為全面落實(shí)國家電網(wǎng)有限公司關(guān)于進(jìn)一步加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型的相關(guān)部署，推進(jìn)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，國網(wǎng)冀北電力有限公司制訂數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年登高行動(dòng)方案，結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求，建設(shè)典型數(shù)字化應(yīng)用場景，推動(dòng)人工智能技術(shù)在電網(wǎng)業(yè)務(wù)中規(guī)模化應(yīng)用，因地制宜打造人工智能應(yīng)用特色落地示范，推動(dòng)電網(wǎng)全環(huán)節(jié)智能化改造、數(shù)字化升級。
“數(shù)字孿生系統(tǒng)可全景顯示中都換流站一次、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。”10月5日，國網(wǎng)冀北超高壓公司直流檢修班副班長張曉飛在中都換流站，通過數(shù)字孿生系統(tǒng)巡檢閥廳關(guān)鍵設(shè)備。他說，有了數(shù)字孿生系統(tǒng)輔助，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)急處置能力得到提升，進(jìn)一步保障了設(shè)備安全運(yùn)行。
為全面落實(shí)國家電網(wǎng)有限公司關(guān)于進(jìn)一步加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型的相關(guān)部署，推進(jìn)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，4月，國網(wǎng)冀北電力有限公司制訂數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年登高行動(dòng)方案，由該公司數(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，推動(dòng)人工智能技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用，建設(shè)典型數(shù)字化應(yīng)用場景，因地制宜打造人工智能應(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，國網(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲輸新能源有限公司運(yùn)行監(jiān)控中心員工利用數(shù)字孿生三維可視化展示與輔助決策平臺監(jiān)測張北地區(qū)風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)。
國網(wǎng)冀北智能配網(wǎng)中心值班人員通過營配貫通數(shù)據(jù)可視化平臺監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行情況。 王沖 攝
2022年12月，國網(wǎng)冀北電力數(shù)字孿生三維可視化展示與輔助決策平臺上線。該平臺通過數(shù)字孿生技術(shù)對新能源場站三維建模，可直觀反饋設(shè)備運(yùn)行態(tài)勢，具備新能源機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警等功能，同時(shí)具備新能源功率精益預(yù)測能力。
“新能源功率預(yù)測涉及氣象信息、地理信息、場站運(yùn)行信息、電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢等海量異構(gòu)數(shù)據(jù)。我們基于高精度數(shù)值氣象預(yù)報(bào)和新能源場站運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粒子群優(yōu)化、高性能時(shí)空模式分類器及數(shù)據(jù)挖掘算法，構(gòu)建不同時(shí)間尺度下新能源功率預(yù)測模型，進(jìn)一步提升新能源功率預(yù)測精度水平。”國網(wǎng)冀北電力數(shù)字化部技術(shù)處處長李堅(jiān)介紹。
目前，該平臺的日前風(fēng)電功率預(yù)測精度達(dá)到85%，日前光伏發(fā)電功率預(yù)測精度達(dá)到90%。國網(wǎng)冀北電力正基于該平臺加快建設(shè)全天候、高精度的新能源功率預(yù)測體系，推動(dòng)新能源全天候、全時(shí)域、全場景態(tài)勢感知。
智能識別缺陷 提高無人機(jī)巡檢水平
“220千伏瀾曹一線13號塔存在絕緣子破損情況，請立刻安排檢修人員處理。”8月24日，收到無人機(jī)自主巡檢線路后回傳的缺陷信息，唐山曹妃甸區(qū)供電公司運(yùn)維人員迅速提出解決方案并安排設(shè)備檢修，相關(guān)缺陷得到快速處理。
國網(wǎng)冀北超高壓公司的無人機(jī)自主特巡500千伏線路。 張宇陽 攝
今年，國網(wǎng)冀北電力深入應(yīng)用人工智能“兩庫一平臺”，開展圖像缺陷智能識別關(guān)鍵技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用研究，更新迭代人工智能116類專業(yè)模型，提升無人機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)安全隱患的能力。該公司先后攻克缺陷識別模型實(shí)用化、模型輕量化部署及云邊模型協(xié)同等方面的難題，構(gòu)建起無人機(jī)巡檢缺陷智能識別體系。
“針對部分缺陷模型樣本少、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)、人工智能生成大模型等方法生成樣本，同時(shí)利用精細(xì)化標(biāo)注、圖像增強(qiáng)等技術(shù)開發(fā)絕緣子破損、螺母安裝不規(guī)范、螺母銹蝕等三類常見缺陷隱患的識別算法，服務(wù)無人機(jī)自主巡檢規(guī)模化應(yīng)用。”國網(wǎng)冀北電力數(shù)字化部副主任楊峰介紹。
目前，國網(wǎng)冀北電力已建成10萬張級具有區(qū)域特色的無人機(jī)巡檢缺陷樣本庫，完成7大類35小類的無人機(jī)巡檢算法模型訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)巡檢缺陷發(fā)現(xiàn)率在85%以上。
如今，無人機(jī)巡檢已成為輸電專業(yè)巡檢的常用手段，但對于環(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)巡檢仍有進(jìn)步的空間。國網(wǎng)冀北電力將加快攻關(guān)變電設(shè)備缺陷識別模型儲備，探索無人機(jī)多場景巡檢應(yīng)用。
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)中心值班人員通過營配貫通數(shù)據(jù)可視化平臺實(shí)時(shí)監(jiān)測配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況。
為了提升營配基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量、推動(dòng)營配業(yè)務(wù)融合發(fā)展，2022年10月，國網(wǎng)冀北電力啟動(dòng)智能配網(wǎng)計(jì)算推演應(yīng)用場景建設(shè)，充分利用企業(yè)級量測中心和電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺跨專業(yè)數(shù)據(jù)歸集及融合能力，基于人工智能、知識圖譜等技術(shù)，完成了“站-線-變-戶”配網(wǎng)網(wǎng)架拓?fù)渑c量測數(shù)據(jù)的匹配工作。
“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)洹?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)中心數(shù)字技術(shù)應(yīng)用研究中級師王沖介紹。
“為了夯實(shí)營配貫通數(shù)據(jù)可視化平臺數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，今年按照數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年登高行動(dòng)方案要求，我們以多源融合的配網(wǎng)網(wǎng)架拓?fù)鋱D為基礎(chǔ)，利用高斯混合聚類和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)智能辨識模型，對10千伏及以下配電變壓器、開關(guān)、集中器等關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)量測數(shù)據(jù)缺失進(jìn)行智能識別并實(shí)時(shí)補(bǔ)全相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提升配網(wǎng)計(jì)算推演能力，滿足臺區(qū)自治等新業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)采集要求。”楊峰介紹。
目前，數(shù)據(jù)智能辨識模型識別精度達(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)，將國網(wǎng)冀北電力配網(wǎng)量測數(shù)據(jù)可計(jì)算率提升至95%以上，進(jìn)一步滿足配網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行要求。
在滿足新業(yè)務(wù)形態(tài)數(shù)據(jù)采集要求的同時(shí)，國網(wǎng)冀北電力持續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)智能辨識模型，推進(jìn)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、配網(wǎng)停電智能識別推演、配網(wǎng)線路異常區(qū)間推演等計(jì)算場景建設(shè)。（趙亞男 吳佳 李文慧）
作者：趙亞男 吳佳 李文慧
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