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探索电网运检智能转型  推动生产管理技术变革

——南方电网广东佛山供电局着力建设智能技术综合应用示范单位

赵艳 王双喜 麦俊佳

  人工智能大潮浩荡,是新一轮产业变革的重要驱动力量,其在感知、计算、认知等方面处理能力强,与电力这一传统行业的结合势必拓宽行业疆界,促进电力系统积极变革。南方电网广东佛山供电局主动顺应智能变革大势,以建设“智慧佛电”为目标,在装备设施、现场作业、状态监测、态势感知、智慧运行五大领域深入开展智能技术研究和应用,力争在2018年建设成为“装备智能化、运行智慧化、指挥一体化”的智能技术综合应用示范单位,引领行业智能升级。

千赢南网广东佛山供电局:探索电网运检智能转型

佛山供电局无人机团队—“佛电空军”对线行通道和杆塔设备等进行数据采集和厘米级建模。赵艳 摄

  质的突破  率先实现无人机自动驾驶输变配专业全覆盖

  作为南方电网机巡作业示范基地,南方电网广东佛山供电局输电管理所2017年年度机巡作业量达4950公里。然而这将近5000公里的机巡作业均是手动飞行完成,依旧要耗费不少人力。现状催生了新思考:无人机能否实现自动驾驶智能巡检?

  大胆思考,理性求证。2018年,佛山供电局无人机自动驾驶技术迈出关键一步。在广东电网公司机巡作业中心的带领下,该局先后攻克无人机航线智能规划、激光点云数据拼接、激光自动建模等技术难题,开展电网设备精细化激光雷达建模和无人机自动驾驶智能运维的探索,实现佛山供电局主配网设备数字化、智能化运维质的突破。

  2018年4月,“佛电空军”团队运用M600R激光雷达无人机在业内首次完成了同塔四回路输电线路高精度(厘米级)激光雷达建模;5月,又在全国首次运用无人机和车载激光雷达实现了“空地一体”输电线路激光雷达建模模式;9月,团队对220千伏都宁变电站进行无人机自动驾驶智能巡检,弥补了变电站机器人巡视空间范围受限的不足,构建起变电站立体化机巡作业模式。至此,佛山供电局在全国率先实现输电、变电、配电三大专业领域无人机自动驾驶的全覆盖,其中输配电线路覆盖500千伏、220千伏、110千伏及10千伏四种电压等级。

  “通过反复现场测试,我们已掌握多旋翼激光雷达无人机高精度建模和航线智能规划技术,形成标准化、可重复的自主巡检作业流程,并在国内率先实现地理信息、线路信息采集及巡检作业精准至厘米的‘三个厘米级’,为广东电网公司在2020年底实现220千伏及以上电压等级输电线路站到站自主巡检全覆盖的目标进行了有益实践。“佛电空军”团队成员张纪宾表示,接下来该局将逐步向输、配电线路巡视少人化,无人机配合机器人实现变电站巡视无人化转变,最终使设备状况一目了然、生产操作一键可达。

  数字电网  输电智能驾驶舱构建“脑眼手”智能运检体系

  如果说无人机自动精细化巡检显著提高了识别电力设备本体隐患的效率,那么视频监控预警系统则是监视施工机械外力破坏等电网外部隐患的“千里眼”。

  数据显示,在输电线路跳闸事件中,过半数是因吊车、挖掘机等施工机械对线路的外力破坏导致的。以佛山供电局为例,管辖高压线路4500公里,16000余基杆塔单元,线路附近易发生外力破坏的施工点就有300余处。

  为了及时发现线路附近的潜在危险点,2018年,佛山供电局自主编写施工机械图像识别软件,在重点线路部署了400余套视频监控预警设备。一旦吊车、挖掘机靠近线路保护区,系统可迅速识别,并将现场图片第一时间传送至设备管理人员,预警准确度超过80%,传统“人巡设备”运检模式转变为“设备找人”,工作效率大幅提高。

  张纪宾介绍,视频监控装置采用“一拖二”形式对线行通道进行24小时管控,每台装置均配备枪机、球机各一个。其中,枪机对施工黑点、隐患区域定点监控,球机对线行通道360°无死角监控。“与市面上的视频监系统相比,我们的系统独创实现了多摄像头融合推送、多数据源融合推送和近期48小时视频回放等功能。”以110千伏雷平联甲乙线为例,搭载视频监控预警系统后,巡视效率提升了12倍。

  架空线路的健康安全得到有效管控,深埋地下的电缆运行隐患亦不容忽视。目前,佛山供电局在三山电缆隧道运用两台智能巡检机器人、3台消防机器人和电缆隧道综合状态监测系统开展日常巡视、特殊巡视、温度检测、局放监测、环流监测和气体含量检测,实现了电缆隧道日常巡视、状态监测全覆盖。预计到2020年,该局将实现电缆隧道巡视机器人100%覆盖。

  百尺竿头,更进一步。“驾驶舱是输电的大脑,装备是我们的眼睛,班组则是我们的手。”张纪宾透露,今年10月,佛山供电局融合“云、大、物、移、智”等智能技术,于生产监控指挥中心下建设输电智能驾驶舱,综合运用激光建模、无人机自动驾驶、视频监控装置、电缆隧道机器人等智能技术与装备,构建输电“脑眼手”智能运检体系,实现输电线路三维可视化、运检作业智能化、评价指挥一体化,探索输电领域从自动化运检向智能化运检的跨越发展,最终实现供电可靠性与客户服务水平的整体提升。

  减员增效  变电设备智能运维快、精、准

  随着科学技术的发展,电力行业涌现出大量新技术、新设备,为传统变电站的技术变革提供了充分的技术基础。佛山供电局220千伏松厦变电站正是其中典型。作为南方电网公司智能变电站试点,该站采用先进可靠的数字化智能设备,深入开展智能技术研究和应用。

  变电站巡视方面,松厦变电站配置了佛山供电局首个继保室巡视机器人,对各类二次屏柜的电源空开、面板指示灯、压板状态等进行智能监控巡视。“配合广泛应用的户外巡检机器人,以及电缆隧道的轨道巡视、消防机器人,松厦变电站已经基本实现全方位的无人巡视。”松厦变电站运维人员介绍,机器人并不是万能的,针对GIS设备中部分仪表及刀闸拐臂位置较为隐蔽的情况,机器人甚至人工巡视都难以查看,为此该站GIS室设置了专门摄像头,配套开发智能视觉分析系统,直接采集设备视觉数据,减免人工巡视工作量。“不仅如此,智能视觉分析系统还解决了程序化操作中“需现场核实刀闸位置”这一技术瓶颈,远程提供刀闸位置等视觉判据,为全网探索调度操作智能化、变电站操作无人化提供了有益的试点经验。”

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