xùn)練及測(cè)試。自然語(yǔ)言處理技術(shù)目前已深入各行各業(yè)，例如文字檢測(cè)、標(biāo)牌信息識(shí)別等。3 人工智能在電網(wǎng)檢修中的應(yīng)用3.1 傳統(tǒng)檢修向智能化跨進(jìn)在傳統(tǒng)的電網(wǎng)檢修過(guò)程中，首先需要進(jìn)行檢修方案制定、檢修工作編排；然后通過(guò)調(diào)度操作將指令下發(fā)到各

6、個(gè)基層電力檢修單位，再由各單位檢修班組根據(jù)檢修指令開(kāi)展檢修工作。針對(duì)電網(wǎng)檢修整個(gè)過(guò)程中的檢修計(jì)劃編制、現(xiàn)場(chǎng)檢修操作等過(guò)程中的難點(diǎn)，依托知識(shí)圖譜、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)，構(gòu)建電網(wǎng)檢修知識(shí)圖譜。針對(duì)檢修過(guò)程中的檢修計(jì)劃人工編制方式向自動(dòng)編制跨進(jìn)，計(jì)劃編制人員只需審核檢修計(jì)劃編制的合理性，從而減少了大量檢修計(jì)劃編制的工作量，同時(shí)提高了檢修計(jì)劃編制的合理性。在檢修任務(wù)實(shí)施的過(guò)程中，檢修人員可通過(guò)語(yǔ)音交互與可穿戴設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互。檢修過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音調(diào)取檢修方案，可通過(guò)圖像識(shí)別、文字識(shí)別等實(shí)現(xiàn)設(shè)備身份確認(rèn)、銘牌識(shí)別、故障識(shí)別，對(duì)于檢修人員解決不了的故障難題，可請(qǐng)求專家遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)指導(dǎo)。智能化

7、的現(xiàn)場(chǎng)檢修輔助功能解放了檢修人員雙手的同時(shí)，提高了檢修作業(yè)效率，提升了檢修工作成效?，F(xiàn)場(chǎng)檢修監(jiān)督人員可通過(guò)手持或可穿戴設(shè)備對(duì)檢修人員和檢修過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理，例如通過(guò)圖像識(shí)別檢測(cè)檢修人員穿戴的合規(guī)性、檢修人員操作流程的合規(guī)性，監(jiān)督操作步驟等，并通過(guò)移動(dòng)端設(shè)備實(shí)時(shí)記錄整個(gè)檢修過(guò)程，提高了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員監(jiān)督工作效率，避免了因疏忽而導(dǎo)致的安全事故發(fā)生，保障了檢修人員的生命安全和減少了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)損失。3.2 智能化巡檢升級(jí)通過(guò)圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)提高現(xiàn)有巡檢設(shè)備智能化程度，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化巡檢設(shè)備的升級(jí)優(yōu)化。當(dāng)前，在電力線路巡檢過(guò)程中，采用了大量的無(wú)人機(jī)進(jìn)行線路巡檢。無(wú)人機(jī)巡檢過(guò)程中所拍攝

8、的視頻或圖像需要無(wú)人機(jī)操作者或其他檢修人員通過(guò)肉眼進(jìn)行辨別，在自然環(huán)境中無(wú)論是強(qiáng)光還是暗沉情況都將對(duì)人工判斷造成較大的影響，從而致使巡檢判斷失誤。變電站巡檢機(jī)器人在日常的巡檢過(guò)程中，需要監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)、表計(jì)變化等，目前較多的變電站巡檢機(jī)器人通過(guò)將圖像傳回指揮中心，然后由專業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)的方式開(kāi)展工作，或是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方位和標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行圖像對(duì)比的方式進(jìn)行巡檢異常判斷，這種方式花費(fèi)了大量的人力物力，取得的效果也不盡如人意。通過(guò)在現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)或巡檢機(jī)器人中加入圖像識(shí)別、文字識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等人工智能技術(shù)，通過(guò)遠(yuǎn)程語(yǔ)音指揮以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)拍攝識(shí)別、設(shè)備故障識(shí)別預(yù)警、表計(jì)異常識(shí)別預(yù)警等，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有智能化檢測(cè)的升級(jí)，減

9、少了大量人工介入工作量，提高了巡檢工作效率及工作質(zhì)量。3.3 人工智能與多技術(shù)融合應(yīng)用智能化的電網(wǎng)檢修作業(yè)不僅是對(duì)傳統(tǒng)檢修方式的改善和對(duì)機(jī)器設(shè)備性能的升級(jí)優(yōu)化，未來(lái)，在數(shù)據(jù)處理技術(shù)、5g技術(shù)、邊緣計(jì)算技術(shù)、ar/vr可穿戴技術(shù)、北斗定位技術(shù)等不斷發(fā)展進(jìn)步的基礎(chǔ)上，電網(wǎng)檢修將打通電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的信息壁壘，匯集所有的電網(wǎng)檢修以及與檢修相關(guān)的數(shù)據(jù)，形成電網(wǎng)檢修數(shù)據(jù)湖，依托知識(shí)圖譜及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)構(gòu)建一個(gè)電網(wǎng)檢修智慧大腦與數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢修計(jì)劃方案自動(dòng)編制及優(yōu)化，以及檢修作業(yè)過(guò)程中更多的智能輔助支持。4 結(jié)語(yǔ)現(xiàn)階段電網(wǎng)智能化檢修應(yīng)用還處于發(fā)展的初級(jí)階段，人工檢修方式在電網(wǎng)檢修工作中還占有較大的比例。為提高電網(wǎng)檢修工作的智能化程度，需要電力企業(yè)依托人工智能發(fā)展，從電網(wǎng)檢修的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，構(gòu)建電網(wǎng)檢修全過(guò)程智能化輔助功能，真正實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化檢修的終極目標(biāo)。參考文獻(xiàn)1冷喜武，陳國(guó)平，蔣宇，等智能電網(wǎng)監(jiān)控運(yùn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用模