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国网&南网:中国电网智能化升级,AI替人类负重前行

发表于:2020-07-01 08:26:57     作者:曹宇

来源:索比光伏网

替人类负重前行

最近,网络上的一则电力维护小哥在高空电线上不慎打翻饭盒,只能捡起衣服上散落的饭粒充饥让诸多网友心疼不已,也因这些人的付出,使中国享有世界上最稳定最安全的电力供应而倍感自豪。

但国家电网和南方电网却并未坐视这些奋斗者年复一年的付出,一直在寻求解决方案。从总部到各个省公司,都在寻求更有效的巡检措施,提供更好的工作环境。但中国电网是世界上最庞大,地形和工况最复杂的:输电线路设备点多、面广,大部分位于丘陵山间,传统人工巡视需要跋山涉水,工作强度大,且存在登高、野外作业等多项风险。因此想要找到一个好的解决方案谈何容易。

9月的深圳,台风刚过,天气依旧闷热,线路二班需要巡视的最后一基输电铁塔刚好在一座山上。老班长和徒弟顾不上吃午饭,连走带爬终于感到了山顶,巡查完已是下午三点多,下山后,俩人一口气喝光了6瓶水。“一车两人三水壶”曾是南方电网深圳供电局保持了30年的传统。

南方电网做过统计,一名普通线路工人工作30年巡线所走过山路可绕赤道一周。以深圳为例,飞速发展的经济也对电力需求成比例增长,输电线路大量增长,带来了繁重的电力运维任务。据统计,目前深圳在运110kV及以上架空线路共计511回3900余公里,独立杆塔7700余基。最近十年,深圳的输电线路长度增长近一倍,但维护人员仅从60人增加到80人,如何高标准地满足特区电力稳定供应,通过科技来寻求变革,成为了深圳输电人的重要使命。

直到,他们遇到了智能,故事变得有所不同。

南方电网:巅峰算力80倍巡检提速

2013年起,华为在光伏领域开始推行智能光伏逆变器,而另外一条战线上,智能带来的巨大成效同样得到电网公司的认可。一开始,深圳供电局开始创新试点应用视频在线监测系统,但需要将大量图片和视频传到后台进行人工审核,虽然减少了现场人工数量,但后台审核人员的工作量大大增加,无法规模化推广。

为改善上述问题,深圳供电局与华为携手,在边缘侧部署输电视频监控终端,集成Atlas 200 AI加速模块,运行AI推理算法进行就地图像视频分析,及时上传告警。主站部署训练和推理系统,持续优化算法模型,结合管理软件实现模型远程下发部署,快速升级系统功能。

Atlas,这个星球上的算力巅峰。Atlas 900 AI集群代表了当今全球的算力巅峰,相当于50万台PC的计算能力,可在60秒完成基于Resnet-50模型训练,比第2名快15%。这可以让研究人员更快的进行图像、语音的AI模型训练,让人类更高效的探索宇宙奥秘、预测天气、勘探石油,加速自动驾驶的商用进程。

命名之人,是个高手。Atlas不仅是顶天立地的大力神,是撑起AI世界的基础,在医学领域,“atlas”也是人体的第一颈椎,被称为“寰椎”,原因自然是寰椎支撑起头部,为大脑决策提供支持,也是连接大脑和身体的第一个节点。

深圳供电局将华为昇腾AI处理器部署在全市的输电杆塔和无人机的在线监测摄像头里,用来对输电线路5大典型隐患场景、7大本体缺陷的进行识别,用视频在线监测去替代传统高强度、高风险的人工现场巡视值守。现在,通过“以系统智能分析为主、人工判断为辅”的崭新模式,原来需要20天才能完成的现场巡视工作,输电监控指挥中心的小伙伴们现在仅需2小时就可完成,巡检效率足足提高了80倍。

深圳供电局信息中心主任吕志宁告诉记者,“在人工智能方面,我们借助华为昇腾AI处理器与我们电网业务的自研算法,通过边端数据本地实时处理,实现输变电领域的智能巡检,如对电力线路外部施工隐患的现场识别预警、无人机拍摄线路缺陷图像的就地识别等,实现智慧运维。”

国家电网:5G通讯助力无人区的AI巡检网络

而作为这个星球最强的电网公司,国家电网在智能化方面同样成果斐然。

2019世界人工智能大会上,国家电网有限公司全面展示了“AI+电力”应用场景,展现国网公司在人工智能与泛在电力物联网融合方面的最新应用成果,通过营业厅服务机器人、输变电巡检机器人、输电线路AI可视化装置等参展项目,集中体现红外感知、虚拟现实、机器人、语音图像识别、大数据、云计算、5G通信等人工智能技术在电网状态全面感知、多源信息高效处理、客户服务便捷灵活等方面的应用水平。

2018年4月15日,随着西电东送±1100千伏“新疆准东—安徽皖南”特高压直流工程的最后一相导线顺利跨越长江,昌古特高压长江大跨越工程全线贯通。昌吉—古泉±1100千伏特高压直流输电线路工程,起于新疆准东(昌吉)换流站,止于安徽宣城(古泉)换流站,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽六省区,线路路径总长度约3304.7千米,投资407亿元。输送容量1200万千瓦,电压为±1100千伏。

其中陕西段位于秦岭深山无人区,地形复杂,道路崎岖,线路通道的安全成为影响电网可靠运行的重要因素。

同时这也是最难实现智能化的区域之一。无人区因没有覆盖移动基站信号,不能及时获取输电线路的图像、微气象和覆冰等运行状况。如何解决这个问题,提升巡检效率、降低漏检率,成为困扰输电线路高质量运维的重大难题。

负责该段的国网陕西电力公司联合华为、智洋创新通过部署基于5G微波专网的智慧输电视频监控系统,打造了无人区的快速通信方案:仅可以打造出无信号区域数据传输通道,将无信号区安装的各种在线式传感器数据回传至后台,而且终端设备只需2人30分钟内即可完成安装,还可以远程升级调试,应用范围很广。“这次我们联合解决了无人区架空输电线路的通信难题。通过这些技术,即使杆塔处于高山之中、地形复杂,仍然可将现场的运行情况、图像、视频以及气象单元都传输回来,为我们输电线路安全运行提供了一双高识别率的眼睛,保障了及时监控现场情况,实现可控在控。” 国网陕西公司设备部输电处处长孔志战兴奋地说。

华为自行研制的低功耗高算力AI模块Atlas 200。根据华为官网的资料,Atlas 200是一款高性能低功耗的AI加速模块,外形尺寸只有半张信用卡的大小,耗电量仅为9.5瓦,支持16通道实时高清视频分析,可以部署在摄像头、无人机和机器人等设备上。

新系统前端监测装置结合Atlas 200,对采集的图片进行智能分析,可自动识别出吊车、挖掘机、水泥泵车、推土机等大型施工机械,以及山火、烟雾等隐患的图片及时上传后台,提高隐患发现效率和准确率。同时,监视频次提升至1分钟1次,实时监控,降低通信依赖。此外,装载Atlas200的巡线无人机,可以实现实时预警,极大提升了巡检效率。

智能正在重新定义着中国电网。记者了解到,通过5G通信技术、神经网络计算、大数据分析、边缘计算等人工智能技术,中国的两大电网企业,正在有条不紊的推进智能化应用场景进一步普及的具体实施方案,让为国家辛苦奋斗几代人的电力巡检人员早日不再如此辛苦。

责任编辑:大禹

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