2024年国家电网公司智能巡视技术应用实用提升路径探索报告国家电网（高飞）

国家电网公司智能巡视技术应用实用提升路径探索

工作背景

技术需求

• 国家政策推动：国家能源局、国家发改委发布多项政策，加快电力系统数字化转型，强化设备运维保障，提升主网设备可靠性。
• 技术发展基础：云计算、大数据、物联网、人工智能等数字技术快速发展，为电网数字化转型提供重要基础，人工智能、机器人、边缘计算等技术成本和技术成熟度具备在电力设备运维应用的基础。
• 保供电要求：保供电要求对设备运维管控力度和细度提出更高要求，例行巡视无法保证实时掌握设备状态，增加人工巡视面临安全风险，机器替代人工进行高频次巡视能有效降低风险。
• 行业需求：变电运维工作人效比需提升，变电站数量增长而变电运维人员减少，工作负荷大，需提升变电运维数字化和智能化水平。
• 早期巡检装备局限：早期巡检终端功能单一，系统集成整合有待提升，海量巡视数据未能自动归集，缺少设备外观类缺陷识别能力。

总体思路

• 远程智能巡视替代人工例行巡视：强化设备监控强度和管理细度，降低运维风险，兼顾安全、质量和效率。
• 智巡体系架构：分为集中监控系统和站端智巡系统，集中监控系统辅助运行监控人员汇集和管理设备运行监控信息，站端智巡系统辅助变电运维人员进行数据采集、远程监控、智能联动等。

建设情况

• 累积建成变电站远程智能巡视系统3030套，覆盖变电站8614座，220千伏及以上变电站智巡覆盖率已超过62.95%。

应用成效

• 2024年1-10月共开展远程智巡28.06万次，替代人工例行巡视19.5万次，巡检频次提高1.43倍。
• 累计发现典型缺陷764项，其中危急缺陷100项（占比13.08%），严重缺陷210项（占比27.48%），一般缺陷361项（占比47.24%）。

技术架构

系统架构

• 总体架构分为总部侧、集控站侧、变电站侧四级部署在管理信息大区。
• 总部侧：部署人工智能“两库一平台”和PMS3.0全景浏览等应用，实现缺陷识别算法训练、验证、更新和样本审核。
• 集控站侧：部署远程智能巡视集中监控模块，管控所辖变电站智能巡视系统在线统计，与集控站设备监控系统、人工智能“两库一平台”交互融合。
• 变电站侧：部署变电站智能巡视系统，500（330）千伏及以上变电站按站部署单站型智能巡视系统，220千伏及以下变电站按班组所辖区域部署区域型智能巡视系统。

功能架构

• 变电站智能巡视系统主要功能包括可见光、红外、声纹等巡检数据采集、表计读数、设备状态识别、设备外观缺陷识别、设备热缺陷识别、静默监视、智能联动等。

实用化提升

新技术应用

• 站内无人机：具备远程设备监视、自动测温等功能，补足高处点位缺陷发现能力。
• 声纹监测：采集设备声学信号，实现在非接触式设备异响类缺陷的不停电检测与主动预警。
• 四足机器人：采用四足移动方式，扩展机器人的巡检区域，实现对设备的抵近观测和操作。
• AR巡视：运维人员通过佩戴AR眼镜，实现沉浸式巡视作业，通过语音交互控制数据采集，提升巡视记录效率。

算法培育

• 样本库建设：构建高质量变电缺陷图像样本库，形成12大类50个场景的典型缺陷类型，样本达100万张。
• 小样本生成：针对发生频次低、危急程度高的缺陷样本进行生成，已完成6类典型缺陷在不同气候环境下的小样本扩增，扩增数量超过5万张。
• 云边协同：基于人工智能“两库一平台”搭建变电人工智能法管理平台，实现缺陷样本集约管理、算法集中训练验证、算法远程下发更新，截至2024年10月，27个省公司云边协同接入变电站264座。
• 自主可控适配：加大对自主可控软硬件的适配，开展基于华为、寒武纪、百度昆仑芯等自主可控GPU的算法适配，自主可控GPU在算法推理上基本与英伟达性能一致。
• 揭榜挂帅：开展变电智能巡视图像算法揭榜挂帅工作，17个揭榜团队完成8类揭榜攻关场景和17类实用化提升场景的算法提升，平均识别准确率分别达88.13%和84.24%。

标准化工作

• 牵头立项2项智能巡视行业标准，编制2项中电联团体标准，构建智巡标准体系，编制系列企业标准。

班组建设

• 聚焦“十个关键方面”，推进智能巡视在基层班组有效落地，打造高质量智能巡视示范班组，推动运维专业数字化转型和高质量发展。

智巡回溯分析

• 定期开展智巡应用回溯分析，倒查分析智巡未发现缺陷的原因，从装置可靠性、准确率、点位覆盖情况、智巡系统功能、巡视周期等各环节开展深入分析，一案一议推动智巡实用化应用走深走实。

下一步工作

快速点位部署

• 优化巡视点位配置方式，构建点位自动匹配模型，根据标准巡视点位库自动批量匹配摄像机预置位与定化算法，实现快速点位部署和校核。

无标定表计读数

• 基于无标定表计读数算法，实现对表计类型的智能识别和定位，对表盘指针读数自动识别，提高表计读数点位部署效率和读数识别准确率。

正负样本比对

• 通过正负样本比对算法进一步提升算法实用化水平，降低误检率。

中试平台

• 开展智巡中试平台建设，构建真型试验平台，通过长期带电考核促进智能巡视系统装置研发、功能优化、算法实用化提升。