南方电网建成智能技术应用示范区：让电网“更聪明”

        10月31日下午，中共政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习，中共总书记习近平强调，加强人工智能和产业发展融合，为高质量发展提供新动能。
人工智能时代，新技术、新产品、新产业正在电力行业崭露头角。智能巡检机器人、智能客户画像、无人机智能巡视等不再陌生，人工智能正在渗透到每一个工作场景。未来，电网企业应该如何综合利用人工智能技术，使得电网变得“更聪明”？广东电网公司给出了自己的思考与行动。
        近日，为落实国务院发布的《新一代人工智能发展规划》和南方电网人工智能与业务发展深度融合专项规划，广东电网公司率先印发了《广东电网有限责任公司人工智能技术支撑工作方案》(以下简称《方案》)，明确了该公司在人工智能技术应用方面的总体建设蓝图，完成了人工智能与业务发展深度融合的技术架构顶层设计，为该公司建设“数字企业、智慧企业”提供了有力支撑，为企业高质量发展提供强力引擎。
       10月下旬，南方电网智能技术应用示范区在广东电网中山供电局建成，智能技术应用示范区包括1个生产监控指挥中心、2个智能运检变电站、10条输电线路、2个智能配电房以及部分台区，通过将“云大物移智”等新技术与电网融合，打造“设备状况一目了然、生产操作一键可达、风险管控一线贯穿、决策指挥一体作战”的智能运维新模式，达到提升劳动生产率、降低作业风险、提高运维工作质量的目的。
        A 打破人工智能应用的“信息孤岛” 构建顶层设计：一套标准一个平台
        近年来，广东电网公司在人工智能领域的探索可谓“百花齐放”，各业务领域正在积极推进人工智能应用工作，在智能电网、智能巡检机器人、无人机巡视、电动汽车智能服务、智能客服、智能仓储等方面已取得了引人瞩目的成果，其中还有全国首创、全网首创的智能应用。
        与此同时，不同业务领域的智能应用相互孤立，暴露出不集成、不协同、难共享的关键问题。多数应用处于探索起步阶段，存在技术路线及技术标准不统一、智能化能力建设分散和重复、算法能力重复训练、智能化建设成果及能力无法开放共享等问题。
        针对这种情况，广东电网公司率先提出了“建立一套人工智能技术标准，打造一个人工智能平台，持续深化业务域智能化应用”的工作思路，避免由于分散建设和数据独立导致的信息孤岛现象以及重复建设导致的资源浪费现象，充分发挥公司人工智能能力建设及应用的体系化、规模化、集约化、规范化优势。
      “首先要构建我们自己的‘花盆’和‘土壤’，其次要把‘遍地开花’的智能应用集中到一个‘花盆’里，为其提供良好的‘土壤’环境，然后从里面培养出更多不同类型的‘花’。”广东电网公司信息部主任陈军介绍。该方案解答了人工智能技术在企业如何落地应用以及在哪些场景应用落地的问题，并明确了各阶段的建设目标以及工作内容。
         接下来，广东电网公司将围绕新一代人工智能技术在电网企业的融合应用场景，开展关键技术研究，形成公司人工智能应用技术体系和安全可靠的技术规范，同时开展人工智能技术选型，制定统一技术路线，构建人工智能平台，为实现统一“栽培”、统一“移植”、统一“浇灌”提供技术支撑，加快推进人工智能融合向纵深发展，通过技术创新，甚至推动公司体制机制创新。
       B 让电网的“大脑”更发达 算法实现开放共享和推广复
        如果说物联网打造的是企业的神经系统，强调数据的感知能力，那么人工智能打造的则是企业的大脑，强调洞察能力以及自动预判、自动决策能力。“如何通过人工智能技术，让全网设备更加地代替传统人工做出判断决策，加快机器替代，提升劳动生产率”是搭建人工智能平台的初衷。企业需要统筹各业务领域好的算法，将其沉淀、固化到统一的人工智能平台，才能加快推进人工智能与数字服务、智能电网和智慧运营的深度融合与现场应用，这其中，“共享”是尤为关键的一步。
         记者了解到，广东电网公司将通过建立统一的人工智能平台，对公司内部的人工智能计算资源进行统筹管理，为全省的人工智能应用、机器自主学习提供充足的计算能力保障；集成主流人工智能学习框架，为全省的人工智能模型开发和训练提供必要的工具及环境；对各业务领域建设的人工智能算法模型进行统筹管理，实现算法模型在全省范围内的开放共享、推广复用。
       “举个例子，输电线路的缺陷种类有很多，有导线断股、均压环破损、绝缘子破损等。每一类缺陷，原则上都需要开发一个人工智能模型算法来进行自动识别。”广东电网公司信息部规划科科长裴求根向记者介绍，基于人工智能平台，每一个单位都可以开发训练自己的缺陷识别人工智能模型，例如A单位开发了一个绝缘子破损识别的模型，B单位开发了一个均压环破损识别的模型，那么可以将这些成熟的算法模型部署于人工智能平台，参照应用商店的模式对此类算法模型按业务应用场景进行分类管理，其他有需要的单位就可以直接调用这些算法模型来进行场景化的应用建设，而不需要重复开发。同时，还可以对这些算法模型的调用次数、准确率等指标进行监控，从中识别出的算法模型。
          如何确保人工智能平台“督促”电网设备不断地自主学习？人工智能的三要素是算法能力、计算能力、数据能力，广东电网公司初步建立的统一云平台和大数据平台为人工智能平台提供了数据来源和计算能力，为平台建设扎下了坚实的基础。
         据悉，为贯彻国家“建设网络强国、数字中国、智慧社会”战略部署和公司“数字南网、智慧南网”的战略要求，广东电网公司于今年6月在南方电网范围内率先印发了《“云大物移智”融合应用顶层设计报告》和《“云大物移智”融合应用总体工作方案》，从组织架构、运作机制、基础支撑方面明确了该公司“云大物移智”融合应用业务蓝图和“12345”实施路线图，目前已经基本建成了大数据平台、云平台、移动应用平台，而人工智能平台计划在2019年上半年初步完成建设。
        C 海量电网大数据整合 把散落的珍珠串起来
         大屏幕上展示电网关键数据，坐在屏幕前就能实现对线路和站点的远程调度和指挥；变电站里的机器人代替员工进行巡视与操作，数据采集准确而全面；铁塔上安装的摄像头，24小时不间断记录着周边的一切，任何影响和破坏电力设施的因素都能被捕捉……
         10月下旬，在广东中山建成的南方电网智能技术应用示范区里，上述的一切已经发生。通过将“云大物移智”等新技术与电网融合，中山供电局整合处理应用大数据更为得心应手，人员巡视操作工作锐减，而工作效率和质量却提升了。
        智能技术的应用，让电网的运行维护变得更聪明。
        在新落成的中山供电局生产监控指挥中心内，U型大屏幕和圆弧型指挥台组合成一个科技感十足的“驾驶舱”。屏幕上跳跃展示着电网运行的各类数据，如电网规模与负荷、设备存在的缺陷等。指挥台上的操控者们对照着这些数据，能时间发现电网运行维护中可能存在的风险。一旦问题出现，经排查锁定故障点范围后，屏幕上将调出实时的现场画面，作出分析研判处理。
       “通过海量电网大数据的整合分享，来实现远程调度和指挥。”中山供电局生产设备管理部助理专责李彦明一边介绍，一边让同事调出一座变电站内的画面，所有情况一目了然。
工作人员还模拟起突发事件的应急情况。此时，屏幕上投射出台风影像，以及台风中各电力设施的运行状况——哪些设备受损，受损情况如何都有直接的显示。面临困难时，人类的恐惧往往因未知而起，对困难越了解一分，恐惧感也随之降低一分。
       “这个项目做了什么？简单概括，就是把散落的珍珠给串起来。”中山供电局副总工程师兼生产设备管理部主任林韶文打了个比方。发展在线监测、配网自动化等技术多年，拥有良好硬件基础的中山，在项目实施前并不乏搜集各类信息的渠道，少的只是“将所有信息都装在一起的笼子”，这便是建立生产监控中心的初衷。“生产环节不是独立的，是一条链子，要想一项工作完成得又快又好，就要打破生产各环节间的壁垒。”
          正因明白了这一点，供电局决定实施项目前，高层领导已经实现了思维的转变。“这一关是难的，到后面只是技术性的问题了。”项目的实施与亲历者李彦明，对这一点体会更深。在项目实施初期，一些岗位的同事并不能理解新模式，他为此没少费口舌，用软磨硬泡逐渐完成思维转型。
更进一步，这种新模式还能将数据整合至整个电网企业的产业链。“实际上，我们的系统不光只是有生产领域的数据，已经把前端的计划和末端的市场服务都打通了。”林韶文说。对于电网企业而言，千方百计提升服务水平，减少客户停电时间是根本性指标，“不能单一考虑生产一方面，服务也不能丢。”
因此，中山供电局自去年起进行智能分布式配电自动化系统布局，主城区智能分布式配电自动化系统全覆盖，各镇区的智能化改造稳步推进，电缆网故障实现毫秒级快速复电，极大地提高供电可靠性。
         D 巡视巡检工作机器代人 提升效率与质量
        从实施效果上看，示范区内转变为明显的是光明变电站。
          这个服役近20年的220千伏的老站，如旧瓶装了新酒。
         机器人开始每天穿梭在站里，按照巡视标准检查设备运行状况。较人工作业而言，机器人的强大之处在于其“全面而准确”。“一旦把系统设定好，扫一次，我们需要的所有信息都能采集到；不像人，得带着不同工具，扫一项记一项。”中山供电局变电管理一所变电运行专责李福鹏介绍。
         高压室大门已经安上了报警提示器，能自动识别靠近的人员权限。记者准备进入大门采访时，刚一靠近就听到了“发现未授权人员”的报警提示，只有在工作人员的带领下或者身份经过授权之后才能进门。进入后，李福鹏领着记者到视频监控系统后台，那里的监控已经清晰地记录我们在站内的行踪。
        “任何到站的人和物，都逃不掉监控的范围，而且直接给后台人员明确的判断。”李福鹏介绍，站内的智能化改造已进入尾声，在不久的将来，大门口的保安岗亭就要撤掉，“无论车辆还是人员进出，都是智能化操作。”
         在中山供电局看来，这种“旧站新用”的智能化改造的模式，复制与推广价值。“使用了将近20年的老站都能改，其他年限短一点就更不成问题了。”林韶文说，这也是供电局考虑将光明站纳入示范区的因素之一。
         对于新建的室内变电站而言，示范区给出的范本则是南方电网公司首座500千伏室内GIS变电站——500千伏文山变电站。完备的智能设备全覆盖，让站点成为南方电网公司智能化运维示范变电站的试点。
站内巡视靠机器人，站外的铁塔和线路的巡视靠的则是无人机。高智能的无人机也同机器人一样，只要设定好程序，一键起飞，无需后续任何操作，在搜集信息后返回驻地。
        中山供电局输电管理所还在输电铁塔上布下摄像头，镜头能360度旋转及前后拉伸，配合图像识别技术，但凡有影响铁塔和线路的情况进入镜头内，后台系统就会接收到告警信息。
        输电管理所生技分部主管陈清江查看系统发现，10月5日就有一起系统报警记录。当天上午9时许，一辆吊车在220千伏仁浪甲线23号铁塔下方施工，系统值班员发现情况后立马通知人员到场监督处理，有效防范了外力破坏电力设施的情况发生。
     “摄像头就是线路的‘天眼’，安上它，很多事故都能避免了。”陈清江说。
         科技的革新与进步，改变了人类的生产生活方式。对于电网而言，新技术的应用极大地减少了在巡视、操作等日常岗位的人员投入，根据中山供电局的测算，在改造全部完成后，光明变电站运行人员数量可减少六至七成，日常实现无人巡视、无人操作。节省下来的人力资源并不闲着，转而投身到设备检修等更加需要专业技术与经验的工种。
        在电网运维更为智能化的今天，人类大脑的智能还有更大的用武之地。