隨著以資訊化、網際網路為代表的第三次工業革命的興起，電網智慧化執行將成為電網企業提升運營能力的主要途徑。然而隨著裝置數量日益龐大、電網結構日益複雜以及員工人數減少，在內部粗放式管理成本難以壓縮和外部電力體制改革環境下收入趨窄的背景下，電網公司必然要提升管理水平和生產效率，然而運用傳統的技術手段和管理模式無法實現電網企業的精益管理。
近年來，國內外學者對電網數字化和智慧化等方面開展了大量研究，美國電力研究院和美國能源部在未來電網構想中提到了數字化電網的概念，一些院校和企業開展了電力裝置數字化和智慧化技術研究，並對人工智慧在電力系統中的應用進行了研究。
從研究現狀來看，目前的智慧化研究處在碎片化、離散化的狀態，智慧化應用未形成系統化、實用化的方案。從實踐現狀來看，電網企業雖然在資訊化建設和運維中投入了大量的人力和物力，但受限於資訊系統和業務的融合度、業務系統之間的貫通程度以及業務人員的資訊化技術水平，智慧化應用深度和廣度受限，效果事倍功半。
本文分析了配電網運維業務現狀，研究了人工智慧技術與配電網運維的融合點，提出了配電網智慧化運維方案，為提升配電網智慧化水平、提高配電網運營效率提供了新的思路。
1 配電網運維業務及現狀配電網運維業務主要有裝置巡視、裝置檢修、故障搶修等，目前各類業務已基本實現資訊化，但存在資訊系統和業務融合度不高、部分資料需人工錄入以及各業務之間協同度不高的問題。
1）資訊化管理
資訊化管理是配電網的一項重要業務，需要動態更新裝置的臺賬資訊、地理資訊、執行資訊以及專案管理資訊等。目前的裝置資訊化管理主要通過手動錄入或線下臺賬管理的方式，受限於人工成本和資料及時性要求，無法保證資料品質和管理效率。
2）裝置巡視
裝置巡視的主要目的是了解配電網執行狀況，發現線路或裝置存在的缺陷、裝置的執行狀況，及時消除緊急缺陷，併為配電網檢修計劃制定、專案儲備提供參考。目前的裝置巡視大多通過業務人員現場巡視的方式，望遠鏡是主要巡視工具，巡視記錄多通過先手工記錄再錄入系統的方式，巡視工作量大、效率低且巡視品質無法保障。
3）裝置檢修
配電網裝置檢修的目的是為了改善配電裝置執行狀態和執行方式，確保配電網可靠穩定執行。目前的裝置檢修大多是計劃檢修或故障檢修，由運維人員提出並通過逐級上報彙總審批後進行。目前的檢修方式無法根據執行狀態制定差異化檢修計劃，同時逐級審批的流程持續時間較長，不利於配電網精益化管理。
4）故障搶修
配電網故障搶修的目的是為了在配電裝置發生故障時，短時間內隔離故障或恢復送電，如何在最短時間找到故障點是故障搶修的關鍵。目前的配電網故障搶修大多依然靠使用者報修或調控指令告知，故障點確定多依靠人工巡視的方法，故障查詢效率低、耗時長，不能滿足使用者對供電可靠性的要求。
2 配電網智慧化運維整體思路根據目前配電網業務及資訊系統應用現狀及存在問題的情況，本文提出了配電網智慧化運維總體架構，以實現配電網智慧化運維。
在基礎設施層面，開展移動手持終端配置、無線專網建設、資訊系統建設、全業務資料中心建設、智慧電錶覆蓋以及配網自動化覆蓋；在支撐技術層面，推廣實物身份識別（identity document, ID）技術、無人機巡檢技術、狀態檢修技術，同時加強人工智慧、大資料和物聯網技術的融合應用；在智慧應用層面，通過基礎設施建設和支撐技術應用分別實現配網裝置全生命週期管理、配網線路智慧化巡檢、配網裝置主動化運維和配網故障智慧化診斷。2.1 配網裝置全生命週期管理
依託實物ID技術、資訊通訊技術實現配電裝置專案儲備、物資採購、裝置檢修、新裝置投入、裝置巡視、狀態評估、裝置搶修和裝置退役等全過程管理。
圖1 配電網智慧化運維總體架構
在這個過程中，資訊系統根據巡視資訊、裝置狀態資訊和裝置故障資訊智慧化制定檢修計劃，並在新裝置投入後自動同步裝置執行名稱、電氣和裝置引數、驗收資訊、地理資訊等臺賬，實現配電臺賬智慧化生成。從而滿足配電精益化管理要求，並減少業務人員圖形和文本臺賬錄入負擔，提高配電網資料的準確性和及時性。
2.2 配網線路智慧化巡檢
配網線路智慧化巡檢，架空線路主要依靠無人機巡視，根據巡視計劃智慧化設定無人機巡航路線，拍攝過程中智慧化識別線路名稱、杆號、裝置型別等，對路線上裝置進行全方位、各視角抓拍，並將影象資訊傳送至人工智慧缺陷判斷模組。
人工智慧缺陷判斷模組，通過影象識別和機器學習技術，與典型缺陷庫中缺陷影象進行逐一比對，從而進行缺陷判斷，並將包含缺陷判斷結果的巡視資訊自動傳送到資訊系統。電纜裝置主要依靠紅外和局放等帶電檢測手段，檢測完成後將檢測圖片和地理資訊及裝置名稱智慧化對應，利用自然語言處理技術智慧化生成檢測資訊報告，自動傳送給資訊系統。
基於掌上電腦（personal digital assistant, PDA）的人工巡視作為輔助巡視手段，集成了裝置臺賬資訊和地理資訊，在巡視中智慧化提醒巡視人員當前巡視線路名稱以及歷史巡視記錄、故障記錄以及檢修記錄等，巡視結束後更新巡視記錄資料庫，並將本次巡視資訊傳送給資訊系統。
2.3 配網裝置主動運維
在資訊系統中建立裝置全生命週期健康檔案，將裝置從投入開始的執行狀況、巡視記錄、檢修記錄、故障記錄全部儲存下來。健康分值評估和判斷模組呼叫系統內全量裝置的巡視記錄、狀態評估記錄、檢修記錄和故障記錄，並基於機器學習技術對裝置故障率與執行狀態的關係進行分析，建立裝置健康分值動態評估模型。
裝置的健康分值反映的是裝置健康執行概率的大小，根據裝置執行狀態和系統全量裝置執行狀況動態調整，裝置初始健康分值設定為100分，評估時呼叫當前裝置投運以來的全量巡視記錄、檢修記錄、故障記錄以及每年執行狀況評估等資訊，並根據裝置健康分值動態評估模型計算健康分值。
健康分值低於設定閾值的裝置起動主動運維管理，利用自然語言處理技術對裝置的檔案資訊、執行資訊和電網排程資訊進行處理，利用機器學習技術對歷史檢修計劃和專案儲備建議書進行學習，判斷檢修型別或專案儲備型別，然後利用自然語言處理完成檢修計劃或專案儲備自動編制，最後利用機器學習技術進行智慧化審批。
2.4 配網故障智慧化診斷
通過配網自動化建設、智慧電錶覆蓋、無線專網以及物聯網技術，實現配網故障智慧化診斷系統與配網各採集終端的資訊互動，實現故障搶修自動定位。配網故障智慧化診斷系統首先通過對歷次故障中各採集終端及智慧電錶的電壓電流進行深度學習，建立故障資訊知識庫。
當接收到調控故障資訊時，主動啟動資訊採集，並將採集到的電壓電流資訊與故障資訊知識庫進行比對，確定故障區域，並通過機器學習技術迅速完成故障隔離和網路重構。當接收到使用者報修資訊時，通過語音識別和自然語言處理技術，自動定位到報修使用者所對應的智慧電錶，同時啟動主動召測，依次對使用者所屬線路同分支箱、同低壓線路但不同分支箱、同變壓器不同分支線路、不同變壓器的智慧電錶進行召測，根據召測資訊智慧化判斷故障點。
當判斷出故障區域後，將故障區域在地理資訊圖上進行顯示，並利用自然語言處理技術將故障點地理資訊和故障資訊傳送給搶修人員，並根據故障區域智慧電錶檔案資訊，將故障資訊主動推送給使用者，減少使用者投訴，提升客戶體驗。
總結本文對目前配電網數字化運維現狀進行了分析，提出了配網裝置全生命週期管理、配網線路智慧化巡檢、配網裝置主動運維及配網故障智慧化診斷4個具體方案，為真正實現配電網智慧化運維提供了新的思路。