隨著能源革命的深入推進和數(shù)字化浪潮的興起,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為連接電力系統(tǒng)物理世界與信息世界的核心紐帶,正成為推動電網(wǎng)智能化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵驅(qū)動力。在許繼集團翟登輝的相關(guān)會議報告中,重點探討了在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下,智能傳感技術(shù)與人工智能技術(shù)的深度融合研究及其在電力行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力領(lǐng)域的研發(fā)指明了方向。
一、泛在電力物聯(lián)網(wǎng):構(gòu)建智慧能源生態(tài)系統(tǒng)
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)旨在通過現(xiàn)代信息通信技術(shù),實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互,形成具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。其核心在于“全息感知、泛在連接、開放共享、融合創(chuàng)新”,這為智能傳感與人工智能技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的舞臺。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā),正從傳統(tǒng)的設(shè)備連接和數(shù)據(jù)采集,向數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能分析與決策支持演進。
二、智能傳感技術(shù):實現(xiàn)電力系統(tǒng)的“全息感知”
智能傳感是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢,是實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集與狀態(tài)實時感知的基礎(chǔ)。翟登輝在報告中指出,當(dāng)前的研究重點在于:
- 微型化與低功耗:研發(fā)適用于復(fù)雜電力環(huán)境(如高壓、強電磁干擾)的微型傳感器,并采用能量采集等技術(shù)實現(xiàn)自供電或超低功耗運行,滿足長期部署需求。
- 多參量融合感知:從單一電氣量(電壓、電流)測量,擴展到溫度、局放、振動、圖像、環(huán)境參數(shù)等多物理量協(xié)同感知,全面刻畫設(shè)備健康狀態(tài)與運行環(huán)境。
- 邊緣智能化:在傳感終端集成輕量級處理芯片與算法,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地預(yù)處理、特征提取與異常初步診斷,減輕云端傳輸與計算壓力,提升響應(yīng)實時性。
- 高可靠性設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化:確保傳感器在嚴(yán)苛環(huán)境下長期穩(wěn)定工作,并推動通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化,促進不同廠商設(shè)備間的互聯(lián)互通。
三、人工智能技術(shù):賦能數(shù)據(jù)價值挖掘與智能決策
海量、多源的傳感數(shù)據(jù)涌入,必須依靠人工智能技術(shù)進行深度挖掘與分析,才能轉(zhuǎn)化為洞察力和行動力。報告強調(diào)了AI技術(shù)在以下幾個層面的關(guān)鍵作用:
- 智能診斷與預(yù)測性維護:利用機器學(xué)習(xí)(如深度學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí))對設(shè)備聲紋、圖像、時序數(shù)據(jù)進行分析,實現(xiàn)變壓器、斷路器、輸電線路等關(guān)鍵設(shè)備的故障早期預(yù)警、精準(zhǔn)定位與根源分析,變“定期檢修”為“狀態(tài)檢修”,提升運維效率與安全性。
- 電網(wǎng)運行優(yōu)化與調(diào)度:結(jié)合強化學(xué)習(xí)、優(yōu)化算法,對海量負(fù)荷數(shù)據(jù)、新能源出力預(yù)測、電網(wǎng)拓?fù)湫畔⑦M行學(xué)習(xí),實現(xiàn)更精準(zhǔn)的負(fù)荷預(yù)測、動態(tài)潮流優(yōu)化、無功電壓控制及源網(wǎng)荷儲協(xié)同調(diào)度,提升電網(wǎng)運行經(jīng)濟性與新能源消納能力。
- 用戶側(cè)智慧服務(wù):通過自然語言處理、用戶畫像分析等技術(shù),理解用戶用電行為與需求,提供個性化的能效管理、需求響應(yīng)、智能繳費等增值服務(wù),提升用戶體驗。
- 網(wǎng)絡(luò)安全防護:應(yīng)用AI算法進行網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測、入侵行為識別,構(gòu)建主動防御體系,保障泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)穩(wěn)定。
四、融合應(yīng)用與研發(fā)實踐
翟登輝結(jié)合許繼集團的研發(fā)實踐,分享了若干融合應(yīng)用場景:
- 智能變電站:部署各類智能傳感器,結(jié)合AI視頻分析實現(xiàn)站內(nèi)安全行為監(jiān)控、儀表自動讀數(shù)、設(shè)備熱缺陷智能識別。
- 輸電線路巡檢:利用無人機搭載高清攝像頭與紅外傳感器進行自動巡航,通過AI圖像識別技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)線路異物、絕緣子破損、桿塔傾斜等隱患。
- 配電物聯(lián)網(wǎng)臺區(qū):在配電臺區(qū)部署智能融合終端與邊緣計算單元,實現(xiàn)低壓故障快速定位、三相不平衡智能調(diào)節(jié)、拓?fù)渥詣幼R別及戶變關(guān)系精準(zhǔn)校核。
- 綜合能源服務(wù):在園區(qū)、建筑等場景,通過傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測冷、熱、電、氣等多種能源數(shù)據(jù),利用AI進行多能流優(yōu)化調(diào)度與能效分析。
五、挑戰(zhàn)與未來展望
報告也指出了當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn):數(shù)據(jù)質(zhì)量與標(biāo)注成本、AI模型在電力特定場景下的可解釋性與可靠性、邊云協(xié)同的算力分配與算法部署、跨領(lǐng)域復(fù)合型人才培養(yǎng)等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)將更側(cè)重于:
- “感-傳-算-用”一體化協(xié)同:推動傳感、通信、計算與應(yīng)用的深度耦合設(shè)計。
- 知識驅(qū)動與數(shù)據(jù)驅(qū)動融合:將電力系統(tǒng)物理模型、專家知識圖譜與大數(shù)據(jù)、AI模型相結(jié)合,提升分析的物理可信度與決策科學(xué)性。
- 構(gòu)建開放共享的生態(tài)平臺:推動數(shù)據(jù)、模型、服務(wù)能力的開放與共享,吸引更多開發(fā)者參與,共同繁榮泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為智能傳感與人工智能技術(shù)提供了深度融合的沃土。以許繼集團為代表的產(chǎn)業(yè)力量,正通過持續(xù)的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新,推動電力系統(tǒng)向更加感知化、智能化、互動化的方向演進,為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。