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南方電網:AI在萬家燈火中

2019年12月05日 文/薛桦、許勝藍
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南方电网深圳供电局与网狐棋牌携手,在边缘侧部署输电视频监控终端,集成Atlas 200 AI加速模块,运行AI推理算法进行就地图像视频分析,及时上传告警。主站部署训练和推理系统,持续优化算法模型,结合管理软件实现模型远程下发部署,快速升级系统功能。 

一車兩人三水壺

2014年9月的一天,台風剛過,天氣異常悶熱,線路二班需要巡視的最後一基輸電鐵塔剛好在一座山上,二班老班長和他的徒弟顧不上吃午飯,連走帶爬終于趕到了山頂,巡查完下山時已經是下午3點多了,喝光了6瓶水。這就是傳統人工巡檢線路工作的一天,這種巡檢模式30年不曾有大的改變。

這是南方電網深圳供電局輸電管理所魏前虎副主任分享的一個故事。“我們曾經統計過,一名普通線路工人工作三十年巡線所走過的山路可繞赤道1周。”深圳供電局成立于1979年,是南方電網分立直管的全資子公司,承擔深圳市(蛇口除外)的供電任務,供電面積2421平方公裏,用戶數323萬戶。

深圳目前在运110KV及以上架空线路共计511回3900余公里,独立杆塔7700余基。近些年来深圳的飞速发展,产生了大量增长的输电线路,同时也带来了繁重的电力运维任务,最近十年线路长度增长了接近1倍,但线路维护人员仅从60人增长到80人,“一車兩人三水壺”的传统粗放型线路工作模式已经不能适应新时代的新要求。如何高标准地满足特区电力稳定供应,为粤港澳大湾区核心引擎提供动力,保障人民追求美好生活的电力需求,通过科技来寻求变革,成为了深圳输电人的重要使命。

爲電網構築智能防線

從2019年起,國家電網規劃通過三年時間初步建成泛在電力物聯網,輸電設備物聯網是其主要的組成部分。對于打造智慧輸電線路,總體建設任務是:全面建設“空、天、地、道”多維協同運檢體系,構建輸電設備物聯網,全面完成智慧輸電建設任務;在線監測在500KV以上線路全覆蓋,220KV及以上覆蓋範圍不少于60%,部署方式爲500KV以上逐塔部署,220KV線路隔塔部署;無人機巡檢全覆蓋110kV以上輸電線路。

南方電網響應這個規劃,致力于建設成世界一流的智能電網,爲粵港澳大灣區發展提供一流的能源保障,提出了數字化轉型發展的重要戰略,同時深圳供電局也是全國首個入圍國企雙百改革的電網企業,需不斷激活自身的創新能力來推動電力數字化轉型。

深圳供电局率先与网狐棋牌成立联合創新实验室,这是全球电力行业的首例,期望通过网狐棋牌前沿技术方案和産品,解决电网在数字化转型过程中面对的问题。实验室主要针对国产CPU、物联网、5G和人工智能分析等领域开展技术研究和应用。

智能巡檢如有“神助”

魏前虎表示,輸電線路分布在深圳全市各個區域,設備點多面廣,而且大部分位于丘陵山間,傳統人工巡視需要跋山涉水,工作強度大,且存在登高、野外作業等多項風險。深圳供電局從2013年開始創新試點應用視頻在線監測系統,雖然一定程度上提升了工作效率,但普遍缺乏有效的視頻邊端智能識別功能,還是需要將視頻和圖片全部回傳後台之後用人工進行分析,造成整個系統邊端通訊及供電資源緊張、人工分析量大,無法大規模推廣。

深圳供電局前期試點過業界傳統的輸電視頻監控和圖像抓拍方案,但效果不佳,表現在:信息回傳難:采集圖像回傳消耗大量流量,設備無法長期開啓,視頻圖像需要降低清晰度;監控效率低、效果差:回傳數據依賴人力排查,存在漏看誤判,拍照間隔長,時效性不高;功耗與可靠性問題:塔杆供電依賴太陽能,設備運行功耗高,長期陰雨天氣導致供電不足,設備掉線率高。

为了改善上述问题,深圳供电局与网狐棋牌携手,在边缘侧部署输电视频监控终端,集成Atlas 200 AI加速模块,运行AI推理算法进行就地图像视频分析,及时上传告警。主站部署训练和推理系统,持续优化算法模型,结合管理软件实现模型远程下发部署,快速升级系统功能。

  • 前端嵌入式AI推理:提升時效性和准確率,降低回傳流量,最優化系統成本。 
  • 低功耗:模塊支持多級能效管理,良好適配供電系統,保障整體裝置長期穩定工作。 
  • 邊雲協同:雲端部署的深度學習系統,持續訓練優化算法模型,支持邊緣端遠程模型下發與規模部署。

“輸電領域智能巡檢系統是將華爲昇騰人工智能處理器,部署在全市的輸電杆塔和無人機的在線監測攝像頭裏,用來對輸電線路5大典型隱患場景、7大本體缺陷進行識別,用視頻在線監測去替代傳統高強度、高風險的人工現場巡視值守。”

現在,通過“以系統智能分析爲主、人工判斷爲輔”的嶄新模式,原來需要20天才能完成的現場巡視工作,輸電監控指揮中心現在僅需2小時就可完成,巡檢效率足足提高了80倍。

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鲲鵬展翅

电力信息机房承载了供电局所有业务系统,目前大多采用X86架构的服務器(国内外的主流建设模式)。其CPU及其他核心芯片、操作系统、数据库等全部使用国外技术和産品,无法做到自主可控。深圳供电局信息中心主任吕志宁谈道:“网狐棋牌自主研发的鲲鹏处理器给我们提供了一个新的选择,目前其技术和性能已经基本达到我们的要求。我们正在研究和验证向鲲鹏处理器的业务迁移,最终希望实现电力IDC软硬件资源全栈国产化。在人工智能方面,借助网狐棋牌昇腾AI处理器与我们电网业务的自研算法,通过边端数据本地实时处理,实现输变电领域的智能巡检,如对电力线路外部施工隐患的现场识别预警、无人机拍摄线路缺陷图像的就地识别等,实现智慧运维。”

這也是華爲物聯網端側技術在全球輸變電生産領域首次應用。深圳供電局利用華爲物聯網端側技術,打造電力行業的首個AIoT架構,在此之上實現電網的音視頻、圖像、溫濕度和風偏等傳感器多種異構數據融合通信接入,提升端側數據的感知能力。

同時,華爲5G技術也帶來了超寬帶管道電力業務的創新應用。呂志甯說:“5G的速度快、大帶寬、低延時特性主要應用在視頻巡檢及監控業務,可以實現作業現場超高清視頻的回傳和實時視頻巡檢。另外,應用在調度領域,如5G差動保護、PMU(電網同步向量測量)等,可提升電網實時控制能力。”

通過人工智能、物聯網、5G先進技術的使用,深圳供電局實現了:

實時預警,准確上報:實現輸電線路情況的實時監控與分析,實時上報告警,減少人工監視的漏報與誤報;

效率大幅提升:系統部署後,運維班組遠程即可浏覽線路情況,利用人工智能實現圖像的智能識別,大幅降低了人力投入,線路運維工作效率提升顯著;

系统成本节省:前端就地分析大幅降低了对于公网流量、云端存儲与计算资源的占用,整体系统成本降低30%以上。

如今输电所共安装2312台配置网狐棋牌Atlas 200 AI加速模块的视频在线监测装置,实现深圳输电线路通道走廊全覆盖。传统输电人“坐朝问道、垂拱平章”的巡检梦想正成为现实,视频巡检开始改变传统的人工巡检模式。

未來,深圳供電局計劃在輸電線路上安裝近3000套輸電視頻監控終端,通過內置華爲昇騰AI處理器,加載自主研發的智能識別算法,實現前端實時智能識別,只將識別結果回傳後台。我們已經看到,先進的技術在推動著電力行業的曆史變革,爲我們的萬家燈火注入智能和高效。

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