人工智能技术在电力输电线路安全运行中的应用研究

摘""要：电力输电线路运行系统中的人工智能技术可以采集处理输电线路信息、全天候、智能化监测、深入挖掘价值数据。在多种先进技术的支持下，电力输电线路人工智能在线监测系统得到了开发与运用，其可以将专家系统和人工神经网络技术整合在一起对输电线路运行全过程进行动态监测，快速获取有用信息为运维调度提供可靠依据，保障电力输电系统安全运行。

关键词：电力输电线路""安全运行""人工智能技术""在线监测系统

中图分类号：TM76

Research"on"the"Application"of"AI"Technology"in"the"Safe"Operation"of"Power"Transmission"Lines

ZHANG"Fengyan

State"Grid"Xiangxi"Power"Supply"Company，"Xiangxi，"Hu’nan"Province，"416000"China

Abstract："The"Artificial"Intelligence（AI）"technology"in"the"operation"system"of"power"transmission"lines"can"collect"and"process"transmission"line"information，"conduct"all-weather，"intelligent"monitoring，"and"in-depth"mining"of"valuable"data."With"the"support"of"various"advanced"technologies，"an"AI"online"monitoring"system"for"power"transmission"lines"has"been"developed"andnbsp;applied."It"can"integrate"expert"systems"and"artificial"neural"network"technology"to"dynamically"monitor"the"entire"operation"process"of"transmission"lines，"quickly"obtain"useful"information"to"provide"reliable"basis"for"operation"and"maintenance"scheduling，"ensuring"the"safe"operation"of"the"power"transmission"system.

Key"Words："Power"transmission"lines;"Safe"operation;"AI"technology;"Online"monitoring"system

智能电网建设规模不断扩大，人工智能技术在电力系统线路运行监测和状态维修方面得到了有效应用，能够快速诊断线路故障、分析和预测线路灾害，并能够提出相应的预防措施，切实提高了输电线路安全运行管理水平。基于人工智能技术的输电线路在线监测系统，能够实现全天候、智能化监测，主要利用专家系统和人工神经网络技术来实现上述功能，便于对输电线路中多种数据参数的快速收集、处理和分析，及时发现线路中的各种异常与故障，营造安全可靠的运行环境，极大地提高了电力输电线路的运行质效。

1""输电线路运行中人工智能技术的功能

1.1""采集和处理输电线路信息

电力系统输电线路系统运维管理需要以完整、全面的信息数据为依据判断输电系统运行期间的真实状态，所以要保证相关信息数据的准确性与可靠性。人工智能技术的应用能够快速、实时采集电力系统输电线路运行期间的多方面信息，而且支持远程采集和处理，将多源异构数据整合在一起进行统一分析与处理，方便后续运行管理。根据收集到的全面数据信息可及时掌握线路设备特征和状态，并根据输电线路安全运行需求快速整理各项数据信息，为后续运维管理提供指导。另外，人工智能技术在应用过程中还可以根据输电线路信息准确判断线路和设备的运行状态，分析故障问题，预测可能发生的异常风险，并采取有效措施应对处理，以此保障输电线路安全运行。

1.2""深挖输电线路信息数据中的有用内容

电力系统输电线路运行中产生的数据类型有很多，可通过不同渠道进行采集分析。由于输电线路信息数据繁杂多样，整体的处理难度较大，若不能快速从中获取有用信息，则会影响输电系统正常运行，还容易引发安全问题[1]。人工智能技术具有数据挖掘能力，不会受到网络平台、数据类型和结构的影响，能够在短时间内完成大量数据处理工作，还能深入挖掘相关信息数据中的价值信息，通过分布式处理方式对有用数据进行归纳汇总，切实提高了电力输电线路信息数据处理质效，也能够让各类数据信息得到充分利用。在深入挖掘数据信息的过程中，可及时发现系统异常，有效防范运行风险。

2""输电线路运行中的人工智能监测系统

2.1""在线监测专家系统

专家系统是人工智能技术中的重要组成部分，在电力输电线路人工智能监测系统中发挥着重要作用，合理开发在线监测专家系统，能够实现对线路运行中涉及到的多种信息数据进行充分利用，快速排查、诊断线路故障。基于人工智能技术的输电线路在线监测系统主要利用多种监测传感手段获取线路运行中的数据信息，在此基础上建立专家数据库，利用推理机制开展推理工作。该系统由多个模块组成，而且不同模块相互关联但也相互独立，主要运用协调器进行控制与管理，可促进各模块工作协调开展。人工智能在线监测系统运行阶段，远程可视模块率先启动，收集输电线路工作现场图像，而后逐步启动其他功能模块，综合分析不同模块监测的信息数据能够对电力输电线路运行情况进行全面了解，及时发现、诊断线路故障，为运维管理人员提供依据[2]。

2.2""专家系统知识库

电力输电线路人工智能检测系统中专家系统知识库属于技术核心，开发效果直接影响监测结果，其主要以该领域专家知识为依据，通过整合完善形成完整的知识库。知识库模块种类较多，具体如图1所示。

2.2.1""绝缘子监测模块

绝缘子监测模块主要监测电力输电线路中的绝缘控件，分析其功能性能和使用状态，如果绝缘子表面灰尘污物堆积严重受到污染，那么在电压作用下受到外部因素影响时，会发生污闪现象，而这一现象的发生会影响输电线路安全运行，所以，应保证输电线路中绝缘子的质量和功能性，使其具有较强的机械强度和良好的绝缘性能。一般可根据泄漏的电流值来分析输电线路绝缘控件的污秽程度，需要进行在线测量[3]。在多种先进技术的支持下，可通过在绝缘子上安装电流传感器的方式来监测相关控件的漏电情况，获取准确的漏电电流值。绝缘子监测模块在运行之前会提前设置报警值，而后对整个输电线路绝缘子的泄漏电流情况进行监测，结合电流信息判断绝缘子的污闪程度，为后续阶段控制调整提供可靠依据。

2.2.2""避雷器监测模块

避雷器是电力输电线路安全运行中的重要装置，能够保护电路，限制过载电压，可避免线路遭受雷击时出现跳闸问题。输电线路中电压值处于正常状态时，经过避雷装置的电流值比较小，若电压过大且明显超出正常值的情况下，该装置的电阻值会下降，充分泄放电压能量，防止电压过大对线路、设备造成危害。目前电力系统输电线路中运用的避雷器种类较多，金属氧化锌避雷器的应用范围较广，但是这一避雷装置会受到自身因素、外界环境因素的影响而发生损坏，严重情况下还会发生爆炸，需要定期检查、维护和更换，从而保障线路安全运行。人工智能在线监测系统中的避雷器检测模块则能够对该装置进行在线监测，根据泄漏电流值和避雷器性能的对应关系准确分析和判断避雷器的运行状态，在对应部位安装传感器采集监测相关数据，并可以及时发送到控制中心，实现智能化状态分析和故障诊断。

2.2.3""覆冰监测模块

由于我国各地区的气候环境条件不同，在较为寒冷的季节电力输电线路表面会出现结冰现象，影响线路整体安全运行。导致这一现象的原因有很多，如气候条件、温度环境、线路支设高度和线路走向等。需要综合全面分析多种影响因素，制定相应的防冰和除冰措施，以保障线路正常运行。覆冰监测模块在实际运行过程中能够利用线路视频监测技术、倾角变化弧垂技术以及力学计算和分析技术等掌握输电线路的覆冰情况，主要借助智能传感器和摄像设备来完成各项数据的采集监测，并可通过网络通信技术及时传递相关信号，而后由人工智能技术分析线路覆冰实际状况，可及时预警并妥善处理。

2.2.4""舞动监测模块

电力输电线路在风力较大的环境下会发生舞动，容易造成线路断裂、杆塔倾斜或者线路跳闸，影响输电线路安全、稳定运行。这一现象的产生主要与空气动力不稳定有关，舞动监测模块能够对引起输电线路舞动的因素进行实时监测和分析，根据监测到的信息数据分析可能发生舞动的线路，设计调整相应的防范方案。一般会在输电线路上安装多种类型传感器，监测风力、风向、风速等，还会安装振动传感器和视频传感器，便于及时了解现场情况，人工智能在线监测系统可以进行综合分析和快速诊断，及时发布预警报告，快速处理舞动故障。

2.2.5""线路运行监测模块

为保障电力输电线路安全运行，还应加强对整个线路的日常监测、检查与维护，结合线路运行情况及各项数据参数的具体变化快速、准确了解线路状态，及时发现安全隐患，为有效开展运维管理工作提供可靠依据[4]。线路运行监测模块能够对电路输电线路状态进行全面细致监测，主要借助铁塔和线路上的传感器设备来采集信息数据，并能够将监测到的实时信号传递到监控中心，再利用人工智能技术进行综合分析，了解输电线路性能状态的真实情况，便于及时发现早期故障[4]。

2.2.6""远程视频监测模块

远程视频监测模块主要是对电力输电线路运行期间所处环境条件进行实时监控监测，快速掌握较为全面的周边环境，分析输电线路运行期间的安全状况，有针对性地开展线路检修、维护与管理工作，提升输电线路整体运行性能。该模块系统主要利用图像编码器实时采集输电线路现场环境信息，而后进行压缩编码处理转化为无线信号，通过网络通信技术传输到监控中心流媒体服务器中，线路运维管理人员登录监控软件后解码视频流，可获得清晰的现场图像，而后利用人工智能技术进行统一处理。

2.3""输电线路的人工神经网络

人工神经网络属于人工智能中的关键技术，能够模拟人类神经系统建立数学模型，根据获取到的信息数据进行非线性推理，可以快速了解不同信息数据之间的关系。利用人工神经网络技术进行输电线路故障诊断的过程中无须进行知识获取、表达和知识库建立，能够自动完成各类数据信息的分布式处理工作，且具有自适应的特点，能够进行模式分类，有效处理故障诊断中的模糊分析[5]。通常情况下，人工神经网络只需要获取电力输电线路运行期间的现场信息数据进行样本训练，形成丰富的故障诊断样本集，便于对输电线路故障问题的智能判断与处理。结合输电线路安全运行需求开发相应的人工神经网络，可切实提高整个线路系统智能分析、监测线路设备状态、诊断线路故障和进行状态维修的能力。人工神经网络主要由输入层、隐含层和输出层构成，其网络拓扑结构如图2所示。根据不同层的维数可以分析输电线路是否发生故障，同时也可以判断故障的严重程度，便于后续运维管理，使电路输电线路快速恢复正常状态。

3""结语

将人工智能技术应用到电力系统输电线路安全运行当中，可充分发挥先进技术优势，全面收集、处理线路信息，准确评估输电线路的运行状态，及时发现故障问题，并实现智能化监测与管理，降低输电线路运行期间安全事故的发生率。未来发展阶段，电力系统输电线路建设应注重与人工智能技术的有机结合，并对相关技术进行深入研究，不断改进优化，持续扩大人工智能技术在电力系统运行管理中的价值作用，高质高效开展线路运维工作，使整个电力系统一直保持安全稳定运行状态。

参考文献

[1]周慧荣.智能技术在输电线路安全运行中的应用[J].电子技术，2024，53（7）：378-379.

[2]马一村.智能技术在输电线路安全运行中的应用[J].集成电路应用，2024，41（7）：154-155.

[3]刘奕，方广东，刘陵轶，等.人工智能在输电线路安全运行中的应用分析[J].华东科技，2024（1）：44-46.

[4]黑嘉欣.基于人工智能的柔直线路故障定位方法研究[D].北京：北京交通大学，2020.

[5]刘城欣.结合人工智能技术的输电线路路径规划方法研究[D].武汉：华中科技大学，2020.