【学术沙龙】许继电气:探索电气装备提“智”路径
文/许丹 张彦龙 温东旭
在全球能源转型与科技革命的推动下,电力行业迎来了智能化转型的关键节点,也面临着前所未有的机遇和挑战。人工智能作为关键支撑技术,为电气装备的研发设计、生产制造、运维管理等开辟了全新路径。
电气设备运维需AI助力
2023年3月,国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》,推动电网智能化运维体系建设。2024年2月,国务院国资委召开“AI赋能产业焕新”中央企业人工智能专题推进会,提出加快重点行业赋能,构建一批产业多模态优质数据集,打造从基础设施、算法工具、智能平台到解决方案的大模型赋能产业生态。以大模型为代表的人工智能技术应用正逐渐成为推动产业升级的关键力量。在此背景下,国家电网公司光明电力大模型等行业大模型的发布,为能源电力行业多模态大模型发展提供了示范。
当前,电力系统运行维护面临一系列挑战,传统设备运维方式依赖人员经验,效率低且工作量大;运维知识存在专业化、海量化、异构化、分散化等特点,运行状态缺乏智能化感知分析手段,无法实现预测性维护。这反映出,要提升电网安全稳定运行水平,必须提高电气装备的研发、制造、运维的智能化水平。
许继电气股份有限公司(以下简称“许继电气”)作为中国电力装备行业的领先企业,致力于提供能源电力高端技术装备,为清洁能源的生产、传输、配送以及高效使用提供全面的技术、产品和服务支撑。新形势下,许继电气积极构建人工智能技术体系,探索大、小模型在电气装备领域的垂直应用,以创新赋能产业转型升级。
构建电气装备AI通用平台
2018年10月,许继电气看准人工智能技术发展趋势,成立人工智能研发部,开展人工智能技术与电力系统融合应用研究。人工智能研发部围绕电气装备数字化、智能化需求,以数据智能、感知智能、认知智能、决策智能为技术主线,构建了电气装备人工智能通用平台,以平台为支撑,形成变电站智能巡检、现场作业安全管控、电力大模型等系列成果。
电气装备人工智能通用平台通过数据样本统一管理、人工智能算法集成、模型组件一站式生产、专用算法定制化开发,降低了人工智能开发成本,提升了开发效率,满足了工程应用算法持续更新的需求。该平台面向人工智能业务人员、模型开发人员、应用开发人员等,支持数据样本自动化标注和协同标注、模型一站式训练与定制化开发、模型评估与集成部署等功能,支撑输变电设备智能巡检、基建作业安全管控、电力设备健康状态预测性维护、新能源发电隐患识别等典型场景的人工智能应用。
——变电站远程智能巡检。变电站远程智能巡检以计算机视觉技术为基础,通过大小模型融合技术实现变电设备状态智能分析、缺陷自动识别,具备变压器渗漏油、鸟巢、异物、隔离开关状态、旋钮状态等73类缺陷识别能力,结合巡检点位自动化配置、点位自动纠偏等技术手段,可完成全自动、无死角、可定制的空地联合巡检,可实现任务区域各类目标全监测、主辅巡联动可管控、巡检过程全自动、识别结果高可信。该系统目前已在全国大部分地区应用,显著提升了设备运维质效,推动变电专业数字化转型和高质量发展。
——变电设备声纹监测。变电设备声纹监测是一套基于声学 AI检测技术的电力设备预测性维护系统,能够在各种气象条件下,通过监测设备运行时的声音信号,对所监测电力设备进行在线状态监测,第一时间发送故障警报,帮助用户及时完成设备故障排查和预测性维护,为智能化无人值守变电站提供创新技术和安全保障。该系统分为设备层、感知层、数据采集与诊断服务应用层,主要包括能够快速检测和故障诊断的监测装置及其外置传感器、户外用柜体、移动无线通信网络以及电力设备运行状态评估系统软件,现场声纹监测装置自动采集声音数据并经打包处理后发送至智能应用平台,完成数据显示、数据库存储、声纹特征提取、设备运行状态评价。
——基建施工安全管控。随着电网规模持续扩大,新设备、新工艺、新技术不断应用,传统“人管安全”模式面临巨大挑战。数字化现场作业安全智能管控平台以“数智强安”为目标,基于“两全一智一联动”总体创新思路,支持布控球、温湿度、无线载波通信技术(UWB)定位等多种传感设备即插即用接入和现场灵活部署,依托图像识别、视频分析人体骨骼架构抽取、知识图谱等核心AI算法,采用云—管—边—端架构,实现作业前—中—后全过程、环境—设备—人员全方位风险识别和立体化预警,并基于视频联动技术实现安全风险自动追踪抓拍。
——许继智言大模型。该模型服务于电力行业的发变输配用等多个环节,可辅助实现变电站、换流站等的数字化智能运维。它以通用训练语料和电力行业专业知识数据为基础,基于自主搭建的一站式软硬件一体大模型开发应用平台,突破了软硬件适配、预训练、模型微调等多个技术门槛,具备智能问答、文档生成、业务推理和编程开发功能。该大模型还可以连接用户和电力行业知识库、业务系统库,保持知识的动态更新,并能快速迁移应用到电力的其他细分场景,为用户提供电力垂直领域内的专业大模型服务。此外,该大模型支持工程化离线Docker(一种用于构建、发布及运行应用程序的开源平台)部署运行,确保数据安全。
加速孵化新型数智产品
目前,许继电气人工智能团队积极跟踪电力人工智能前沿技术,先后参与国家重点研发专项、国家电网有限公司科技项目、中国电气装备集团科技项目共十余项,相关成果已经在国内外知名期刊发表论文50余篇,授权发明专利30余项,登记软件著作权十余项,先后荣获世界人工智能大会第四届BPAA全球应用算法大赛工业赛道金奖、国调中心电网调控AI比赛二等奖、国网设备部智能巡视算法培育图像识别年度前10名、南网生产域AI算法应用创新竞赛二等奖、昇腾AI创新大赛全国总决赛金奖、中电联“新型电力系统数字技术优秀案例”等多种奖项。
随着新型电力系统建设加速推进,能源革命与数字革命深度融合成为实现“双碳”目标的重要途径。伴随着生成式大模型的突破,人工智能技术已经从传统的感知判别式向生成决策式升级,并为新型电力系统建设在电力运检、调度决策、智慧客服等业务领域面临的难题提供更加智能化和创新性的解决方案。
一直以来,许继电气积极开展生态合作和开放创新,与高校、科研院所建立联合创新中心,攻关前沿技术难题;与AI芯片制造商联合构建电力人工智能算力平台,夯实基础底座;与同行企业共享电力数据标准、智能算法开源成果,合力推动行业智能化规范发展;与系统集成商、能源服务商紧密协作,拓展智能电力应用市场,为用户提供一站式解决方案。同时,许继电气强化AI人才培养体系建设,提升团队能力素养,招揽数学、模式识别、大数据分析等专业人才,支撑人工智能业务发展。
未来,许继电气将持续围绕特高压、保护控制、智能量测、配网调控等核心业务,以人工智能技术驱动传统产业转型升级,提升产品市场竞争力,并围绕电气装备未来产业,孵化一系列新型数字化智能产品。
(作者均供职于许继电气股份有限公司。 编辑:郝怡柯)