智能輸電線路對傳統運維效率提升的影響研究

（廣東電網有限責任公司茂名供電局輸電管理一所，廣東茂名市，525000）王 偉

關鍵字 智能輸電線路；運維效率；傳統輸電線路；效率提升

1 我國智能輸電線路發展情況

1.1 智能建模

智能建模技術采用三維模型“激光點云”和“逆向參數化建模”等技術，將輸電線路的設備信息、環境信息、作業信息等進行總結，形成輸電線路信息門戶和操作臺。實現數目預測生長，河流預測流向等模擬預警，使電網分布更加合理化，避開可預測的危險。全球能源互聯網研究院將大數據、物聯網、移動互聯、云平臺等先進科技技術與電力監測預警響應相融合，開發了電網氣象災害監測系統、電力智慧應急預案系統和電力應急大數據指揮決策平臺，對不合理輸電線路進行安全預警，提高輸電線路的設備風險管控力度，應急操作響應速度。

1.2 無人機巡檢技術

目前我國電網規模已居世界首位，架空輸電線路巡檢是保證我國輸電線路安全運行的關鍵技術手段。我國特高壓線路桿塔一般高達50m以上，人工檢測變得很難準確識別故障。這就需要一個合理的智能巡檢方法，目前我國架空輸電線路巡檢的重要手段是依靠無人機，人工操作巡檢，減小了巡檢危險性，遠程操控無人機代替巡檢人員到惡劣環境下進行巡檢，但此方法依然依靠人為主觀判斷，隨著人工智能技術的發展，我國開始研制能夠自動判斷線路故障的巡檢無人機，不過數據分析、圖像識別仍然需要極大的分析做支撐，研究人員還正在努力將算法輕量化。

1.3 智能圖像分析

我國國家電網研發出一套輸電線路巡視圖像智能分析系統，該系統能夠對輸電線路中的絕緣子爆裂、鳥巢、線夾傾斜等典型故障的識別率高達94%以上，同時，系統運行效率是傳統人工的3～5倍，技術性能總體達到國內領先水平，部分技術指標國際領先，目前該技術已在全國27個省試點應用。

1.4 分布式智能感知與物聯接入系統

分布式智能感知與物聯接入系統只有路由器大小，但能夠接入線路塔周邊的所有感知終端。原本我國故障檢測傳感系統雖然大量應用，但系統之間不能互相融合，每個感知終端都需要單獨的匯聚裝置進行匯聚，效率較低。而新興的分布式智能感知與物聯接入系統能夠將輸電線路進行在線全景監測，大大降低了維護難度，簡化操作流程，將所有數據匯集到一臺主機進行分析評估，一旦出現“異常”“缺陷”等結果，系統會第一時間告警。根據廣東電網發布的相關文件，廣東省正在加強智能能源工程的發展，明確指出分布式智能感知與物聯接入系統的重要性，未來會加大對智能輸電線路的投資，爭取全網提升數字智能化和自動化水平，旨在建設全國領先的智能輸電線路體系。

1.5 衛星寬帶通信技術

衛星寬帶通信也稱多媒體衛星通信，指的是通過衛星進行語音、數據、圖像的處理和傳送。目前我國衛星通信技術日漸完善，鏈路通信成本與傳輸距離無關，衛星通信不受地理位置、天氣情況的影響，可以在偏遠地區以及設備條件較差的農村地區獨立運行。現已被廣泛應用到智能輸電線路中，可以很好地滿足需要高速交互的業務。

2 傳統運維效率提升

2.1 建設成果顯著提升故障排除速率

智能輸電線路的發展和投運，使我國實現故障停運率保持0次/百公里，施工人員違章等事故接近于零。充分利用人工智能、大數據、物聯網等先進技術在線監測線路故障、精準定位故障所在地，對故障數據進行自動化分析，避免人工匯集數據費時費力，大量節省了操作人員時間，使線路故障能夠在第一時間被處理。運維人員可以專注于分析其他工作，進一步提升我國智能輸電線路的發展速度和可靠性。

2.2 建設成果提升防外破水平

2019年4月3日，廣東省江門市江門大道施工現場召開防范施工外力破壞工作會議，會議介紹了防外破的主要措施，包括提高防范意識、明確責任人、預計引入防外破智能監測終端應用等。該應用能夠通過高壓導線感應取電，利用高清攝像頭監控通道內情況，對采集到的圖像進行智能識別，該終端能夠在極短時間內檢測輸電線路線下施工作業破壞等故障，利用110dB的聲音報警第一時間通知相關操作員，極大水平的提高了防止輸電線路外部破壞的水平，充分保障電網的可靠運行。

2.3 動態增容設備提升導線容量

近幾年我國用電負荷逐年攀升，導致一些老舊的電線已經不足以負荷高強度的用電需求，傳統方式只能人為更換大容量導線，但此方法耗時、工程量巨大、對維修人員要求極高并且多數電線路桿不能滿足需求需要升級，多年以來，雖取得一部分成效，但速度極慢。但通過動態增容的方式，能將輸送容量提高30%，而此方式僅僅需要安裝動態增容裝置就能夠實時確定輸送限額，提高輸送容量，緩解電力建設壓力。

2.4 人工操作無人機提高效率

無人機如今被廣泛應用到各處高架空輸電線路，操作員僅需操控無人機對線路進行巡檢即可發現問題，極大提高巡檢效率，對部分漂浮物所引發的問題，僅需無人機即可處理，不僅不需要電路停電，還大大節約了處理時間，僅需15～20min便可恢復如常。

2.5 機器人巡檢

機器人巡檢可以對山體等地形復雜地區進行巡檢，人工巡檢復雜地形有時需要經過溝壑、沼澤，甚至還要面臨高反等困難，機器人巡檢可以解放人工，該機器人僅需在控制基站下達指令，它便會開始巡視，基桿塔間僅耗時45min，是人工效率的6倍以上，電力充足時能夠連續巡視10km，在太陽能基站進行補給便可繼續巡檢，經過多次升級，該機器人已經可以將之前30d的巡檢周期縮短至10d，預計未來兩到三年便可全面進行使用。

我國廣東電網能源技術公司已研發出標準式室外輪式巡檢機器人智能巡檢機器人系列產品，具有異常溫升檢測、設備狀態識別、室外環境監控檢測等功能，可實現全天候、全自主、全方位智能巡檢。

3 結束語

綜上所述，我國的智能輸電線路比之傳統輸電線路有很大的優勢，不僅大量節約了人力，培養專業人才比以往變得更容易，在數據處理方面也更加高效，處理精度逐步提高。目前我國相關電力部門已經將工作重心轉移到了智能輸電線路建設中來，我國多個企業都致力于研究自動化的巡檢系統，比如廣東科凱達智能機器人有限公司就致力于發展世界領先的高壓輸電線路巡檢機器人，沈陽自動化所邊緣計算課題組也正在構建全自主無人機巡檢系統，國網福建省電力有限公司攜手華為基于Atlas200前端人工智能模塊進行開發，鯤鵬系統、5G技術也在逐步被運用到智能電網開發中來，越來越多的技術支持能夠看出智能輸電線路對運維效力的提升有很大助力，如智能巡檢系統、線路災害預警等技術的發展無疑能夠有效提高我國輸電線路的運維效率。