邓得青
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摘要：输变电工程设计智能化转型具有有效进行能量平衡转变、分布式控制以及用户交互式体验等功能，因其具有智能、高效、节能、环保等特点而逐步得到广泛应用。输变电工程设计智能化转型的重要组成部分，在输变电相关电气设施发生故障或是运行状态不正常的情况下，继电保护系统能够针对这些问题的发生做出快速反应，保障其他无故障电气设施的正常运转，并控制断路器切断有故障的电气设施，将电气设施的故障影响范围降到最低程度，从而有效地保证输变电工程设计智能化转型的安全高效运行。因此，对输变电工程设计智能化转型进行合理设计具有重要的研究意义和实用价值。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对输变电工程设计智能化转型提出了一些建议，仅供参考。
关键词：输变电；工程设计；智能化转型
引言
由于输变电工程设计智能化转型要涉及到电气设备的正常运行，在电气系统设计中实现创新，为整个电网系统的安全提供技术保障。因此在输变电工程设计智能化转型设计中，对输变电工程的电能参数的控制和系统设计的安全性进行多方位的改建，实现输变电工程的工作效益优化。同样在输变电工程的智能化设计中积极结合现有的设计技术，为输变电工程智能化转型设计的发展提供良好的环境。
1、输变电工程设计发展现状
输变电工程设计包括输电线路设计和输变电设计，其中输电线路设计包括输电线路的选择，线路起讫点位置、输电容量、回路数、导线截面等。输变电的设计包括输变电的选择和电气设备及其主接线方案的选择等。中国的输变电工程设计行业经历了从图版设计到计算机辅助设计，再到三维设计的发展过程，随着设计技术的不断发展，设计水平得以不断提高。从超高压输变电工程设计再到特高压输变电工程设计，电压等级不断提升，输送容量不断增加，使得输变电、换流站接线更加复杂，面积越来越大，设备更加精密、庞大，设计裕度越来越小，工程投资要求更加精准。在现有的传统设计习惯下，是以人的知识经验作为科技可靠性评价依据。然而，随着工程规模的日益扩大、复杂性的日渐提高，甚至新方法的应用和新技术的提出，都给设计工作带来巨大挑战。随着科学技术的发展和对创新能力的需求，输变电工程设计趋近人工智能化是一个不可阻挡的趋势。目前，在输变电设计过程中，人工设计有时是不可避免的。如若应用人工智能的相关技术，建立输变电工程设计人工智能辅助体系，如建立以知识库为基础的深度学习模型，形成具有自主逻辑推理能力的智能自主设计系统，避免主观因素影响设计质量，提高设计效率，减少人力物力资源的浪费。
2、输变电工程设计智能化转型分析
2.1人工智能技术辅助后期评审
目前对于输变电工评审主要通过专家评审会，依据专家经验定性评价，其评审结果往往具有主观性。应用专家系统构建含有大量的输变电建设专家水平的知识与经验的智能评审决策支撑系统，利用人类专家知识构建的知识库和规则库来综合评审输变电工程设计质量，模拟人类专家的决策过程，具有人工评审无法比拟的客观性与全面性。
2.2输电线路固定摄像头在线监测
输电线路视频图像在线监测系统是输电线路在线监测系统的子系统之一，该系统通过在输电塔等固定点安装摄像头，静态拍摄采集输电线路及其通道环境的视频图像数据，主要对线路外力破坏、植被安全距离、山火、导线覆冰厚度等进行监测。视频图像智能识别技术能有效的利用上述系统所得的海量数据，对这类环境隐患智能识别，且已有较多研究成果。
采用混合高斯模型实现对大型机械入侵输电线路通道的定向识别，并结合微信平台实现以需求为导向的分级管控智能推送，建立了线路防外力破坏监控新模式，有效防大型机械破坏线路事故的发生；通过一系列无线摄像头监控，实时传送拍摄画面回传基站，再对入侵植被的高度、深度和宽度等自动识别，对该类隐患及时报警，以维护输电线路的安全运行；通过视频图像智能分析技术有效提升了山火的识别精度（≥97%），并实现山火与线路相对距离的精准测算（500m内误差≤6.6%）；提出了一种基于随机Hough变换计算输电导线覆冰厚度的方法，首先对导线的图像预处理，再利用随机Hough变换和最小二乘法确定导线边缘直线，最后根据覆冰前后导线图像的像素来计算覆冰厚度，显著地提高输电线路覆冰厚度的监测精度。上述文献多采用传统图像处理分析的方法进行隐患识别，该类方法主要的缺陷在于对光照变化、背景变化等情况的抗干扰能力弱，算法不鲁棒。从工程应用的角度来看，目前众多摄像头采集的海量视频数据面临着所需储存容量大、通信成本高，以及由于摄像头功耗不宜过大、识别频率较低等问题。在未来的研究中可考虑结合前端嵌入式低功耗芯片和边缘计算等技术，在摄像终端侧就完成图像处理和识别，这将推动视频图像智能识别技术在输电线路在线监测中的更广泛应用。
2.3继电保护系统
（1）高压侧线路保护。高压侧线路保护综合了数据采集、故障监测、保护跳闸等速动保护功能，并且各条线路都具有独自一面屏。此外，将具备单相、三相、综合和特殊重合闸保护功能的装置也安装到高压侧线路中保护设备利用SV网络进行数据采集工作，并且数据信息可实现点对点传输功能；利用GOOSE通信网络可实现跨间隔信息传输，在各条回路都配备1台合并单元并具有智能终端的综合保护设备，将其安装在本间隔所配置的就地智能控制柜中。（2）故障录波与分析处理综合系统。该系统由故障录波单元、数据记录单元、MMS网报文单元和分析处理主机构成，利用过程层通信网络系统实现SV网络采集数据和GOOSE网络采集数据的传递，采用单独组网的形式，配备采样数据接口以实现采样数据录波传输功能。
3、我国输变电技术的改革发展方向
（1）设计更加科学。智能电网是现代电网建和的发展大趋势，智能输变电属于电网建设的基础工程，结合时代背景和社会建设需求，信息化、自动化、互动化的智能电网是近几年该行业发展的热点。对比常规的输变电，智能输变电的信息化处理要求更严格、集中，其交互能力、信息交换以及数据研究能力更强，发展前景更广阔。（2）框架建设更注重细节。基于现有的建设形式，未来的智能为主的输变电有以下几点特征。首先，注重结构框架，多关注系统集成的特点，对控制经济建设、调整设备结构有自己的运用效果。其次，依赖更为科学的智能设备，在强调协调互动性和运维质量的同时，该技术更注重细节和框架，体现了其运行质量。最后，智能输变电更强调技术、科学、低空间特征，体现了节约土地资源、提倡可持续发展的特点。
结束语
通过不断创新智能化输变电工程设计技术，保证智能型输变电在电网行业能够稳健发展。同样智能化输变电的电气系统的创新改进设计能够扩大我国智能电网的信息覆盖，为企业与家庭用电的安全和稳定提供保障。智能输变电的设计方案也能够有效地提高我国电网建设企业在国际市场的竞争力，从而提升智能输变电的智能化程度和安全性能。
参考文献
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