“數(shù)字孿生系統(tǒng)運(yùn)用狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)融合、云計(jì)算、三維建模等先進(jìn)技術(shù)，可全景顯示出中都換流站一、二次設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與換流站結(jié)構(gòu)三維立體模型，還有上千塊表計(jì)的實(shí)時(shí)信息。”12月7日，國網(wǎng)冀北超高壓公司直流檢修班副班長張曉飛正在熟練地運(yùn)用中都換流站數(shù)字孿生系統(tǒng)對閥廳關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行巡視檢查。他說，有了數(shù)字孿生系統(tǒng)的“助陣”，提升了柔直設(shè)備感知能力、缺陷發(fā)現(xiàn)能力、狀態(tài)管控能力和預(yù)警應(yīng)急處置能力，最大限度保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
為貫徹黨中央關(guān)于數(shù)字中國建設(shè)戰(zhàn)略部署，全面落實(shí)國家電網(wǎng)公司關(guān)于加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)工作要求，國網(wǎng)冀北電力有限公司組織制定數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年登高行動(dòng)方案，由數(shù)字化部統(tǒng)籌，各部門協(xié)同發(fā)力，結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求，著力推動(dòng)公司人工智能規(guī)模化應(yīng)用，構(gòu)建面向新型電力系統(tǒng)人工智能賦能“555”工程管理體系，基于圖像視頻智能識(shí)別、數(shù)據(jù)計(jì)算推演、智能分析云邊協(xié)同等5項(xiàng)數(shù)字支撐能力，從發(fā)電、輸電、變電、配電、用電五方面建設(shè)典型數(shù)字化應(yīng)用場景，因地制宜打造五地市人工智能應(yīng)用特色落地示范，積極推動(dòng)電網(wǎng)全環(huán)節(jié)智能化改造、數(shù)字化升級。
聚焦新能源場站運(yùn)行 支撐功率精益預(yù)測
“風(fēng)電機(jī)群狀態(tài)良好，未發(fā)現(xiàn)潛在缺陷，”8月20日風(fēng)光儲(chǔ)運(yùn)行監(jiān)控中心工作人員利用風(fēng)光儲(chǔ)基地?cái)?shù)字孿生三維可視化展示與輔助決策平臺(tái)對風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)群進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，并及時(shí)進(jìn)行反饋。
為進(jìn)一步提升風(fēng)光儲(chǔ)基地新能源功率預(yù)測精度水平，國網(wǎng)冀北電力于2022年開發(fā)應(yīng)用風(fēng)光儲(chǔ)基地?cái)?shù)字孿生三維可視化展示與輔助決策平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警、尾流偏航優(yōu)化、缺陷自動(dòng)預(yù)警等功能。同年，基于風(fēng)光儲(chǔ)新能源運(yùn)行能效推演優(yōu)化，該公司初步建成中短期預(yù)測系統(tǒng)，逐步完善了以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新能源預(yù)測業(yè)務(wù)流程。
“為了實(shí)現(xiàn)全方位設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的直觀可視化體現(xiàn)，我們綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘、智能圖像識(shí)別、數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)手段，突破了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)質(zhì)量管控、風(fēng)光設(shè)備發(fā)電能力缺陷在線辨識(shí)、儲(chǔ)能設(shè)備充放電性能缺陷在線辨識(shí)、風(fēng)電機(jī)群發(fā)電能效協(xié)同優(yōu)化等多方面技術(shù)瓶頸。”國網(wǎng)冀北電力數(shù)字化部技術(shù)處處長李堅(jiān)介紹道，“該平臺(tái)不僅可以快速分析海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)視設(shè)備對象，還能直觀反饋設(shè)備運(yùn)行態(tài)勢，實(shí)現(xiàn)對歷史事件和未來風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)盤推演。”
“風(fēng)光儲(chǔ)基地?cái)?shù)字孿生三維可視化展示與輔助決策平臺(tái)像是智慧的大腦，足不出戶就可以運(yùn)籌帷幄，實(shí)現(xiàn)基于海量信息的新能源功率預(yù)測。截至目前，可實(shí)現(xiàn)日前預(yù)測精度風(fēng)電達(dá)到85%，光伏達(dá)到90%;風(fēng)電第四小時(shí)預(yù)測精度不低于90%，光伏第四小時(shí)預(yù)測精度不低于95%。”國網(wǎng)冀北電力風(fēng)光儲(chǔ)基地工作人員賈洪巖說。
2023年，國網(wǎng)冀北電力持續(xù)優(yōu)化數(shù)字推演及應(yīng)用促進(jìn)新能源場站數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在充分融合氣象信息、地形信息、場站運(yùn)行信息、電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢的基礎(chǔ)上，著手建設(shè)全天候高精度的新能源功率預(yù)測體系，進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)風(fēng)光儲(chǔ)基地在新能源發(fā)電運(yùn)行與維護(hù)方面的薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)新能源全天候、全時(shí)域、全場景態(tài)勢感知。
智能識(shí)別缺陷 提高無人機(jī)巡檢水平
“16號桿存在瓷質(zhì)絕緣子破損情況，請立刻安排檢修人員進(jìn)行現(xiàn)場處理，排除隱患缺陷。”8月24日，無人機(jī)自主巡檢線路后回傳了設(shè)備缺陷信息。收到缺陷數(shù)據(jù)后，國網(wǎng)唐山曹妃甸供電公司電力運(yùn)維人員迅速根據(jù)缺陷情況提出解決方案并安排設(shè)備檢修。
為有效提升無人機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)安全隱患能力，國網(wǎng)冀北電力不斷完善人工智能“兩庫一平臺(tái)”能力，更新迭代人工智能116類專業(yè)模型部署，并開展圖像缺陷智能識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用研究，以支撐輸電無人機(jī)巡視、輸電通道風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測等專業(yè)場景。同時(shí)，先后攻克缺陷識(shí)別模型實(shí)用化水平低、模型難以輕量化部署及云邊模型無法高效協(xié)同等系列難題，構(gòu)建起無人機(jī)巡檢缺陷智能識(shí)別體系，實(shí)現(xiàn)了“傳統(tǒng)人工巡檢”模式向“人巡+機(jī)巡”模式的智能化轉(zhuǎn)變。
“針對部分重難點(diǎn)缺陷模型樣本少、發(fā)現(xiàn)率低等問題，我們采用模擬布置拍攝、深度學(xué)習(xí)和對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、AIGC(人工智能生成大模型)等方式生成樣本，利用精細(xì)化標(biāo)注、圖像增強(qiáng)等技術(shù)，著力攻關(guān)瓷質(zhì)絕緣子破損、螺母安裝不規(guī)范、螺母銹蝕等三類重難點(diǎn)算法工作，提升算法實(shí)用化水平。”冀北電力數(shù)字化部副主任楊峰介紹道，該公司還針對輔助拍照、缺陷智能識(shí)別算法、可見光圖像壓縮、航線適應(yīng)性提升和模擬樣本生成等開展技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)無人機(jī)自主巡檢實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
目前，國網(wǎng)冀北電力輸電專業(yè)無人機(jī)已全部實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別，并建成十萬張級冀北區(qū)域特色的無人機(jī)巡航缺陷樣本庫，完成7大類合計(jì)3 5小類的無人機(jī)巡檢算法模型訓(xùn)練并應(yīng)用，整體缺陷發(fā)現(xiàn)率達(dá)到85%以上，工作效率較傳統(tǒng)方式提升5倍。
如今，無人機(jī)巡檢已成為輸電專業(yè)巡檢常態(tài)方式，但在環(huán)境復(fù)雜、設(shè)備多、安全性要求高的變電專業(yè)，無人機(jī)巡檢仍面臨一系列挑戰(zhàn)。下一步，國網(wǎng)冀北電力將持續(xù)推廣AI應(yīng)用，加快攻關(guān)變電設(shè)備缺陷識(shí)別模型儲(chǔ)備，基于無人機(jī)飛控平臺(tái)，探索無人機(jī)多場景巡視，開展人工智能平臺(tái)和新一代監(jiān)控平臺(tái)等集成對接，加強(qiáng)人工智能平臺(tái)GPU算力。
配網(wǎng)計(jì)算推演 滿足管理運(yùn)維業(yè)務(wù)需求
“功率、電壓、電流等數(shù)據(jù)無異常變動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行正常。”8月30日，國網(wǎng)冀北智能配網(wǎng)中心監(jiān)控人員通過營配貫通數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行情況。
為有效提升營配基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量，推動(dòng)營配業(yè)務(wù)融合發(fā)展，2022年國網(wǎng)冀北電力正式啟動(dòng)智能配網(wǎng)計(jì)算推演建設(shè)，充分利用企業(yè)級采集量測中心和電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺(tái)跨專業(yè)數(shù)據(jù)歸集及融合能力，基于人工智能、知識(shí)圖譜等技術(shù)，完成了“站-線-變-戶”配網(wǎng)網(wǎng)架拓?fù)渑c用采、配網(wǎng)自動(dòng)化等量測數(shù)據(jù)匹配。
“準(zhǔn)確完整的拓?fù)洹?shù)以及量測數(shù)據(jù)是配網(wǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)。然而配網(wǎng)點(diǎn)多面廣，容易出現(xiàn)拓?fù)?、參?shù)維護(hù)錯(cuò)誤，量測數(shù)據(jù)沒有及時(shí)傳送等問題。”國網(wǎng)冀北智能配網(wǎng)中心綜合用能技術(shù)研究技術(shù)中級師王沖介紹道。
“為了夯實(shí)營配貫通數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，我們以多源融合的配網(wǎng)網(wǎng)架拓?fù)鋱D為基礎(chǔ)，利用高斯混合聚類+雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)智能辨識(shí)模型，對10千伏以下配變、開關(guān)、集中器等關(guān)鍵設(shè)備實(shí)時(shí)量測數(shù)據(jù)缺失情況進(jìn)行智能識(shí)別及實(shí)時(shí)補(bǔ)全，進(jìn)一步提升配網(wǎng)計(jì)算推演能力，滿足臺(tái)區(qū)自治等新業(yè)務(wù)形態(tài)數(shù)據(jù)采集要求。”冀北電力數(shù)字化部副主任楊峰介紹道，目前，模型整體精度達(dá)到 91.51%，可實(shí)時(shí)補(bǔ)全設(shè)備三相電流、三相電壓、功率等量測數(shù)據(jù)，配網(wǎng)量測數(shù)據(jù)可計(jì)算率達(dá)95%以上，助力秦皇島30余萬配變實(shí)現(xiàn)5分鐘級自動(dòng)計(jì)算，大幅度提升了配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)精度，滿足了配網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行要求。
在滿足臺(tái)區(qū)自治等新業(yè)務(wù)形態(tài)數(shù)據(jù)采集要求的同時(shí)，國網(wǎng)冀北電力將持續(xù)深化計(jì)算推演應(yīng)用場景研究，持續(xù)優(yōu)化算法模型，推進(jìn)可仿真、多維度數(shù)據(jù)的業(yè)數(shù)融合應(yīng)用，支撐開展冀北全域配網(wǎng)數(shù)據(jù)采集量測點(diǎn)布局優(yōu)化、分布式光伏出力預(yù)測及影響分析、新型負(fù)荷報(bào)裝容量預(yù)測、可開放容量預(yù)測分析、配電網(wǎng)停電智能識(shí)別推演、配網(wǎng)線路異常區(qū)間推演等計(jì)算場景建設(shè)。(通訊員 趙亞男 吳佳 李文慧 )
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