建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是推動(dòng)電力清潔低碳發(fā)展的必然選擇，未來(lái)隨著新能源比例不斷攀升，新型電力系統(tǒng)將涌現(xiàn)大量分布式風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備及電池儲(chǔ)能等裝備，因此，需要結(jié)合數(shù)字技術(shù)和人工智能實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的高效準(zhǔn)確、及時(shí)感知與智慧決策，以應(yīng)對(duì)新型電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)維帶來(lái)的挑戰(zhàn)。


人工智能助推新型電力系統(tǒng)設(shè)備精確可測(cè)

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建后，原有設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)如何在日趨復(fù)雜的電氣環(huán)境下得以準(zhǔn)確量測(cè)？新能源接入所帶來(lái)的大量電力電子設(shè)備的狀態(tài)缺乏有效的量測(cè)手段如何突破？針對(duì)這兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)，可從以下方面進(jìn)行突破。

首先，需要突破原有設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)精確量測(cè)的問(wèn)題。電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生異常后，目前主要通過(guò)人工開展帶電試驗(yàn)的方式進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的判別，這種設(shè)備狀態(tài)信息獲取方式的精細(xì)度還存在較大的提升空間。因此，需要從量測(cè)手段的智能化著手研究。機(jī)器人替代人工作業(yè)是方向之一，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外已有電網(wǎng)作業(yè)機(jī)器人的相關(guān)研究，未來(lái)可以將機(jī)器人技術(shù)探索擴(kuò)展至其他關(guān)鍵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的24小時(shí)全天候?qū)崟r(shí)量測(cè)，在提升運(yùn)維智能化水平的同時(shí)，避免人員在帶電作業(yè)過(guò)程中所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，還需要突破電力電子化設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取困難的問(wèn)題。

數(shù)字技術(shù)助推新型電力系統(tǒng)設(shè)備全面感知

針對(duì)新型電力系統(tǒng)新增的新能源設(shè)備，如海上風(fēng)電平臺(tái)、海上換流站設(shè)備、海底電纜等設(shè)備，開展跨平臺(tái)、跨設(shè)備成像數(shù)據(jù)的融合三維重構(gòu)方法研究，實(shí)現(xiàn)不同巡檢設(shè)備、不同成像角度、不同分辨率的成像數(shù)據(jù)多視角高分辨率三維重建；攻克多維異源圖像像素級(jí)高精度配準(zhǔn)技術(shù)，建立電力設(shè)備多維狀態(tài)數(shù)據(jù)的空間匹配關(guān)系以及多維信息可視化模型，實(shí)現(xiàn)不同分辨率、不同視場(chǎng)角、紅外、可見(jiàn)光、激光點(diǎn)云、聲音成像數(shù)據(jù)在三維空間的立體配準(zhǔn)；突破海上平臺(tái)設(shè)備密集、日間設(shè)備零部件強(qiáng)反光等成像識(shí)別難題，大幅提升海上風(fēng)電設(shè)備識(shí)別精確度，實(shí)現(xiàn)新能源設(shè)備的狀態(tài)全面感知與智能預(yù)警。

針對(duì)新型電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)感知的多場(chǎng)景應(yīng)用問(wèn)題，先進(jìn)傳感器的封裝、高精度和高可靠安全運(yùn)行面臨巨大挑戰(zhàn)。研究電光效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)等傳感技術(shù)，開展新的物理量耦合機(jī)制指引、新型先進(jìn)傳感材料支援和新穎有效傳感器拓?fù)鋮f(xié)助，研制性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高且成本低的新型電壓電流微型傳感裝備，實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)電壓電流傳感器數(shù)字化、小型化及便捷化。


先進(jìn)計(jì)算助推新型電力系統(tǒng)設(shè)備高度可控

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建后，系統(tǒng)設(shè)備層級(jí)的控制面臨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大、系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)爆炸式增長(zhǎng)等帶來(lái)的高并發(fā)分析計(jì)算、諧波及過(guò)負(fù)荷等系統(tǒng)特征復(fù)雜所帶來(lái)的高實(shí)時(shí)分析計(jì)算的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一挑戰(zhàn)，應(yīng)當(dāng)將計(jì)算機(jī)、信息化、人工智能領(lǐng)域的技術(shù)與傳統(tǒng)電氣技術(shù)進(jìn)行交叉融合，形成新的智能化方法體系，具體可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行突破。

場(chǎng)景邊界界定及算法技術(shù)的遷移。一方面是明確新型電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)識(shí)別的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理及人工智能深度學(xué)習(xí)計(jì)算場(chǎng)景的定義、需求及規(guī)則，另一方面，分析諸如深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)挖掘分析等智能計(jì)算領(lǐng)域主流算法技術(shù)如何遷移到平臺(tái)框架，如何能發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)的搭建。新型電力系統(tǒng)下網(wǎng)架規(guī)模擴(kuò)大、傳感技術(shù)的提升將會(huì)累積海量的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，用好這些數(shù)據(jù)，挖掘有效信息實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的感知，離不開高性能計(jì)算技術(shù)的支撐，而計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)是根基。首先需要從計(jì)算資源的協(xié)同出發(fā)，研究以自主可控處理器為核心的CPU/GPU/NPU異構(gòu)計(jì)算資源協(xié)同調(diào)度技術(shù)，將計(jì)算資源“擰成一股繩”。其次，從任務(wù)計(jì)算的協(xié)同出發(fā)，研究面向異構(gòu)計(jì)算框架的分布式任務(wù)計(jì)算與調(diào)度技術(shù)及面向高吞吐推理計(jì)算的資源虛擬化優(yōu)化與并行計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)非同源數(shù)據(jù)的高同步挖掘。最后，從整體架構(gòu)的構(gòu)建出發(fā)，形成融合異構(gòu)計(jì)算資源調(diào)度、分布式高并行計(jì)算、云邊端協(xié)同技術(shù)的先進(jìn)計(jì)算框架平臺(tái)。

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