基于“人工+智能”環(huán)境下輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式提升分析

彭博

摘要：隨著城市電網(wǎng)建設(shè)的不斷增加，以及日常電力設(shè)備檢修的需要，電網(wǎng)運(yùn)行方式頻繁轉(zhuǎn)變，對(duì)輸電線路供電可靠性與安全性提出了更高要求。面對(duì)輸電線路傳統(tǒng)人工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式的不足，“人工+智能”風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式有效提升線路的穩(wěn)定性與安全性，彌補(bǔ)人工巡視不足，提高巡查效率。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查;人工;智能;

引言

變電設(shè)備或輸電線路在某一時(shí)段因改造及檢修的需要，電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生改變，需要線路運(yùn)維人員對(duì)線路及設(shè)備進(jìn)行特巡特維，以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)人工與“人工+智能”巡查方式，將二者相關(guān)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)有效提升輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查過(guò)程的安全性，探索新的線路特巡特維模式具有一定的啟示作用。

一、傳統(tǒng)輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式

由于輸電線路經(jīng)過(guò)的地理環(huán)境的復(fù)雜性，決定了其易受氣候、施工、本體隱患等因素影響，極易導(dǎo)致線路故障的發(fā)生。而傳統(tǒng)的巡查方式，則以人工巡視為主。而風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查指的是通過(guò)制定與執(zhí)行相關(guān)特巡特維方案，采取不間斷巡視，以達(dá)到避免線路外破等事故，最終保障線路安全供電目的。

但人工巡視通常存在巡視密度不高，工作量大、巡視效果受個(gè)人經(jīng)驗(yàn)影響等特點(diǎn)，如果發(fā)生地理環(huán)境以及氣候的變化，人工巡視也會(huì)難以進(jìn)行，并且存在一定的危險(xiǎn)性與滯后性，所以相關(guān)人員往往不易發(fā)現(xiàn)線路的相關(guān)隱患，巡視效率低下。

以一個(gè)運(yùn)維500公里輸電線路的8人運(yùn)維班組為例，一旦遇到多條線路的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警任務(wù)，班組人員將無(wú)法滿足要求，往往要通過(guò)借用等方式，來(lái)完成任務(wù)，其他日常線路巡視、檢修任務(wù)無(wú)法保證及時(shí)進(jìn)行。

二、基于增加巡查頻次與巡視人員的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式

與傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式類似，通過(guò)提前排查線路隱患，安排固定蹲守點(diǎn)，增加巡視人員提高線路巡查的頻次的方法，來(lái)提高線路巡查密度高，保證對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隱患的預(yù)控。此方法為當(dāng)前廣泛采用風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式。

此方法能夠保證短距離線路的巡查密度，能夠?qū)€路外破進(jìn)行有效的防范。但仍然受氣候、地理環(huán)境等因素影響，側(cè)重點(diǎn)仍然僅針對(duì)線路外破方面，且對(duì)人員投入需求量極大，并且無(wú)法做到逐基逐檔蹲守。此外巡查人員與蹲守人員之間還需進(jìn)行針對(duì)蹲守點(diǎn)布置、生活安排上的溝通聯(lián)系，在一定程度上影響了巡查效率。

三、基于人工操作無(wú)人機(jī)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式

目前，隨著無(wú)人機(jī)的普及應(yīng)用，電網(wǎng)巡檢已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)“人巡+機(jī)巡”的模式。人工操作無(wú)人機(jī)完成線路巡視是當(dāng)前供電企業(yè)應(yīng)用最廣方式之一，此方法具有靈活簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，無(wú)需特別準(zhǔn)備，僅需滿足有飛手和無(wú)人機(jī)設(shè)備即可。然而無(wú)人機(jī)線路巡視對(duì)人為因素要求極為嚴(yán)格，拍攝距離與拍照要求皆需滿足相關(guān)要求。但由于飛手個(gè)人的操作技術(shù)和工作經(jīng)驗(yàn)的問(wèn)題，常常出現(xiàn)同一條線路在不同飛手飛過(guò)產(chǎn)生迥異的巡視結(jié)論。同時(shí)，飛手的培養(yǎng)與形成飛手隊(duì)伍需要花費(fèi)大量的時(shí)間與費(fèi)用，一旦遇到惡劣天氣，無(wú)人機(jī)也無(wú)法發(fā)揮其真正的作用，無(wú)人機(jī)墜機(jī)率也一直居高不下。行業(yè)迫切需要一個(gè)能夠降低門檻，不完全依賴人員操作手法與經(jīng)驗(yàn)要求的方式。隨之而來(lái)的就是基于三維點(diǎn)云無(wú)人機(jī)自主巡檢模式。

基于三維點(diǎn)云無(wú)人機(jī)自主巡檢模式是以無(wú)人機(jī)搭載可見光或者激光雷達(dá)采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)包含線路的位置信息的數(shù)據(jù)建模，完成人工航跡規(guī)劃后，使用具有RTK定位系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)即可實(shí)現(xiàn)自主巡檢。相比以往，自主巡檢完全可以按照事先規(guī)劃好的航跡完成拍照，在減少對(duì)操作人員技術(shù)水平依賴的同時(shí)，數(shù)據(jù)采集也可以滿足標(biāo)準(zhǔn)。并且可以提前在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中讀取線路交叉跨越、建筑與施工的安全距離。但前期的數(shù)據(jù)采集過(guò)程十分漫長(zhǎng)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)建模需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行處理，航線仍需人工多次進(jìn)行規(guī)劃調(diào)整。

因此，僅憑無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢，仍然無(wú)法滿足特巡特維條件下線路運(yùn)維的需要。

四、基于“人工+智能”環(huán)境下輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式

較傳統(tǒng)輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式相比，“人工+智能”方式是指利用線路在線監(jiān)控、無(wú)人機(jī)等設(shè)備，協(xié)同人工來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的全方位監(jiān)控，構(gòu)建“立體巡檢+集中監(jiān)控”運(yùn)檢新模式。相比于傳統(tǒng)模式的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，利用設(shè)備不但可以完成對(duì)線路外破的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)線路缺陷及桿塔本體的多頻次監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)全面管控、業(yè)務(wù)流程簡(jiǎn)潔高效，不受天氣影響，極大減少對(duì)參與人員的需求量，擺脫單一設(shè)備或人員巡查劣勢(shì)。

在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查之前，可以通過(guò)日常無(wú)人機(jī)對(duì)相關(guān)線路進(jìn)行三維點(diǎn)云建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)收集，掌握厘米級(jí)的線路交跨物數(shù)據(jù)，確定巡視重點(diǎn)區(qū)段。利用采集好的點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)線路進(jìn)行無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)下一步風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警期間無(wú)人機(jī)自主巡檢。并且可以提前通過(guò)無(wú)人機(jī)自主巡檢，查找出線路存在的隱患，對(duì)嚴(yán)重影響線路運(yùn)行的缺陷進(jìn)行提前消缺，從而進(jìn)一步保障在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警期間的線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)有條件的線路，提前安裝在線監(jiān)控設(shè)備，并完成調(diào)試。在線監(jiān)控設(shè)備可以全天候監(jiān)測(cè)惡劣環(huán)境中高壓線路的運(yùn)行狀況，并已實(shí)現(xiàn)人工AI提前識(shí)別預(yù)警，從而極大降低由氣候、建筑施工等因素引發(fā)的跳閘事故。

在基于“人工+智能”環(huán)境下輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查方式下，僅需少量的巡查人員，進(jìn)行流動(dòng)巡查。利用在線監(jiān)控的提前預(yù)警對(duì)潛在外破點(diǎn)進(jìn)行巡查或蹲守等模式的“特殊關(guān)照”，在沒(méi)有安裝在線監(jiān)控的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警線路可以進(jìn)行無(wú)人機(jī)4G直播，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)畫面?zhèn)鬏?，可?shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分級(jí)管理，“一患一檔”、“一患一措施”，以此為抓手從“內(nèi)外結(jié)合、疏堵結(jié)合、嚴(yán)細(xì)結(jié)合”等方面下功夫以達(dá)到同樣的監(jiān)控效果。

以目前已經(jīng)完成在線監(jiān)控覆蓋的220千伏孝魯線為例。以“人工+智能”模式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警巡查，只需安排1名監(jiān)控室人員和4名巡查人員。4名巡查人員按所劃分區(qū)段線路進(jìn)行巡查，重點(diǎn)留意所在轄區(qū)內(nèi)外破與線路隱患。1名在線監(jiān)控人員對(duì)86基桿塔進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，在系統(tǒng)提前預(yù)警的同時(shí)，及時(shí)對(duì)當(dāng)時(shí)可能發(fā)展為外破點(diǎn)的地方進(jìn)行預(yù)警，并隨時(shí)安排巡查人員核實(shí)。

五、結(jié)語(yǔ)

在輸電線路里程“井噴”式增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向著勞動(dòng)集約型轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)下，“人工+智能”方式為線路特巡特維條件下提供了一種高效巡查線路新模式，是輸電線路智能化運(yùn)維的新方向。在無(wú)人機(jī)與在線監(jiān)控的協(xié)同下，無(wú)人機(jī)AI自動(dòng)識(shí)別缺陷，監(jiān)控自動(dòng)預(yù)警推送外破威脅，這將大大減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)線路巡查的規(guī)劃化、標(biāo)準(zhǔn)化，這些新技術(shù)在增強(qiáng)線路運(yùn)行可靠性與安全性的同時(shí)，將翻開智能電網(wǎng)巡檢的新篇章。

參考文獻(xiàn)

[1]林仁雄.輸電線路無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡檢的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用[J].科技資訊，2019，17（21）：35-36.

國(guó)網(wǎng)孝感供電公司檢修分公司 湖北 孝感 432000